南方CASS计算两期间土方与方格网法土方计算相结合准确计算土方量

1、南方 CASS 计算两期间土方与方格网法土方计算相结合准确计算土方量粟 晟，欧陆(荣县经纬国土资源测绘有限公司 ，四 川 荣 县 643100)摘 要 ： 单 纯 的 方 格 网 法 测 量 土 方 是 将 其 方 格 均 视 为 独 立 的 规 则 平 面 ， 这 与 计 算 场 地 的 实 际 地 形 是 有 差 别 的 ，精 度 也 无 法 评 估 ，有 其 局 限 性 ；而 三 角 网 法 测 量 土 方 量 虽 然 精 度 高 ，但 可 读 性 差 ，客 户 不 愿 采 用 。 针 对 这 种 情 况 ， 本 文 采 用 南方 CASS 计 算 两 期 间 土 方 与 方 格 网 土

2、 方 计 算 相 结 合 的 方 法 计 算 土 方 量 ， 既 提 高 了 土 方 测 量 的 效 率 ，又 保 证 了 土 方 计 算 成 果 的 正确 性 ，很 好 地 解 决 了 这 一 难 题 。关 键 词 ：CASS7.1；方 格 网 法；计 算 两 期 间 土 方中 图 分 类 号 ：TS32文 献 标 识 码 ：A文 章 编 号 ：1001-0335（2013）05-0032-04Calculate Earthworks Accurately by Combining Nanfang CASS Two PeriodsEarthwork Calculation Method an

3、d Grid MethodLi Shen, Ou Lu(Rongxian Jingwei Territorial Resources Mapping Co.,Ltd Rongxian County Sichuan 643100)Abstract: Simple grid method is to measure the earth by regarding the squares as separate rules plane, which has difference withthe actual terrain of the site that to be calculated. So t

4、he accuracy cannot be evaluated and it has limitation. However, although triangulation measurementis of high precision, poor readability lead to customer reluctant to adopt it.According to this ，this paper introduces the combination of Nanfang CASS two perids earthworks calculation method with grid

5、method which not only improve theearthwork measuring effectiveness but also guarantee the correctness of calculation reslut.Key words: CASS7.1, grid method, two periods earthwork calcualtion方量，成果直观易懂，是绝大部分客户的首选方法，但方格网法土方量计算中， 一旦确定了方格的边长，容1 前 言在 工 程 建 设 中,不管是工业与民用建筑 、道 路 建 设 还是其它工程建设常需要将自然地貌改造为水 平的或一

6、个或多个坡度的场地 ，以 便 适 用 于 布 置 各 类建筑物和构筑物 ，这些都涉及到土石方 的 开 挖 与 回填量的计算问题 。 随着数字测图技术的 发 展 ，南 方 数 码科技有限公司研发的地形地籍成图软件 CASS7.1 是 目 前市面上较常见的一套测量软件 ，其 中所包含的土方计算功能为大家所普遍使用 ，它 不 仅 上 手 容 易 ，内 业 操 作 简 便 ， 而且计算结果准确性 良 好,可 信 度 较 高 ，为广大使用者所认可 。土方量的计算，实际上就是计算设计标高与自然 地面标高之间的土石方体积。 设计面有平面、单一斜 面、曲面，其中，对于设计面是平面和单一斜面的土方量计算，南方

7、CASS7.1 中提供了比较简单的操作方法 进行计算；而以曲面或连续不同坡度的斜面作设计面来计算土方量时， 操作就相对复杂了。 南方 CASS7.1中提供了 DTM 法、断面 法 、方 格 网 法 、等 高 线 法 四 种易出现如图 1 所示的情况，方格的一端远离坎底，另一端正好在坎顶边，和 如 图 2 所 示 的 情 况 ，方 格 内 有起伏较大的区域，该起伏区域的土方量是没有进行统 计的，这就不能满足计算成果的精度要求。不 规 则 三 角 网(TIN)是数字地面模型 DTM 表 现 形 式 之 一 ， 该法直接利用外业所采集的地形碎部 点 、特 征 点 进 行 三 角 构 网 ， 对计算区

8、域按三棱柱法 计 算 土 方 。 基于不规则三角形建模是直接利用野外 实测的地形特征点 ( 离 散 点 ) 构 造 出 邻 接 的 三 角 形 ，组成不规则三角网结构 。 相 对 于 方 格 网 ，不 规 则 三角网具有以下优点 ：直接利用原始数据作 为 网 格 结 点 ，三角网中的点和线的分布密度和结构 完 全 可 以 与地表的特征相吻合；不改变原始数据和精度 ；能 够插入地性线以保存原有关键的地形特征,能很好地适 应复杂、不规则地形，从而将地表的特征表现得淋漓 尽致等。 由此可见，用三角网计算土方量适应范围最 广，精度也是最高的了。 但是三角方法计算土方量精度 虽 高,因其计算过程中数据量

9、大,占 用 大 量 存 储 空 间，可读性也差，实际工作中很少有客户选择用三角 计算方法，其中用得最多的是方格网法和 DTM 法两种方法，它们各有优点，又各有缺点；方格网法计算土作 者 简 介 ：粟晟 （1956-），男 ，四 川 荣县 人 ，大 专 ，工 程 师 ，主 要 从 事工 程 测 量 工 作。32 September 2013 No.5粟 晟等：南方 CASS 计算两期间 土方与方格 网法土方计 算相结合准 确计算土 方量网法。 如何既能满足客户的需要，使用方格网法出具测量成果，又要保证土方计算结果的正确性 ，提 高 工 作效率，是摆在广大测量工作者面前的一道难题。 笔者在实际工作

10、中，采用 CASS7.1“计算两期间土方”的 方法计算出可靠的土方 数 据 ，并 以 此 指 导 “方 格 网 土方计算”的方法，很好地解决了这一难题。处 理 ，因为拟合过的曲线在进行土方计算 时 会 用 折线 迭 代 ，影响计算结果的精度 1）；然 后 用 CASS7.1 “等 高 线 ”菜 单 中 ： 建 立 DTM 选 择 边 界 线 构 成 三 角 网 修 改 三 角 网 （由于三角网的连接是随机的 ，不 排除有一些三角形的连接是不满足计算要 求 的 ，所 以需要对生成的三角网进行处理 ，剔 除 不 符 合 要 求 的 三 角 形 ，然后顺应实际地形的变化对三 角 网 进 行 手 工

11、调 整 ，如 图 3 所示是对穿斜坡时不合 理 三 角 网 进 行 调 整 前 、后 的 示 意 图 ；如 图 4 所 示 是 对 穿 陡图 1方格网穿过斜坡示意图 (a)调 整 前(b)调 整 后图 3 三角网穿斜坡调整前与调整后的示意图 (a)调 整 前(b)调 整 后图 2方格网内没参与统计起伏区域示意图 图 4三角网穿陡坎调整前与调整后的示意图 坎时不合理三角网进行调整前、后的示意图。 使得生成的模型更加符合实际地貌， 在调整完毕后注意要“修改结果存盘”） 绘制等高线 （为确保三角网的准确 性，建议“绘制等高线”看绘制出的等高线正确与否，对 三角网进行再校正，然后删除等高线和地形变化特

12、征线所地图层） 三角网存取 写入文件（点击“写入文件”时， 出现一个“输入三角网文件名”对话框，指定保存路径， 将区域内已构成的三角网做为第一期三角网以.sjw 扩展名格式保存在指定的文件下，如图 5 所示）。2 计算两期间土方 计算两期间土方指的是对同一区域进行了两期测 量（我们把设计面模拟成外业测量，作为第二期测量；野 外原始地形数据采集作为第一期测量）， 利用两次观测 得到的高程数据建模后叠加，计算出该区域两期之中的 土方变化情况。 此方法适用范围广，计算精度高，特别适 用于原始地形和设计面都是不规则表面的情况。2.1 原始地形三角网 （第 一 期 三 角 网 ）2.1.1 数 据 采

13、集用于土方计算的数据 ， 在 野 外 采 集 时 ， 密 度 较 一 般的地形图要有所提高 ， 要加强对地形变化点 （如 坎 上 、坎 下 ）数 据 的 采 集 工 作 ， 使得高程数据对 地形的表达更加完整 。 如果受条件限制 ，使 用 的 是现 有 的 地 形 图 ， 那么一定要对地形图进行二次处 理 ，主要是对地形变化区域的高程点位进 行 添 加 和 剔 除 。 在完成处理之后 ，作为原始地形数 据 保 存 结 果 ，以便下一步进行数据的提取和土方计算操作 。2.1.2 构成第一期三角网 ：首 先 在 CASS7.1“绘 图 处 理 ”菜 单 中 ：定 显 示 区 改变当前图形比例尺 （

14、尽 可 能使用大比例尺 ，如 1：200、1：500 等 ， 这对提高土方量的计算精度很 有 好 处 ） 展 高 程 点 圈 定 计算区域边界线和连接地形变 化 特 征 线 ，如 ：山 脊 线 、山 凹 线 、坡 顶 坡 脚 线 、陡 坎 线等 （区 域 边 界 线一要注意闭合 ， 二两期土方计算的 区域边界在野外测量时 ，一般不可能采集 的 完 全 相同 ，但可在内业处理时 ，调 整 到 一 致 ，并 且 采 用 内 插 法求得每个边界点的高程数据 ，三 切 不 可 进 行 拟 合图 5输入三角网文件名对话框 2.2设 计 面 三 角 网 （第 二 期 三 角 网 ）2.2.1设计面数据采集

15、 ：将设计面模拟成外业测量的 数 据 ，即 三 维 坐 标 数 据 文 件 ，这 只不过不是真正外业测量所得 ， 而 是 直 接 赋 值 得 到 ， 采 用 的 方 法 是 ： 平面位置用鼠标在 设 计 平 面 图 上 直 接 指 定 ， 手 工 直 接 输 入 高 程 （CASS7.1 中 直 接 用 命 令 “G”或 单 击 CASS 工 具 栏 中 的 交 互 展 点 符 号 “.91”来提取高程点并追加到到数 据 文 件 中 ）， 这里要注意的是 ， 由 于 设 计 面 不 是 平面 ，所以每个指定点的高程要计算正确 、输 入 正 确 ，2013 年 9 月 第 5 期 33粟 晟等：

16、南方 CASS 计算两期间 土方与方格 网法土方计 算相结合准 确计算土 方量与野外数据采集一样要有足够的密度 ，有 坡 、坎 的 ，坡 顶 、坡 底 ，坎 上 、坎 下 要相对应的加点 ， 将 所 计 算 的点逐一追加到设计面数据文件中保存 。2.2.2构成第二期三角网 ：与生成原始地形三角网（第一期三角网）的流程一样。 最后将设计面数据文件构成的三角网做为第二期三 角网以.sjw 扩展名格式保存在指定的文件下。2.3计算两期间土方量 用鼠标操作 “工程应用 DTM 法土方计算 计算 两期间土方”，根据电脑的提示在“第一期三角网”时，导入前期的原始地形三 角 网 文 件 ，在 提 示 “第

17、二 期 三 角网”时导入后期的设计面三角网文件 ，按 回 车 键 即得计算结果。 并将土方计算结果作为可靠的土方量依 据保存，用以指导下一步的方格网法土方计算。图 7 方格网穿过斜坡调整后示意图 图 8 没参与统计起伏区域调整方格网后示意图 3方格网法土方计算 4 工 程 实 例南 方 CASS7.1 软件中的方格网土方计算法 ，其具体计算操作如下： 首先用闭合的复合线圈定所要 计算土方的区域（与第 一 期 、二期三角网的区域边界 必须一致），然后用鼠标操作“工程应用 方格网法土 方计算”，在弹出的方格网土方计算对话框中，如图 6所示，首先是导入 “高程点坐标数据文件 ”，必 须 选 择生成第

18、一期三角网的地面点高程数据 ， 即 原 始 地 形 数据。 然后在“设计面”栏中，点选“三角网文件”。 在导入三角网文件时， 一定要选择以第二期的地面点 高程数据所构成的三角 网 ， 即由设计面数据生成的 三角网。 然后填写方格网的宽度 （系统默认的是 20米），点击“确定”即计算出该区域土方量 。 将 该 土 方量结果与用计算两期间土方量所得的结果 相 比 较 ，若相差在 5%（经验值）以内，则方格网土方计算成果 在 荣县大佛梧桐水街工程场地平整土方测量中，笔者根据现场地形采集高程点数据， 绘制地形略图，在内业处理时，首先除掉数据中错误的和含有粗差的 点 ，再 用 CASS7.1 软 件 自

19、 动 生 成 三 角 网 ， 然 后 根 据地 形 略图调整三角网 ，建立与实际地形相吻合的数 字 地 面 模 型 ，为确保三角网的准确性 ， 将 数 字 地 面 模型生成等高线对所有三角网进行再校准 。 最 后 删除用以校准三 角网的地形地性线图层 (即 之 前 绘 制 的 地 形 略 图 层)和 等 高 线 图 层 ，将三角网作为第一期 三 角 网 保 存 。 同理对内业根据设计资料完善的设计 面 高 程 数 据 ，建立数字地面模型 ， 将调整后的三角 网作为第二期三角保存 。 然 后 用 南 方 CASS7.1 软 件“工 程 应 用 ”下 拉 菜 单 DTM 法 土 方 计 算 计 算

20、 两 期间 土 方,准确计算出该区域的土方量 。 并 以 此 作 为 可 靠的土方量依据保存 。 然 后 进 入 图 6 所 示 “方 格 网土 方 计算对话框”，在“高程点坐标数据文件 ”中 导 入生 成第一期三角网的原始地形高程点坐标数据文 件。 在“三角网文件”中选择第二期三角网，即由设计面数据生成的三角网 ， 首先以默认的方格宽度 20米，进行土方量计算。 表 1 是方格网法（20 米宽）与计 算两期间土方法成果的 对 比 ，从表中可以看出 ：挖 方量差值比率达到了 16.8%，超 过 了 5%，由 于 测 区 地 形较为破碎，多坡坎、土 丘 ，方格网宽度过大 ，显 然 是出 现 了

21、如 图 1、图 2 所 示 的 情 况 ，从而导致出现大的 偏差，于是按照图 7、图 8 的做法将方格宽度由 20 米 调整为 5 米，再进行方格网土方计算 ，计 算 结 果 如 表2 所示，从表中可以看出：无论哪个项目，方格网法与 计算两期间土方法差值的比率都在 3%以 内 ，说 明 方格网的布设是比较合理 的 ， 方格网土方计算的成果 是正确的，可以提交方格网成果资料了。(下转第 37 页）是 可 靠 的 ，可以出据方格网计算成果 。如 超 出 5% ，基本上是由于出现图 1 和 图 2 所 示 的 情 况 ， 这 时 调整方格网的宽度 （地形太破碎的方格网宽度可调到 12m2），使地形变

22、化特征线 （如 图 1 的 陡 坎 ，图 2 起 伏区域边线）处在方格的中间（如图 7、图 8 所示），从 而避免了土方计算出现系统性的误差 ， 提 高 了 土 方 计算的精度，（由此可见方格网越小 ， 计 算 精 度 越 高 3）。 至到结果与“计算两期间土方”的成果相比，差值 的比率小于 5%，方可提供方格网土方计算成果。图 6 方格网土方计算对话框 34 September 2013 No.5向 阳等：浅议 建筑电气设 计中的主要 节能措施高压侧设高压 电 容 补 偿 装 置 ， 对 容 量 较 大 、 负 荷 平稳且经常使用 的用电设备如风机 、 水 泵 、 传 送 带 等 设置就地补

23、偿装置 。 这样使高压线路及低压线路上 的无功传输均有效减少 ，从而达到节能目的 。23 照 明 节 能 设 计据 统 计 ， 我 国照明用电量已占总用量的 10%12%。 按照我国提出的 “中国绿色照明工程”，照明节 电已成为节能的重要方面。2004 年 12 月 1 日国家正式 实 施 建 筑照明设计标准 （GB50034-2004），该 标 准不仅有“照明节能”，同时整个标准都贯穿了绿色照明的宗旨和理念。 照明节能所遵循的原则是：在保证 有足够的照明数量和质量的前提下，尽可能的节约照 明用电。 照明节能主要是通过合理采用高效节能照明产品，提高质量，优化照明设计等手段，达到节能的目的。 照

24、明节能设计的措施通常有以下几种：（1）正确选择 照度标准值：在照明设计时，应综合考虑工作、生产、学习和生活对视觉的要求，以及建筑等级和功能的不同合理确定照度；（2）合理选择照明方式：应当充分利用自然 采光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充 分结合，从而在很大程度上节省了照明电能；尽量采用一般照明和局部照明相结合的方式，贯彻该高则高该低则低的原则， 以在满足使用和质量的前提下节约能源；（3）科学选择优质的电光源：其最基本的原则就是应根 据不同的场所选择不同的光源。 例如一般的房间应当选 用荧光灯。 但是在条件许可或显色性要求较高的场所应 当

25、采用稀土节能荧光灯、三基色荧光灯、小功率高显色 型钠灯等光源；室外场所的照明则应当选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源；（4）合理选择高效照明灯 具： 其原则是根据不同场所选用效率高、控光合理、光 利用系数高、尽量不带附件的照明灯具；（5）选择节能 型镇流器： 如选择节能型电感镇流器或电子镇流器；（6）设置恰当的照明控制方式或装置也是一种必要 的 节 电 方 法 ：如 ，按建筑使用条件和自然光状态分区 、分组控制； 根据照明使用的要求分别采用各种节能 型 开 关 ，如 病 房 、卧房可采用调光开关 ，室 外 场 所 和 公共场所则可采用光电 、声 控 开 关 ；楼 梯 间 、走 道 等 场所除

26、应急照明外，采用节能自熄开关。24 降 低 线 路 损 耗当 电 能 传 输 时 ， 由 于 线 路上存在电阻电抗 ，电 流 通 过 时 ，就 会产生电能损耗 ， 而该损耗又与线路 的长度和负载的大小相关联 。 因 此 ，工 程 设 计 中 应 当尽量提高系统的功率系数 、 减 少 导 线 的 电 阻 ，从而 降 低 其 损 耗 。 其措施主要有以下几种 ：（1）合 理 选 择 线 路 路 径 。 为减小导线长度 ，线 路 尽 可 能 不 走 弯路 ，尽 量 走 直 线 ；（2）合理选择导体材质 。 为 减 小 线 路 阻 抗 ， 应尽量选用电导率较大的材质做 导 体 ，例如 选 用 铜 导 体 ；（3） 合理确定电气用 房 及 配 电 箱 的 位 置 ， 尽量减小供电路径 ；（4） 合 理 选 择 导 线 截 面积 ：导线的截面积大小的确定应根据电流 指 标 与 经济 条 件 来 确 定 。 对于线路较长的电路 ，在 满 足 电 流 以及电压降要求的情况下 ，适当增大导线截面 。3 结 束 语总 之, 随着经济高速发展 ， 节能已成为现今各 个行业领域关注的重要话题 ，而 建 筑 电 气 节 能 设 计 的 空 间 还 很 大 ， 因 此 ， 在这过程中扮演重要角色的 电 气 设 计 人 员 ，应在设计中精心考虑 ，反 复 衡 量 ，除 了 在 安 全 性 、