南方CASS软件土方量计算方法和精度分析

例子：番禺大道商住项目一期A区土石方工程第5次进度土石方计算报告（3）施测方法土方测量分两次进行，第一次测量本地块的原始标高，具体测量如下：在指定的范围内，平均以5米的间隔采取高程点，如果地形变化的地方实测其地形特征线坐标高程，以提高土石方量的计算精确度。第二次测量本地块的挖土标高，由于挖土后的标高相差很大，故以平均5米的间隔采取高程点，并且在地形变化处详细测量出地形特征线坐标高程，绘制出开挖前后的三维地形图和三维效果图。两次测量均采用相同的已知点（PY473为测站点，PY472为定向点。经检测两已知点的精度符合控制点要求）。三、使用软件计算土方过程及方法野外数据通过南方测绘CASS7.0系统传输到计算机中，采用南方测绘CASS7.0系统中的构造三角网法（即建立数字地面模型）：利用开挖前、开挖后坐标高程数据分别生成三角网时手工选择画好的地形特征线，删除边界以外的三角形，检查有无高程点没有参加三角形组网，检查有无因为程序漏洞引起的三角形穿越地形特征线情况，对三角网内三角形进行必要的增加和删除，使之更加符合实际地形情况，然后将检查无误的三角网导出三角网文件（*.SJW）。再利用软件DTM法土方计算中的计算两期间土方功能，根据开挖前、开挖后的三角网文件，在CAD中把两期三角网模型进行叠加，把两期三角网空间相交的线作为开挖零界线，分解出若干个三棱柱和三棱锥，后分别计算出每个三棱柱和三棱锥体积并加以统计，高于原地面的三棱柱和三棱锥体积为填方，低于原地面的三棱柱和三棱锥体积为挖方，三棱柱或者三棱锥体积公式为V=(H1+H2+H3)/3×S。其中H1、H2、H3为三角高度，要么均≥0、要么均≤0，S为投影面积，V为体积。上述计算过程及方法严格遵守了国家标准《城市测量规范CJJT8-2011》中9.8章土石方测量中的详细规定。南方CASS是由广东南方数码科技公司在CAD基础上研发，其开发者是由武汉测绘科技大学专家教授组成，CASS地形地籍成图软件经过十几年的稳定发展，市场和技术十分成熟，用户遍及全国各地，涵盖了测绘、国土、规划、市政、环保、地质、交通、水利、电力、矿山及相关行业；软件销量超过25000套，市场占有率遥遥领先，已经成长为业内应用最广、服务最好的软件品牌，其DTM两期间土方计算法

通过美国AUTODESK公司开发的AutoCADCivil3D软件中土方功能计算验证，利用南方CASS和AutoCADCivil3D用同样图形数据计算结果误差为0，是可靠和精准的计算方法。南方CASS软件土方量计算方法和精度分析关键词：CASS软件；土方计算；DTM法；方格网法；精度分析

1引言

随着沿海地带经济的高速发展，土地的利用越发觉得紧张。滩涂围垦、填海造地工程在这种背景下应运而生。温岭市东海塘围涂工程是浙江省在建的三大围垦工程之一，也是温岭市有史以来的最大水利工程。该工程项目的实施，使温岭市石料场采石工程量和东海塘填方量工程越来越大。为确保整个工程的顺利进行，土石方量的测量计算必须快速准确。本文主要介绍南方CASS软件中几种常用的土石方计算方法及其精度。

2土方施测方法

土石方外业测绘分施工前测绘和施工后测绘。在土石方测量开始前，首先要了解测区内的现场情况和现有测绘资料（主要是控制点情况）。如果附近有保存较好的高等级控制点，且在施工区外，经复测检验合格后应尽量利用原有控制点。如果附近没有控制点，也可以自己设立独立坐标系和高程系。控制点应设在施工范围以外基础稳定且施工影响不到的地方，控制点数量不应少于4个，视场地情况均匀分布。控制测量工作完成后就要进行原始地形的碎部测量，土方原始地形的特征点必须要有足够多的、位置适当的实测高程点。原始地形测量的范围一定要大于填/挖的范围。

施工后测绘要在待填挖方工程完成后，便可以测量。施工后测量一定要利用施工前测量所利用的控制点（平面、高程要采用同一系统）。控制点之间要先进行复测，防止控制点遭破坏以至测绘成果有误。测量中，一定要对填挖方的施工边界要测绘仔细。

3土方几种计算方法

3.1DTM法土方计算

DTM即数字地面模型，是在一定区域范围内规格格网点或三角网点的平面坐标（x,y）和其地物性质的数据集合，如果此地物性质是该点的高程Z，则此数字地面模型又称为数字高程模型（DEM）。这个数据集合是从微分角度三维的描述该区域地形地貌的空间分布。

由DTM模型来计算土方量是根据实地测定的地面点坐标（X，Y，Z）和设计高程，通过生成不规则三角网(TIN)来计算每一个三棱锥的填挖方量，最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量，并绘出填挖方分界线。

DTM法土方计算共有三种方法，一种是由坐标数据文件计算，一种是依照图上的高程点进行计算，第三种是依照图上的三角网进行计算。前两种算法包含重新建立三角网过程，第三种方法直接采用图上已有的三角形，不再重建三角网。DTM法常用在矿场开采等山地土方量计算。DTM法是计算机测绘软件计算土方量的主要方法，精度高，计算方便。的，不排除有一些三角形的连接时不满足计算要求的，所以需要对生成的三角网进行处理，剔除不符合要求的但交往，然后按照实际地形的变化对三角网进行手工连接，使得生成的模型更加符合地形的实际情况，提高计算