土（石）方計算方法及資料提交形式選擇

高應龍(山西國辰建設工程勘察設計有限公司 山西省陽泉市 045000)

土（石）方計算方法及資料提交形式選擇

高應龍
(山西國辰建設工程勘察設計有限公司 山西省陽泉市 045000)

本文論述了土（石）方開挖回填計算時，如何選擇計算方法與誤差分析，通過相同區域DTM兩期間土方計算和方格網法兩種方法計算后結果對比與誤差分析，然后確定土方計算所選用的計算方法。從而確保所使用的土（石）方計算方法能提高土（石）方計算的精度。

方格網法和DTM兩期間土方計算；誤差分析；方法選擇；

一、緒論

伴隨著sv300和南方CASS6.1一直到現在南方CASS9.1測量繪圖軟件的問世，工程測量中的各種內業資料處理都可以在此軟件中完成。尤其是針對于一些土建項目中出現的土（石）方計算更為簡便，本文著重介紹使用南方 CASS9.1繪圖軟件進行土（石）方計算，相同區域不同計算方法結果對比、誤差分析及最后確定計算方法的選擇。現在測量單位測量工作人員使用南方 CASS繪圖軟件越來越普及，因為利用此軟件針對測量內業既方便又準確，還提高工作效率。尤其是數字化成圖和土（石）方開挖計算相比以前的手工更是無與倫比。南方CASS9.1繪圖軟件中對于土（石）方計算有好幾種方法，但是方格網法最為普及，在實際工作中此方法最為廣泛。方格網間隔計算格網間距可以是2米、5米、10米等，也可以是任意值，所使用的格網間距根據實際情況確定，但在實際的計算中一般多采用10米*10米的方格網。而方格網間隔到底如何選擇，到底存在什么樣的誤差及其誤差如何產生，如何確保誤差最小使得計算精度最為精確，目前沒有明確的規范與要求來衡量產生的誤差。基于測量原理可知，由于此方法計算要有數據模型的建立，方格網間距越小，計算精度越高。但是選擇格網間距太小或者太大和實際野外所采集的高程數據密度相差較大時，此格網間距的選擇就沒有實際意義更不能以此間距值計算對應的項目；但是如果選擇的格網間隔的值太大，計算誤差就隨之增加。所以在土（石）方計算時所選擇的計算方法是否能滿足精度、是否計算的結果誤差在可允許范圍，是否圖形能讓所有相關人員能一目了然，就成為測量工作人員最為關注的問題。

通常情況下，一個項目實施前可以分三個大的階段：規劃、方案選擇、施工圖設計。規劃階段立項可以使用1:5000比例尺地形圖，方案選擇階段使用1:2000比例尺地形圖，施工圖設計及施工階段使用1:500和1:1000兩種比例尺地形圖，由于本文介紹的土（石）方開挖區域地形高低起伏明顯，因而使用1:500比例尺地形圖。在《1：500_1：1000_1：2000外業數字測圖技術規程》中規定，比例尺為1:500地形圖的地形點平均間距25米，地形圖整理時會通過高程過濾使得高程間距為20米左右，但是必須考慮牽涉到土（石）方計算時必須得保留原始密度較小的數據，為了使得地形圖圖面整齊美觀，會選擇高程點離散后的圖形作為正式出版圖提供給使用方。

二、計算方法選擇、參數確定及資料提交形式的選擇

1、CASS9.1繪圖軟件下DTM兩期間土方計算流程和計算參數確定

(1) CASS9.1繪圖軟件下DTM兩期間土方計算流程

CASS9.1軟件 DTM兩期間土（石）方量計算是根據實地測定的開挖前開挖區域地面點三維坐標（X，Y，Z）和開挖后所形成區域的地面點三維坐標（X，Y，Z）的數據文件先建立DTM模型再計算，其高程數據建立DTM模型如下圖界面

在 CASS9.1繪圖軟件菜單欄，選擇等高線下建立 DTM，選擇所測量的原始數據和現狀數據分別建立一個數據模型即為三角網文件，通過CASS9.1軟件菜單欄選擇工程應用----DTM土方計算----計算兩期間土方界面如下：

這個流程即可計算出開挖區域所開挖量。這就是兩期間土（石）方計算的原理和簡單的流程。但是伴隨著高程點密度的不同，所計算出來的結果是不同的，那最終會選擇怎樣的高程點密度來計算結果能保證精度最高且誤差較小即為我們所關心的問題，然而還有一種應用比較廣泛的計算方法就是方格網法，不防我們再通過另外一種方法（方格網法）計算開挖量通過比較結果誤差分析進而確定所選擇的計算方法和計算時高程點密度的確定。

(2) CASS9.1繪圖軟件下DTM兩期間土方計算參數確定

在兩期間土（石）方計算時要確定高程點密度是否滿足對應地形圖比例尺的要求和計算需要，本文對某個區域進行測量繪制數字化圖依據《1：500_1：1000_1：2000外業數字測圖技術規程》中規定的規范要求，采集野外數據展點繪

圖，其原始地形圖和現狀地形圖高程密度滿足要求，圖形如下：

由于本區域地形起伏變化不大，高程密度符合規范要求，且高程密度能控制在2米左右，所以在計算時我們首先確定開挖量真值應該是多少，再以2米起，分別以2米、5米、8米和10米高程密度離散數據后計算對比。我們通過兩種 DTM兩期間土方計算和方格網法土方計算兩種方法計算對比，由開挖前原始地形圖和開挖后現狀地形圖我們可以看出，高程點密度非常符合計算要求，盡管等高線上的高程少但是周圍地形點密度較大，通過兩種計算方法計算出的結果及對比如下：

兩期間土（石）方開挖量計算

方格網法土（石）方開挖量計算

由于DTM兩期間土方是生成三角網，所形成的計算模塊計算的較徹底且最接近真實值，在選定計算結果時兩期間計算量最為準確，但是由計算表可以看出本期倘若采用DTM兩期間方法計算時，高程離散數據要采用2米離散間隔，采用方格網法計算時采用10米間隔計算值最接近兩期計算的真值。因此在不同區域不同地形時，在土（石）方開挖量計算時通過兩種或者多種計算方法計算比較，最終確定計算結果。本期土（石）方計算最終結果會選擇格網法10米間隔計算的結果。但是最終提交資料是以那種方法計算資料為提交資料時我們關心的問題，我們通常選擇方格網法計算的資料提交，下圖表為兩種方法計算提交資料模式，由圖表

可以直觀的看出兩期間土（石）方計算所形成的三角網比較多，且模糊不清，反之方格網法比較清晰直觀。

2、資料提交形式的選擇

由資料圖表我們可以直觀的看出方格網法計算的結果資料比較直觀且清晰，而兩期間土（石）方計算的結果資料，三角網多，圖面模糊不清，且得提供每個三角網計算結果的文本資料，而文本資料量很大的。想要兩期計算圖面清晰可見，必然要刪除一些三角網，而對應的文本資料是針對與所有三角網，這樣以來，提交的成果必然有資料不全的缺陷，尤其是針對于開挖區域較大的情況時，文本資料更是大。而方格網計算資料的提交，只需要圖形，即原始地形圖、現狀地形圖和計算格網圖三張圖紙為一套完整的資料，資料量很小。所以在提交資料時我們會選擇方格網法計算的資料作為最終提交的資料。

三、土（石）方計算方法的優缺點

由本期土（石）方開挖計算可看出，DTM兩期間土方通過建立三角網模型，計算的比較徹底且計算結果較準確，但是計算結果提交的資料量比較大且不直觀；用方格網計算簡便，資料量小且直觀，但是計算需通過和兩期間計算比較最終確定高程點是否需要加密和高程離散后應該選擇幾米的格網間距計算。

結束語：

由本期土（石）方計算的方法選擇、計算參數確定、計算方法優缺點及最終資料提交形式，建議在以后的任何區域土（石）方開挖計算過程中，都需要通過兩種或者多種方法計算比較最后確定計算結果，但建議使用方格網法計算，同時使用方格網計算時幾米格網間距不同方法計算結果確定所選擇的格網間距。

[1]《工程測量規范》GB50026-2007，國家技術監督局和中華人民共和國建設部聯合頒布。

[2]《1：500_1：1000_1：2000外業數字測圖技術規程》GB14912-2005中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會發布。

TU714

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1007-6344（2016）06-0264-02