基于南方CASS軟件在丘陵地區(qū)土地整理項目中的土方計算應用

□ 蘇崇彬李 正

（1.杭州經(jīng)緯信息股份有限公司，浙江 杭州 311121；2.濟南元晟測繪工程有限公司，山東 濟南 250012）

0.引言

工程建設中土石方量計算是一項非常重要的環(huán)節(jié)，準確計算方量是有效控制成本、核定工程造價和編寫施工設計方案的依據(jù)。

常用的方量計算方法有等高線法、斷面法、DTM法、方格網(wǎng)法，以上計算方法針對各工程現(xiàn)狀及應用目的，在應用上各有千秋，其中斷面法適用于公路工程、鐵路工程、隧道工程、溝渠堤壩等線狀工程，方格網(wǎng)法適用于地貌起伏變化不大的地區(qū)，DTM法適用于任何地形的方量計算[1]。

以上方量計算方法在南方CASS9.1軟件的菜單欄中可便捷操作。南方CASS9.1數(shù)字化地形地籍成圖軟件，是南方測繪儀器公司在AutoCAD平臺上開發(fā)的新一代數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。廣泛應用于地形測量、地籍測量、工程測量的數(shù)字化圖形處理。在電子平板、DTM建模及等高線繪制、工程應用等諸多方面應用都有突破性進展。

本文就DTM法方量計算原理結合土地整理項目和CASS軟件的特點給大家做一下分析。

1.DTM法計算原理

DTM（Digital Terrai Models數(shù)字地面模型）是地面起伏的數(shù)字表達，地形特征的空間分布。DTM由地表測量得到的一系列的坐標數(shù)據(jù)（X,Y,H）和一套對地面提供連續(xù)表述的算法組成。DTM法計算方量是利用野外測量數(shù)據(jù)構成三角網(wǎng)，對計算區(qū)域內(nèi)按三棱柱計算方量，累計得到總量。該方法的實質是根據(jù)測量坐標數(shù)據(jù)建立不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）基礎上再計算方量[2]。

DTM法計算方量有四種方法：

（1）根據(jù)坐標文件；

（2）根據(jù)圖上高程點；

（3）根據(jù)圖上三角網(wǎng)；

（4）兩期法計算。

前兩種方法需要根據(jù)高程點建立三角網(wǎng)，第三種方法直接利用三角網(wǎng)進行計算，第四種方法須將原始地面測量數(shù)據(jù)與設計面分別建立三角網(wǎng)進行計算[3]。

2.數(shù)據(jù)的重要性

方量的計算工作一般分為外業(yè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩部分，外業(yè)數(shù)據(jù)采集必須采集全地形地貌的特征點以反映出真實的現(xiàn)狀，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理后生成的地貌圖要與實際相符[4]。

圖1 高程點圖

3.項目概況

根據(jù)萊蕪市萊城區(qū)中遠期土地開發(fā)整體規(guī)劃，基于增加耕地面積提高土地綜合利用率和耕地質量、有效地改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件的目標，對現(xiàn)有的未利用地加以利用。杭州經(jīng)緯信息股份有限公司參與了陡溝村土地整理項目。

該項目位于陡溝村東，南北約500m，東西約250m，地表高低起伏較大屬丘陵地貌。

4.方量計算步驟

根據(jù)本項目的地形特點，把現(xiàn)狀坡地開發(fā)成可利用的耕地，以下為該項目（局部地塊）的方量計算步驟。

4.1 在CASS軟件中由原始數(shù)據(jù)生成地貌圖

（1）用鼠標點取“繪圖處理軟件”菜單中“展高程點”，選取數(shù)據(jù)文件，生成高程點圖（如圖1所示）。

圖2 三角網(wǎng)圖

（2）點取“等高線”菜單中建立“DTM”,選取圖面高程點按命令欄中的提示第二點直接選取高程點或控制點生成三角網(wǎng)（如圖2所示）。

（3）點取“等高線”菜單中“三角網(wǎng)”存取寫入文件保存為“上.sjw”

圖3 現(xiàn)狀等高線圖

圖4 設計等高線圖

（4）點取“等高線”菜單中繪制等高線，等高距中輸入0.5m，確定后生成等高線圖（如圖3所示）。

4.2 根據(jù)現(xiàn)有等高線，利用CASS軟件的實用工具命令調(diào)整到需要的地貌曲面。點取“等高線”菜單中的等高線內(nèi)插功能,選取區(qū)域內(nèi)的設計等高線計曲線內(nèi)插后生成設計等高線圖（如圖4所示）。

4.3 用CASS軟件實用工具欄的交互展點功能，在圖4等高線上展繪高程點（如圖5所示）。

圖5 展繪高程點圖

圖6 三角網(wǎng)圖

4.4 再點取“等高線”菜單中“建立DTM”生成圖6。

4.5 再點取“等高線”菜單中“寫入三角網(wǎng)文件”保存為“下.sjw”。

4.6 點取“工程應用”菜單中“DTM法計算土石方”選取“計算兩期間土方”根據(jù)提示選擇第一期三角網(wǎng)文件“上.sjw”，第二期三角網(wǎng)文件“下.sjw”計算后生成方量提示[5]（如圖7所示）。

圖7 方量提示圖

方量平衡預算時，計算步驟和以上基本一致。只需在步驟2中多調(diào)整幾次設計地貌曲面，計算出方量平衡信息。

5.結論

本文DTM法方量計算過程中，主要利用等高線特性把現(xiàn)狀地貌和設計地貌進行掛接。基于南方CASS軟件菜單中DTM建模、工程應用等方面的強大功能，解決了本工程的方量預算問題，也為類似工程提供了一個解決方法。