土方測(cè)量方法的分析

龔錦華

（福建其祥勘測(cè)限公司，福建 連江350500）

為了符合新建筑的基礎(chǔ)要求，城市建設(shè)將不可避免地改變?cè)纪恋氐男螤睢Ｍ恋仡愋偷淖兓枰哔|(zhì)量的土方測(cè)量技術(shù)，并且我們正在通過增加垃圾填埋場(chǎng)和挖掘的數(shù)量來調(diào)查原始土地。調(diào)查內(nèi)容應(yīng)包括對(duì)田野，山脈，河流，池塘和田野的測(cè)量，并且過程相對(duì)復(fù)雜。目前，在土方測(cè)量中一般采用三角剖分的方法收集內(nèi)部數(shù)據(jù)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集來改善土方測(cè)量的操作，以確保測(cè)量質(zhì)量。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種工程項(xiàng)目不斷增加，施工前的土地平整也相應(yīng)增加。在土地平整中，通常需要計(jì)算土方工程量以控制施工進(jìn)度，并同時(shí)作為預(yù)算的基礎(chǔ)。典型的內(nèi)部計(jì)算包括網(wǎng)格方法，輪廓方法，截面方法和數(shù)字高程模型（DEM）方法。不同的計(jì)算得出不同的結(jié)果。土方計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化要求對(duì)計(jì)算過程進(jìn)行研究。特別是，測(cè)量設(shè)備日益發(fā)展，計(jì)算機(jī)已全面普及，各種土方計(jì)算軟件層出不窮。評(píng)估軟件的計(jì)算結(jié)果具有實(shí)際意義。CASS7.0 測(cè)繪軟件是基于AutoCAD平臺(tái)技術(shù)的數(shù)字測(cè)繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要涵蓋地質(zhì)測(cè)繪，地籍測(cè)繪和工程應(yīng)用三個(gè)領(lǐng)域。其中，工程測(cè)量模塊提供了以上四個(gè)土方計(jì)算功能。討論使用CASS7.0 軟件進(jìn)行土方測(cè)量和計(jì)算的方法和過程，可以為將來的工程土方測(cè)量和計(jì)算提供參考。

1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法

1.1 設(shè)備的選擇。如今，用于土方測(cè)量的最常用工具是全站儀和RTK。在山區(qū)，河流和樹木等地形復(fù)雜的地區(qū)，視野較差。僅全站儀用于測(cè)量。如果建設(shè)工期不緊張，可以進(jìn)行測(cè)量工程，但效率很差，測(cè)量成本很高；僅使用RTK時(shí)，測(cè)量效率很高，但是如果有一棵樹并且樹比較高，則會(huì)影響GPS信號(hào)，而RTK會(huì)產(chǎn)生信號(hào)。沒有浮點(diǎn)數(shù)。溶液，單點(diǎn)溶液無法測(cè)量或測(cè)量精度不足。某些帶有樹木的區(qū)域可能無法測(cè)量，在辦公室處理過程中會(huì)出現(xiàn)插值點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)地形失真，并且計(jì)算誤差很大。因此，使用全站儀和RTK進(jìn)行復(fù)雜地形的土方測(cè)量可獲得最佳結(jié)果，使用RTK 在衛(wèi)星信號(hào)良好的地方收集數(shù)據(jù)，提高工作效率，在衛(wèi)星信號(hào)較弱的地方使用全站儀。收集數(shù)據(jù)。彌補(bǔ)了RTK的弱點(diǎn)，有可能以一種全面而真實(shí)的方式從所有地形點(diǎn)收集數(shù)據(jù)。

1.2 檢查控制點(diǎn)的準(zhǔn)確性。正常情況下，控制點(diǎn)是A側(cè)從當(dāng)?shù)販y(cè)繪部門購(gòu)買或?qū)嶋H測(cè)量的先導(dǎo)點(diǎn)，最可靠的是三個(gè)控制點(diǎn)。在土方測(cè)量工作之前，有必要檢查和校準(zhǔn)甲方提供的控制點(diǎn)，以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。只有嚴(yán)格的檢查和校準(zhǔn)，才能減少錯(cuò)誤，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)還可以確保建設(shè)項(xiàng)目的安全性，減少施工過程中可能出現(xiàn)的問題，并減少不必要的糾紛。

1.3 選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法。土方測(cè)量最常用的三種計(jì)算方法是截面法，網(wǎng)格法和三角測(cè)量法。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的特定地形和地質(zhì)特征，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法。通常，方格法和三角剖分法可用于地形相對(duì)平坦的區(qū)域中的有效測(cè)量，而截面法通常用于帶狀地形。

使用的測(cè)量方法取決于特定的地形。對(duì)于復(fù)雜的土方測(cè)量，最全面的方法是三角測(cè)量法。該方法可以真實(shí)地模擬地面情況，獲得最準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，提高土方測(cè)量的準(zhǔn)確性，并提高工作效率。

1.4 密度測(cè)量。這里提到的測(cè)得的密度主要是指密度測(cè)量中陡峭山坡的坡度與高點(diǎn)之間的一致程度。如前所述，當(dāng)前的三角測(cè)量網(wǎng)主要用于計(jì)算需要開挖的土方量，對(duì)于這種復(fù)雜的地形，建議在測(cè)量精度方面使用三角測(cè)量法。顧名思義，三角剖分法通過從測(cè)量點(diǎn)中選擇三個(gè)點(diǎn)開始測(cè)量。在特定的土方勘測(cè)中，測(cè)量員可以選擇在目標(biāo)位置彼此靠近的三個(gè)高程點(diǎn)，并形成這些點(diǎn)的三角形網(wǎng)絡(luò)。之后，計(jì)算每個(gè)三角金字塔所需的開挖量，并計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)項(xiàng)目所需的土方量。值得注意的是，在測(cè)量之前必須先測(cè)量?jī)A斜絲束的高點(diǎn)密度和斜率。僅當(dāng)密度相同時(shí)才能計(jì)算，而密度不同則無法構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。它影響大誤差區(qū)域的計(jì)算，從而抵消了土方測(cè)量的準(zhǔn)確性。

1.5 外部測(cè)量的準(zhǔn)確性。現(xiàn)場(chǎng)操作中自動(dòng)化技術(shù)的當(dāng)前發(fā)展已使測(cè)量朝著現(xiàn)代化和技術(shù)進(jìn)步發(fā)展。在各種設(shè)備和內(nèi)部制圖技術(shù)的支持下，現(xiàn)場(chǎng)工作不再需要在特定條件下繪制草圖。此更改節(jié)省了很多現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)間，但實(shí)際上在這方面需要更多時(shí)間。

一些測(cè)量師的觀點(diǎn)相對(duì)落后，認(rèn)為土方測(cè)量是通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量來測(cè)量和描述其屬性，而他們要做的就是確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。實(shí)際上，土方測(cè)量受很多因素的影響，如果直尺改變運(yùn)動(dòng)順序，則在測(cè)量點(diǎn)設(shè)置中容易遺漏測(cè)量人員，不利于計(jì)算的準(zhǔn)確性，也不利于計(jì)算過程中的檢查及工作的合理性。

1.6 測(cè)量高度突然變化。土方勘測(cè)經(jīng)常會(huì)遇到地形的急劇變化，例如斜坡，斜坡，水庫(kù)和陡峭的山脊。如果高程點(diǎn)不一致，也就是說，高程點(diǎn)密度不匹配，則會(huì)發(fā)生荒謬的“插值”。發(fā)生計(jì)算錯(cuò)誤。例如，在溝渠的中央有一個(gè)高程行，在兩側(cè)有一個(gè)高程行。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，很容易形成與“U”形不匹配的“V”形，計(jì)算結(jié)果不正確。

2 辦公數(shù)據(jù)處理

內(nèi)部數(shù)據(jù)處理是土方測(cè)量的重要組成部分，因此在計(jì)算時(shí)請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)：

2.1 圖紙檢查。在整個(gè)調(diào)查區(qū)域中查看收集的高程點(diǎn)，檢查高程點(diǎn)是否重復(fù)和遺漏，并刪除和更正不正確的高程點(diǎn)。如果測(cè)量區(qū)域相對(duì)較大并且通常有幾個(gè)組一起測(cè)量，則不可避免的是測(cè)量組合區(qū)域會(huì)重疊或遺漏。由于棱鏡的高度和設(shè)備的高度不一致，因此信號(hào)或設(shè)備問題將產(chǎn)生不正確的高度值。外部環(huán)境會(huì)干擾各個(gè)“飛行點(diǎn)”，這些現(xiàn)象會(huì)使測(cè)量的高度不準(zhǔn)確，因此在進(jìn)行內(nèi)部計(jì)算時(shí)需要仔細(xì)檢查它們。最直觀的檢查方法是生成輪廓線，如果測(cè)量點(diǎn)的高程異常，這將很明顯。

2.2 使用各種計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)證。土方計(jì)算對(duì)于工程設(shè)計(jì)非常重要。它包括計(jì)劃和設(shè)計(jì)以及工程量的結(jié)算。它關(guān)系到雙方的經(jīng)濟(jì)利益。計(jì)算結(jié)果有待改進(jìn)。因此，必須使用各種軟件來計(jì)算最終的計(jì)算結(jié)果。查看計(jì)算方法。根據(jù)作者的多年經(jīng)驗(yàn)，使用Southern CASS軟件的三角剖分計(jì)算方法，土方量計(jì)算誤差在雙方的公差范圍內(nèi)。

3 計(jì)算方法列舉

實(shí)驗(yàn)室使用的儀器是2"級(jí)全站儀，計(jì)算軟件是廣州南方測(cè)繪儀器公司開發(fā)的地理空間測(cè)繪軟件（CASS7.0）。檢查前要使用的全站儀。用于數(shù)據(jù)收集選擇一個(gè)代表性的地形，用全站儀測(cè)量特征點(diǎn)的地面坐標(biāo)和高程，通過CASS7.0 軟件將其下載到計(jì)算機(jī)，將其另存為.dat 數(shù)據(jù)文件，并使用CASS7.0 生成數(shù)字地形圖。輪廓法，斷面法和DEM方法來計(jì)算數(shù)字地形圖中同一區(qū)域的土方和設(shè)計(jì)標(biāo)高，并比較不同過程（例如采樣間隔，斷面間距，輪廓間距和網(wǎng)格邊緣）以計(jì)算長(zhǎng)變化），為了結(jié)果。

3.1 截面方法計(jì)。在計(jì)算范圍內(nèi)，根據(jù)CASS7.0 格式生成橫截面數(shù)據(jù)格式，根據(jù)道路設(shè)計(jì)參數(shù)提供設(shè)計(jì)文件，工程應(yīng)用程序選擇切面方法計(jì)算土方。

3.2 DTM方法計(jì)算。在工程應(yīng)用中，選擇DTM方法來計(jì)算土方工程。按照提示操作并選擇一個(gè)數(shù)據(jù)文件，以計(jì)算該范圍內(nèi)的土壤填充量和開挖量。

3.3 網(wǎng)格計(jì)算。使用復(fù)合線補(bǔ)償計(jì)算范圍，通過從工程應(yīng)用程序下拉菜單中選擇方格方法來計(jì)算土方量，并在提示您計(jì)算土方量時(shí)輸入網(wǎng)格的水平高度和邊長(zhǎng)。

3.4 輪廓計(jì)算。從等高線下拉菜單中創(chuàng)建DTM以創(chuàng)建等高線。在工程應(yīng)用中選擇用于計(jì)算土方量的輪廓方法。

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4 結(jié)果比較和準(zhǔn)確性分析

4.1 計(jì)算結(jié)果。假設(shè)HIAF 場(chǎng)面積固定為228585.6 平方米，最低點(diǎn)為1.531 米，最高點(diǎn)為248.698 米，采樣間隔為10 米，并且未處理坡度。首先，我們使用Google 地球收集要計(jì)數(shù)的點(diǎn)，然后使用實(shí)際的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。

假設(shè)CIADS 現(xiàn)場(chǎng)面積固定為128527.525 平方米，最低點(diǎn)為29.841 米，最高點(diǎn)為240.14 米，采樣間隔為10 米，并且未處理坡度。首先，我們使用Google 地球收集要計(jì)數(shù)的點(diǎn)，然后使用實(shí)際的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。

4.2 精度分析。HIAF 系統(tǒng)的最小開挖偏差為140,000m2（海拔180m），最大為640,000m2（海拔120m）。最小偏差率為6（海拔120m），最大值為29（海拔180m）。最小填充偏差為0，最大填充偏差為140,000 平方米。最小偏差百分比為0，最大值為53。

CIADS 系統(tǒng)的最小開挖偏差為190,000m2（海拔140m），最大開挖偏差為440，000m2（海拔110m），最小偏差率為12（海拔110m），最大為48（海拔140m）。最小填充偏差為0，最大填充偏差為230,000 平方米。最小偏差率為0，最大值為35。而且，兩者之間的開挖偏差是系統(tǒng)的，并且填充的偏差是隨機(jī)的。

CIADS 標(biāo)高與土方量關(guān)系

4.3 設(shè)計(jì)高度的確定

HIAF 系統(tǒng)收集點(diǎn)（收集點(diǎn)開挖和填土路口）根據(jù)“挖掘和填土的平衡”的經(jīng)濟(jì)原理確定的最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)海拔是167 米，并由測(cè)量點(diǎn)（實(shí)際測(cè)量點(diǎn)的挖掘填土路口）確定要確定的最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)高度是經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)高度為170m。兩者之間的差異只有3 米。由CIADS系統(tǒng)收集點(diǎn)（收集點(diǎn)，挖掘和填土路口）確定的最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)高度為135 米，由實(shí)際測(cè)量點(diǎn)（測(cè)量點(diǎn)，挖掘和填土路口）確定的最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)高度為139 米。兩者之間的差異僅4 米。但是，根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，可以使用從采集點(diǎn)和實(shí)際測(cè)量點(diǎn)獲得的設(shè)計(jì)高度，這對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果影響很小。

根據(jù)兩個(gè)系統(tǒng)的“最穩(wěn)定的地質(zhì)學(xué)”原理，應(yīng)盡可能減少填充物，并且系統(tǒng)的主體應(yīng)盡可能放置在開挖的基巖表面上。HIAF 系統(tǒng)最穩(wěn)定的設(shè)計(jì)高度是120～140 米，因?yàn)樘畛淞炕旧蠟榱恪IADS系統(tǒng)最穩(wěn)定的設(shè)計(jì)海拔范圍是110m～125m。

5 結(jié)論

土方測(cè)量的質(zhì)量取決于土方測(cè)量范圍的精度和高程點(diǎn)處的密度。從數(shù)據(jù)收集，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，數(shù)據(jù)編輯，內(nèi)部計(jì)算，檢查和審查來看，過程的每個(gè)步驟都必須小心謹(jǐn)慎。在工作中注意和處理上述內(nèi)部和外部問題將進(jìn)一步提高土方計(jì)算的質(zhì)量。