許丞 彭正泉 侯青青
(1.贛州贛南測繪院江西贛州 3410002.江西省地礦局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)江西贛州 3410003.江西有色地質(zhì)勘查二隊(duì)江西贛州 341000)
土方量計(jì)算方法的分析與比較
許丞1彭正泉2侯青青3
(1.贛州贛南測繪院江西贛州3410002.江西省地礦局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)江西贛州3410003.江西有色地質(zhì)勘查二隊(duì)江西贛州341000)
南方CASS成圖軟件是基于AutoCAD平臺技術(shù)的數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),主要包括地形成圖、地籍成圖、工程應(yīng)用三大領(lǐng)域,其中,工程測量模塊中提供以上四種土方計(jì)算的功能,本文探討應(yīng)用CASS7.0軟件進(jìn)行土方測量計(jì)算的方法和過程,可為日后工程土方測量計(jì)算提供借鑒作用。
南方CASS;AutoCAD;土方計(jì)算
隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,各種工程項(xiàng)目不斷增多,工程施工前的土地平整也相應(yīng)增多。土地平整中常常需要計(jì)算土方量,以便控制施工進(jìn)度,同時(shí)作為預(yù)算的依據(jù)。常見內(nèi)業(yè)計(jì)算有方格法、等高線法、斷面法和數(shù)字地面模型(Digital Elevation Model,簡稱DEM)法等。不同的計(jì)算將產(chǎn)生不同的結(jié)果。如何規(guī)范土方計(jì)算[1],需要對計(jì)算過程進(jìn)行研究,特別是現(xiàn)在,測量儀器越來越先進(jìn),計(jì)算機(jī)也已經(jīng)全面普及,各種土方計(jì)算軟件更是層出不窮。評價(jià)軟件的計(jì)算結(jié)果,具有現(xiàn)實(shí)意義。CASS7.0成圖軟件是基于AutoCAD平臺技術(shù)的數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),主要包括地形成圖、地籍成圖、工程應(yīng)用三大領(lǐng)域,其中,工程測量模塊中提供以上四種土方計(jì)算的功能,本章探討應(yīng)用CASS7.0軟件進(jìn)行土方測量計(jì)算的方法和過程,可為日后工程土方測量計(jì)算提供借鑒作用。
研究思路:
研究所使用的儀器為2”級全站儀,計(jì)算軟件為廣州南方測繪儀器公司研制的地形地籍成圖軟件(CASS7.0)。實(shí)驗(yàn)前,對所用的全站儀進(jìn)行檢驗(yàn),檢驗(yàn)合格后方用于數(shù)據(jù)采集。選擇一代表性地形,用全站儀測量其特征點(diǎn)的地面坐標(biāo)和高程,通過CASS7.0軟件下載至計(jì)算機(jī),保存成*.dat數(shù)據(jù)文件,利用CASS7.0生成數(shù)字化地形圖[1],在數(shù)字化地形圖上分別用方格法、等高線法、斷面法和DEM法[1]計(jì)算相同面積和設(shè)計(jì)高程的土方量,并比較不同過程(如采樣間距、斷面間距、等高距和方格邊長的變化)對計(jì)算結(jié)果的影響。
在計(jì)算范圍內(nèi),按照CASS7.0格式,生成斷面圖數(shù)據(jù)格式,仿照道路設(shè)計(jì)參數(shù),給出設(shè)計(jì)文件,在工程應(yīng)用中,選中斷面法計(jì)算土方。
在工程應(yīng)用中,選中DTM法計(jì)算土方。根據(jù)提示,選中數(shù)據(jù)文件,可算出范圍內(nèi)填、挖土方量。
用復(fù)合線將計(jì)算范圍標(biāo)定,在工程應(yīng)用下拉菜單中選中方格網(wǎng)法計(jì)算土方,根據(jù)提示,輸入平整高程,和方格網(wǎng)邊長,即可計(jì)算出土方量的大小。
在等高線下拉菜單中,建立DTM,生成等高線。在工程應(yīng)用中,選中等高線法計(jì)算土方。
6.1土方量計(jì)算結(jié)果
將全站儀測量的地面高程數(shù)據(jù),分別采用斷面法、DTM法、方格網(wǎng)法、等高線法計(jì)算在相同平整面積和高程情況下土方量的大小,結(jié)果見表1。
表1 四種計(jì)算方法的最或是值和觀測值中誤差
從表1中可以看出,相同的外業(yè)測量數(shù)據(jù),不同的計(jì)算方法,其結(jié)果會不同。即使用同一種方法計(jì)算,但用不同采樣間距、斷面間距、等高距和方格邊長,其計(jì)算結(jié)果也不同,采樣間距、斷面間距、等高距和方格邊長越短,計(jì)算結(jié)果均越大。
6.2結(jié)果分析
全站儀測量高程的精度由距離誤差和高程誤差決定,研究結(jié)果表明,全站儀采樣位置的平面點(diǎn)位中誤差為mD=±0.02m。土方計(jì)算的高程中誤差是數(shù)字化地形圖通過的插求點(diǎn)的高程中誤差。一般認(rèn)為影響數(shù)字化地形圖高程的精度的主要因素有:地形類別、內(nèi)插方法、采樣方式和粗差剔除程度等。
四種計(jì)算方法中,采樣間距、斷面間距、等高距和方格邊長不同,其計(jì)算結(jié)果也不同,測量學(xué)認(rèn)為,對某一量進(jìn)行多次觀測,觀測值中誤差越小,其離散程度越小則越可靠,所以認(rèn)為其精度就越高,因此,判別觀測值中誤差的大小可以反映其計(jì)算的精度高低。從表4~5可知,以DTM法計(jì)算的觀測值中誤差最小,其次是等高線法,斷面法,最后是方格法,說明DTM法的計(jì)算結(jié)果的離散程度小,精度最高。
相同的外業(yè)數(shù)據(jù),計(jì)算精度的高低主要根高程點(diǎn)的內(nèi)插有關(guān),DEM法和等高線法采用三角網(wǎng)的插點(diǎn)式計(jì)算地面高程,其擬合效果較接近地面高程,所以精度較高,方格法中方格頂點(diǎn)的高程通過按比例計(jì)算,受地形復(fù)雜因素的影響,其計(jì)算精度不高,所以土方計(jì)算的精度不高。通過實(shí)驗(yàn),數(shù)字化地形圖上方格頂點(diǎn)的高程中誤差達(dá)到mh=±0.35m。斷面法通過提取橫斷面圖計(jì)算兩斷面間的土方,相對于方格法計(jì)算結(jié)果,其計(jì)算結(jié)果較接近實(shí)際土方量,所以其精度較方格法高。
[1]錢業(yè)宏.利用數(shù)字化地形圖進(jìn)行土方計(jì)算的方法[J].四川測繪,2005(03).
[2]張婷婷,王鐵良.土方量計(jì)算方法研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006(22).
[3]CASS7.0用戶使用手冊.
TU751
A
1673-0038(2015)48-0128-01
2015-11-14