Cass方格網(wǎng)土方計算方法

1、Cass7.0方格網(wǎng)、DTM土方計算方法1引言土方工程雖然在整個工程項目造價中所占比例較小，但因其特殊性在方量的計算與造價的控制上有一定的難度，引起的糾紛較多，如何更加客觀、準確地計算土方量，減少或避免土方工程的爭議，值得我們進行認真的探討。決定土方量計算精度 的因素有很多，其中計算方法是至關(guān)重要的一環(huán)。南方數(shù)碼科技有限公司研發(fā)的地形地籍成圖軟件Cass7.0是目前市面上較常見的一套測量軟件，其中所包含的土方計算方法如方格網(wǎng)法、DTM法、等高線法等為大家所普遍使用，它不僅上手容易，內(nèi)業(yè)操作簡便，而且計算結(jié)果準確性良好，可信度較高，為廣大使用者所認可。本文在對常用的方格網(wǎng)法、DTM法作介紹的基礎(chǔ)

2、上，提岀一些使用過程中應(yīng)當注意的關(guān)鍵性問題，以期提高土方計算的精 度。2計算方法2.1方格網(wǎng)法Cass7.0軟件中的方格網(wǎng)法，需要提供計算區(qū)域的“高程點坐標數(shù)據(jù)文件”作為計算的依據(jù)，其具體計算操作如下：首先是導(dǎo)入“高程點坐標數(shù)據(jù)文件”，然后選擇設(shè)計面：（1）當設(shè)計面為平面時，需要輸入“目標高程”，在“方格寬度” 一項中輸入你需要設(shè)置的方格網(wǎng)規(guī)格，例如輸入20米則為采用20mK 20m的方格網(wǎng)進行土方計算；（2）當設(shè)計面為斜面時，有“基準點”和“基準線”兩種方法，其原理是相同的，只是計算條件不同而已。我們以“基準點”法為例，它需要確定斜面的“坡 度”，然后是“基準點”，也就是坡頂點的“坐標”和“

3、高程”，再者就是坡線的“下邊點”的坐標了，也就是斜坡方向，最 后再確定“方格寬度”即可計算出土方量。（3）當設(shè)計面非平面也非斜面時，這種情況在土方工程中比較常見，場地經(jīng)開挖或回填后變的雜亂無章就屬于這種情況，假如我們有場地前期的“高程點坐標數(shù)據(jù)文件”，那么我們則可以利用它生成“三角網(wǎng) 文件”，然后在設(shè)計面選項中選擇“三角網(wǎng)文件”，然后導(dǎo)入文件，最后再確定“方格寬度”即可計算岀土方量。通過對Cass7.0軟件中的方格網(wǎng)法的了解，我們不難看岀其計算理論與傳統(tǒng)的方格網(wǎng)法是一樣的。只是在用戶提供相關(guān)的計算條件，如設(shè)計面高程、坡度、方格寬度、三角網(wǎng)文件等計算條件之后，電腦自動在設(shè)計面及待計算場地平面設(shè)置

4、相同的方 格網(wǎng)，根據(jù)“高程點坐標數(shù)據(jù)文件”、設(shè)計面高程、坡度等內(nèi)插岀各方格網(wǎng)角點高程，然后對比相同平面位置上下兩期的方格 網(wǎng)，計算岀該方格網(wǎng)的土方挖填數(shù)，最后統(tǒng)計岀挖填總方量。2.2 DTM 法DTM法 土方計算以外業(yè)所采集的測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過建立DTM模型，然后通過生成三角網(wǎng)（即相鄰的三個點連成互不重疊的三角形）來計算每一個三棱錐的挖填方量，最后累計得到指定范圍內(nèi)填方和挖方的土方量。Cass7.0的DTM土方計算方法共有三種，一是由坐標數(shù)據(jù)文件計算，二是依照圖上高程點進行計算，第三是依照圖上的三角網(wǎng)進行計算。前兩種算法包含重新建立三角網(wǎng)的過程，第三種方法則是直接采用圖上已有的三角網(wǎng)。（1）

5、根據(jù)坐標數(shù)據(jù)計算：首先用閉合的復(fù)合線圈定所要計算土方的區(qū)域，然后用鼠標操作“工程應(yīng)用DTM法土方計算 根據(jù)坐標文件”，根據(jù)電腦提示在圖上選取計算區(qū)域“邊界線”，導(dǎo)入計算區(qū)域的坐標數(shù)據(jù)，這時會彈岀土方計算參數(shù)設(shè)置對話框， 填入“平場標高”和“邊界采樣間距”按確定即可得到土方計算結(jié)果。如果計算區(qū)域需要進行邊坡的處理，那么還可以在參數(shù)設(shè)置里面進行“邊坡設(shè)置”，平場高程高于地面高程則設(shè)置為向下放坡，反之，則為向上放坡。在計算結(jié)束后，電腦會在操作 者指定的位置繪制一個“計算結(jié)果表格”。（2）根據(jù)圖上高程點計算：此方法首先是按數(shù)據(jù)文件展繪高程點，然后用閉合的復(fù)合線圈定所要計算土方的區(qū)域，然后用鼠標操作“工

6、程應(yīng)用DTM法土方計算 根據(jù)圖上高程點”，根據(jù)電腦的提示進行后面的操作，操作與“根據(jù)坐標數(shù)據(jù)計算”相同。（3） 根據(jù)圖上的三角網(wǎng)計算：在計算區(qū)域先建立 DTM模型，生成三角網(wǎng)，然后根據(jù)地形的實際情況，對既有的三角網(wǎng)進行必要 的添加和刪除，使結(jié)果更接近實際地形，最后用鼠標操作“工程應(yīng)用DTM法土方計算 根據(jù)圖上三角網(wǎng)”，根據(jù)電腦的提示， 輸入平場標高，選取計算所需的所有三角形按回車鍵即得計算結(jié)果。（4）兩期間土方計算兩期間土方計算指的是對同一區(qū)域進行了兩期測量，利用兩次觀測得到的高程數(shù)據(jù)建模后疊加，計算岀該區(qū)域兩期之中的土方 變化情況，此方法比較適合兩次觀測時該區(qū)域都是不規(guī)則表面的情況。計算時，

7、首先對計算區(qū)域前后兩次的地形生成不同的三 角網(wǎng)文件，然后用鼠標操作“工程應(yīng)用DTM法土方計算 計算兩期間土方”，根據(jù)電腦的提示在“第一期三角網(wǎng)”導(dǎo)入前期的三角網(wǎng)文件，在“第二期三角網(wǎng)”導(dǎo)入后期的三角網(wǎng)文件，按回車鍵即得計算結(jié)果。3使用心得Cass7.0在土方計算方面給我們廣大的測繪工作者提供了一個操作簡便、計算快捷、準確度較高的平臺，但如何才能更好的使用這個土方計算軟件，讓它為我們提供更好的服務(wù)呢？以下幾點關(guān)鍵性的問題是必須要注意的。1 基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)很重要。對于使用“高程點坐標數(shù)據(jù)文件”和“圖上高程點”的計算來說，這點尤其重要。一是要對坐標數(shù)據(jù) 的準確性和完整性進行確認，看數(shù)據(jù)文件內(nèi)容與圖面點

8、位是否一致，是否滿足計算區(qū)域的要求，因為對于缺少點位的區(qū)域，電 腦會自動參考最近點的高程信息，盡管它離那點有“十萬八千里”；另外由于電腦在識別點位時是以點位屬性信息為準的，所 以要對圖上高程點的屬性進行核準，一些地形圖在經(jīng)過拷貝、粘貼、插入等操作之后，會岀現(xiàn)點位高程屬性變化的情況，而這 些屬性的變化，并不會直接反映在圖面上。2 計算方法的選擇。“方格網(wǎng)法”和“DTM法”其計算原理是不同的，它們也有其各自的優(yōu)缺點。在工作中，我們應(yīng)根據(jù)計算區(qū)域的地形地貌實際情況對計算方法做岀選擇。由于“方格網(wǎng)法”將其方格均視為獨立的規(guī)則平面，這與計算場地的實際地形是差別的，有其局限性，所以在實際生產(chǎn)中，為保證土方

9、計算的準確性，“方格網(wǎng)法”多應(yīng)用于場地較平坦的土方計算，而“ DTM法”在點位密度滿足的情況下，適用于各種類型的地貌。3關(guān)于地形圖。很多地形圖的測繪，只是以表達地形為目的，不能直接用于土方計算，根據(jù)以往計算經(jīng)驗，直接使用一般地形 圖計算而得的土石方結(jié)果與真實值的差值可達20%30%有時會更大。所以在外業(yè)測量時，要抓住用于土石方計算這個目的，在采集數(shù)據(jù)時，密度較一般的地形圖要有所提高，加強地貌（如坎上、坎下）數(shù)據(jù)的采集工作，使得高程數(shù)據(jù)對地形的表達更 加完整。如果受條件限制，使用的是現(xiàn)有的地形圖，那么一定要對地形圖進行二次處理，主要是對地形變化區(qū)域的高程點位進 行添加與刪除。在完成處理之后保存結(jié)

10、果，再進行坐標數(shù)據(jù)的提取和其他土方計算操作。4關(guān)于復(fù)合線。用于圈定計算區(qū)域的復(fù)合線，一要注意閉合，二不可進行擬合處理，因為擬合過的曲線在進行土方計算時會用 折線迭代，影響計算結(jié)果的精度。5關(guān)于比例尺和方格寬度。不論是“方格網(wǎng)法”還是“DTM法”，都盡可能地使用大比例尺地形圖，女口1 : 200、1 : 500等，這對提高土方量的計算精度很有好處。另外在“方格網(wǎng)法”中，“方格寬度”的設(shè)置大小，對計算結(jié)果也會有影響，在計算中， 建議使用5米或10米的小數(shù)值“方格寬度”。6三角網(wǎng)的處理。在 DTM法中由于三角網(wǎng)的連接是隨機的，不排除有一些三角形的連接是不滿足計算要求的，所以需要對生成 的三角網(wǎng)進行處

11、理，剔除不符合要求的三角形，然后順應(yīng)實際地形的變化對三角網(wǎng)進行手工連接，使得生成的模型更加符合地 形實際情況。在連接完畢后注意進行“修改結(jié)果存盤”。7檢查工作很重要。檢查工作對于工程質(zhì)量的保證來說是至關(guān)重要的，土方計算工作也不例外。鑒于土方計算的繁瑣性，使用手工檢查不異于人工重新計算一遍，所以建議使用其他的計算方法，例如使用“方格網(wǎng)法”和“DTM法”來對計算結(jié)果進行互檢，在一般情況下，不同方法的計算結(jié)果的誤差在5%以內(nèi)則認為計算結(jié)果精度良好，可供使用。4結(jié)束語隨著時間的變遷，Cass軟件也在不斷地更新，而作為我們測繪人，總結(jié)過往工作經(jīng)驗，挖掘計算軟件的潛力，提高自身技術(shù)，土方計算質(zhì)量才有保證，

12、土方工程中各方的利益才有保障。實踐證明，在使用Cass7.0的方格網(wǎng)法與DTMI法進行土方計算的時候，關(guān)注文中所提岀的關(guān)鍵性問題能有效地提高土方計算的精度。一、讀識方格網(wǎng)圖方格網(wǎng)圖由設(shè)計單位（一般在1 :500的地形圖上）將場地劃分為邊長a=1040m的若干方格，與測量的縱橫坐標相對應(yīng)，在各 方格角點規(guī)定的位置上標注角點的自然地面標高（H）和設(shè)計標高（Hn）,如圖1-3所示.二、場地平整土方計算考慮的因素： 滿足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊螅?盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量； 爭取在場區(qū)內(nèi)挖填平衡，降低運輸費； 有一定泄水坡度，滿足排水要求. 場地設(shè)計標高一般在設(shè)計文件上規(guī)定，如無規(guī)定：A. 小型場地一

13、一挖填平衡法；B. 大型場地一一最佳平面設(shè)計法 （用最小二乘法，使挖填平衡且總土方量最小）。1、初步標高（按挖填平衡），也就是設(shè)計標高。如果已知設(shè)計標高，1.2步可跳過。場地初步標高：H0=（刀 H1+空 H2+3E H3+4E H4）/4MH1-一個方格所僅有角點的標高；H2、H3 H4分別為兩個、三個、四個方格共用角點的標高M 方格個數(shù).2、地設(shè)計標高的調(diào)整按泄水坡度、土的可松性、就近借棄土等調(diào)整.按泄水坡度調(diào)整各角點設(shè)計標高： 單向排水時，各方格角點設(shè)計標高為：Hn = HO ± Li 雙向排水時，各方格角點設(shè)計標高為：Hn = HO 土 Lx ix ± L yi y3. 計算場地各個角點的施工高度施工高度為角點設(shè)計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設(shè)計標高為基準的挖方或填方的施工高度高度按下式計算：式中hn-角點施工高度即填挖高度（以“+”為填，“-”為挖），mn-方格的角點編號（自然數(shù)列1，2, 3，,，n）.Hn 角點設(shè)計高程，H-角點原地面高程.4. 計算“零點