图3-25 土石方计算成果表截图
3.2方格网法
由方格网来计算土方量是根据实地测定的地面点坐标(X,Y,Z)和设计高程,通过生成方格网来计算每一个方格内的填挖方量,最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量,并绘出填挖方分界线。
系统首先将方格的四个角上的高程相加(如果角上没有高程点,通过周围高程点内插得出其高程),取平均值与设计高程相减。然后通过指定的方格边长得到每个方格的面积,再用长方体的体积计算公式得到填挖方量。方格网法简便直观,易于操作,因此这一方法在实际工作中应用非常广泛。
用方格网法算土方量,设计面可以是平面,也可以是斜面,还可以是三角网,如图3-26所示。
图3-26 方格网土方计算对话框
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(一)设计面是平面
①用复合线画出所要计算土方的区域,一定要闭合,但是尽量不要拟合,因为拟合过的曲线在进行土方计算时会用折线迭代,影响计算结果的精度;
②选择“工程应用\\方格网法土方计算”命令;
③命令行提示:“选择计算区域边界线”;选择土方计算区域的边界线(闭合复合线);
④屏幕上将弹出如图3-26方格网土方计算对话框,在对话框中选择所需的坐标文件;在“设计面”栏选择“平面”,并输入目标高程;在“方格宽度”栏,输入方格网的宽度,这是每个方格的边长,默认值为20米。由原理可知,方格的宽度越小,计算精度越高。但如果给的值太小,超过了野外采集的点的密度也是没有实际意义的;
⑤点击“确定”,命令行提示:最小高程=XX.XXX ,最大高程=XX.XXX 总填方=XXXX.X立方米, 总挖方=XXX.X立方米。
同时图上绘出所分析的方格网,填挖方的分界线(绿色折线),并给出每个方格的填挖方,每行的挖方和每列的填方,结果如图3-27所示。
图3-27 方格网法土方计算成果图截图
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(二)设计面是斜面
设计面是斜面的时候的,操作步骤与平面的时候基本相同,区别在于在方格网土方计算对话框中“设计面”栏中,选择“斜面【基准点】”或“斜面【基准线】”。
如果设计的面是斜面(基准点),需要确定坡度、基准点和向下方向上一点的坐标,以及基准点的设计高程。
点击“拾取”,命令行提示:点取设计面基准点:确定设计面的基准点;指定斜坡设计面向下的方向;点取斜坡设计面向下的方向。
如果设计的面是斜面(基准线),需要输入坡度并点取基准线上的两个点以及基准线向下方向上的一点,最后输入基准线上两个点的设计高程即可进行计算。
点击“拾取”,命令行提示:点取基准线第一点:点取基准线的一点;点取基准线第二点:点取基准线的另一点;指定设计高程低于基准线方向上的一点:指定基准线方向两侧低的一边,方格网计算的成果如图3-27。 (三)设计面是三角网文件
选择设计的三角网文件,点击“确定”,即可进行方格网土方计算。
3.3数字地面模型法
由DTM模型来计算土方量是根据实地测定的地面点坐标(X,Y,Z)和设计高程,通过生成三角网来计算每一个三棱锥的填挖方量,最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量,并绘出填挖方分界线。
DTM法土方计算共有三种方法,一种是由坐标数据文件计算,一种是依照图上高程点进行计算,第三种是依照图上的三角网进行计算。前两种算法包含重新建立三角网的过程,第三种方法直接采用图上已有的三角形,不再重建三角网。下面分述三种方法的操作过程。 (一)根据坐标计算
①用复合线画出所要计算土方的区域,一定要闭合,但是尽量不要拟合。因为拟合过的曲线在进行土方计算时会用折线迭代,影响计算结果的精度;
②用鼠标点取“工程应用\\DTM法土方计算\\根据坐标文件”; ③提示:选择边界线。用鼠标点取所画的闭合复合线弹出如图3-28土方计算参数设置对话框;
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图3-28 DTM土方计算参数设置
区域面积:该值为复合线围成的多边形的水平投影面积。 平场标高:指设计要达到的目标高程。
边界采样间隔:边界插值间隔的设定,默认值为20米。
边坡设置:选中处理边坡复选框后,则坡度设置功能变为可选,选中放坡的方式(向上或向下:指平场高程相对于实际地面高程的高低,平场高程高于地面高程则设置为向下放坡)。然后输入坡度值。
④设置好计算参数后屏幕上显示填挖方的提示框,命令行显示:挖方量= XXXX立方米,填方量=XXXX立方米;
同时图上绘出所分析的三角网、填挖方的分界线(白色线条),如图3-29所示。计算三角网构成详见dtmtf.log文件。
图3-29 填挖方提示框
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⑤ 关闭对话框后系统提示:请指定表格左下角位置:<直接回车不绘表格>用鼠标在图上适当位置点击,CASS 7.1会在该处绘出一个表格,包含平场面积、最大高程、最小高程、平场标高、填方量、挖方量和图形,如图3-30所示。
图3-30 三角网法土石方计算成果表截图
(二)根据图上高程点计算
①首先要展绘高程点,然后用复合线画出所要计算土方的区域,要求同DTM法;
②用鼠标点取“工程应用”菜单下“DTM法土方计算”子菜单中的“根据图上高程点计算”;
③提示:选择边界线用鼠标点取所画的闭合复合线;
④提示:选择高程点或控制点此时可逐个选取要参与计算的高程点或控制点,也可拖框选择。如果键入“ALL”回车,将 选取图上所有已经绘出的高程点或控制点。弹出土方计算参数设置对话框,以下操作则与坐标计算法一样。 (三)根据图上的三角网计算
①对已经生成的三角网进行必要的添加和删除,使结果更接近实际地形; ②用鼠标点取“工程应用”菜单下“DTM法土方计算”子菜单中的“依图上三角网计算”;
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