第3章 土方计算方法比较 表3-4 方格网法计算结果
方格宽度(m) 挖方量(m3) 填方量(m3)
10 4108085.6 691085.1
15 4104146.0 688990.9
20 4091921.5 685428.7
25 4089604.6 683818.3
30 4075169.7 682906.5
表3-5 等高线法计算结果
等高距(m) 挖方量(m3) 填方量(m3) 1 3998085.6 770585.1 5 3974163.3 771646.0 10 3961921.5 773428.7 15 3940604.6 726818.3 20 3928169.7 779906.5 从上面三个表可以看出：相同的外业测量数据，选择不同的计算方法。其结果是不同的。即使用同一种方法计算，选用不同的采样间距、方格宽度和等高距其计算结果也是不同的。采样间距、方格宽度和等高距越大．计算结果均越小。等高线法由于不是直接计算得出的结果，变化规律恰好相反。 从上可看出用三角网法计算得出的结果比较稳定，不同采样间距计算的填、挖方量差异不大。其主要原因是三角网法是基于DTM计算的，DTM能够反映真是的地貌特征。 当用方格网计算时，计算格网的距离取的越小，那么对于高边坡地段，整体算与分区算的结果都在误差范围之内，计算时可以采取整体算量；当方格网的距离取的较大时，这时算出的方量差就较大。因为方格网法一般是利用现成的绘有等高线的地形图布置方格网，各方格顶点的高程根据等高线确定，而地形图上的等高线是由一系列等高程的点的连线而成的，所以等高线不能详细地反映地形，求出的各方格顶点的高程必然存在误差，而且，使用本方法总是假设两点之间的坡度是均匀的，显然这是一个为了计算而做的假设，但实际情况并非如此。所以本方法一般适用于地形起伏不大，且地面坡度有规则，范围比较大的施工场地，也适合平坦地区及高差不太大的地形场地平整时使用。 等高线法与前面两种方法相差较大，等高线法计算的条件相对较为苛刻，用此法计算的等高线必须为闭合的，并且标高相同的多条等高线只能有一条等高线参与计算，这样会影响计算的精度。而在实际的工程中很难满足上面的条件，等高线是闭合的曲线，但在某一测区内必然会只有等高线的某一部分。另外，典型的鞍部地形会有标高相等的等高线，即使等高线闭合，参与计算的只能是一条等高线。这给我们的计算带来了麻烦。但有些问题中，精度要求不高，没有必要花费人力进行外业观测。这是可将纸制地形图资料导入计算机，进行矢量化，得到数字地图，这时可用等高线法计算土方量。
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河北联合大学矿业工程学院
3.5.2 成果资料
控制点成果表（见附录A） 野外高程点数据（见附录B） 三角网法土石方计算图（见附录C） 方格网法土石方计算图（见附录D） 等高线法土石方计算图（见附录E）
3.7 本章小结
本章对地形测量进行了研究。阐述了地形测量的设计方案，分析了控制网的精度评定，以及碎部点采集的步骤和提高测量精度的测量经验，为分析比较不同土方量计算方法提供准确的数据。内业对数据进行了计算，讨论了三种方法的优缺点。
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结 论
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以上介绍了露天矿山土方量计算的意义。探究了在矿山土石方工程中常用计算方法（三角网法、方格网法和等高线法）的基本原理，从理论上比较了三种方法的优缺点，从实践方面指出了外业测量中的注意事项。从多方面比较分析后，得出DTM法相对其他方法更实用、更方便、更有效，且适用于任何地形。因其土方量计算法的精度，可从DTM的产生和建立来分析。DTM的实际精度主要由原始数据的采集误差和高程内插误差两方面决定。数据采集误差来自原始资料的误差、采点设备误差、人为误差、坐标转换误差[17]。但这种误差可以采取一些措施尽量减小它，使之达到误差允许的范围内。高程内插的误差一方面和选用的数学方法有关，另一方面和采点的方式有关。这是一种性质不同的处理，因为提取的信息在很大程度上受采样区间和所用插值方法的影响。所以，只要很好的克服这些误差来源，DTM法就适用于任何地形起伏变化较大、地形复杂的区域，同时对于高程变化不大的单一地貌区域也是非常适用，因为建立三角网，都只考虑相邻高程点之间的位置关系，并不考虑现场实际地貌变化情况。
基于DTM的土方计算法克服了方格网法、等高线作业人员计算量大，工作繁重，计算精度不高，容易出错等缺点，实现了土方量计算的计算机自动化。同时DTM模型法还具有较强的可操作性。通过实际工程运用体会到它有如下的优点：
(1)三角网法适用于各种复杂地形的土方计算，更实用、更方便、更有效。 (2)利用三角网建立DTM模型计算土方量精度高，在设计有特殊景观，或者设计地表十分不规则的情况下，用其他算法很难精确计算出土方量。而利用DTM法，可以建立设计地表DTM，当建立原始地表DTM的数据足够多，所构建的三角网趋于无穷多时，可以重现土方量的形态特征，与实际工程体形状最接近。这是其他几种方法不能比拟的。
(3)野外采点方面，采点密度根据地形的复杂程度来采集地面的特征点，当地形很复杂时，采点密度由0.5m-5m不等;当地形很平缓时，采点密度5-10m不等。能够插入地性线以保存原有关键的地形特征，坡地的坡根、坡肩为明显的地性线，沿地性线对工程位置进行测量，并考虑地性线生成三角网，可真实的反映每个台阶坡面的实际形状。
(4)计算方面，数据处理系统、软件的大量运用，使计算过程快速、准确，精度明显高于方格网法法和等高线法。
由上可知通过采用三角网法进行土方量计算，不仅节约了人力物力，而且还
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结 论
大大提高我们的工作效率。所以DTM模型法在露天矿山土石方剥离工程量计算方面推广应用，可为矿山建设提供准确、可靠的工程量基础数据，为进行土方量校核确定投资规模提供快捷而可靠的工具。
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参考文献
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