【正文】 域的DEMt 和DEMd 進(jìn)行疊加,可得一新的DEM,設(shè)為ΔDEM,則有ΔDEM =DEMt DEMd ,其分量表示式為：ΔZ( i, j) = Z( i, j)t Z( i, j)d (1)式中: z( i, j)t表示地表DEM的格網(wǎng)點(diǎn)高程。 z( i,j)d 表示設(shè)計(jì)DEM的格網(wǎng)點(diǎn)高程。對(duì)任一格網(wǎng)( i, j) ,若Δz ( i, j) 0,則該格網(wǎng)為挖方。若Δz ( i, j) 0,則該格網(wǎng)為填方。設(shè)格網(wǎng)面積為A = dxdy,則該格網(wǎng)處的土方量為：V( i, j) =ΔZ( i, j) x A (2)分別對(duì)V ( i, j) 0和V ( i, j) 0的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加,即可求得該區(qū)域的填挖方量。第二節(jié) 運(yùn)用CASS 進(jìn)行DEM法土方量計(jì)算的操作步驟由DTM模型來計(jì)算土方量是根據(jù)實(shí)地測(cè)定的地面點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y，Z）和設(shè)計(jì)高程，通過生成三角網(wǎng)來計(jì)算每一個(gè)三棱錐的填挖方量，最后累計(jì)得到指定范圍內(nèi)填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。DTM法土方計(jì)算共有三種方法，一種是由坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件計(jì)算，一種是依照?qǐng)D上高程點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，第三種是依照?qǐng)D上的三角網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算。前兩種算法包含重新建立三角網(wǎng)的過程，第三種方法直接采用圖上已有的三角形，不再重建三角網(wǎng)。下面分述三種方法的操作過程：一 根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算① 用復(fù)合線畫出所要計(jì)算土方的區(qū)域，一定要閉合，但是盡量不要擬合。因?yàn)閿M合過的曲線在進(jìn)行土方計(jì)算時(shí)會(huì)用折線迭代，影響計(jì)算結(jié)果的精度。② 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\DTM法土方計(jì)算\根據(jù)坐標(biāo)文件”。 ③ 提示：選擇邊界線用鼠標(biāo)點(diǎn)取所畫的閉合復(fù)合線彈出如圖235土方計(jì)算參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。圖61土方計(jì)算參數(shù)設(shè)置區(qū)域面積：該值為復(fù)合線圍成的多邊形的水平投影面積。平場(chǎng)標(biāo)高：指設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)高程。邊界采樣間隔：邊界插值間隔的設(shè)定，默認(rèn)值為20米。邊坡設(shè)置：選中處理邊坡復(fù)選框后，則坡度設(shè)置功能變?yōu)榭蛇x，選中放坡的方式（向上或向下：指平場(chǎng)高程相對(duì)于實(shí)際地面高程的高低，平場(chǎng)高程高于地面高程則設(shè)置為向下放坡）。然后輸入坡度值。④ 設(shè)置好計(jì)算參數(shù)后屏幕上顯示填挖方的提示框，命令行顯示：挖方量= XXXX立方米，填方量=XXXX立方米同時(shí)圖上繪出所分析的三角網(wǎng)、填挖方的分界線(白色線條)。如圖62所示。圖62 填挖方提示框⑤ 關(guān)閉對(duì)話框后系統(tǒng)提示：請(qǐng)指定表格左下角位置:直接回車不繪表格用鼠標(biāo)在圖上適當(dāng)位置點(diǎn)擊，CASS ，包含平場(chǎng)面積、最大高程、最小高程、平場(chǎng)標(biāo)高、填方量、挖方量和圖形。如圖63所示。 圖63 填挖方量計(jì)算結(jié)果表格圖64 DTM土方計(jì)算結(jié)果圖65土方計(jì)算放邊坡效果圖二 根據(jù)圖上高程點(diǎn)計(jì)算l ① 首先要展繪高程點(diǎn)，然后用復(fù)合線畫出所要計(jì)算土方的區(qū)域，要求同DTM法。② 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用”菜單下“DTM法土方計(jì)算”子菜單中的“根據(jù)圖上高程點(diǎn)計(jì)算”③ 提示：選擇邊界線用鼠標(biāo)點(diǎn)取所畫的閉合復(fù)合線。④ 提示：選擇高程點(diǎn)或控制點(diǎn)此時(shí)可逐個(gè)選取要參與計(jì)算的高程點(diǎn)或控制點(diǎn)，也可拖框選擇。如果鍵入“ALL”回車，將 選取圖上所有已經(jīng)繪出的高程點(diǎn)或控制點(diǎn)。彈出土方計(jì)算參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，以下操作則與坐標(biāo)計(jì)算法一樣。三 根據(jù)圖上的三角網(wǎng)計(jì)算l ① 對(duì)已經(jīng)生成的三角網(wǎng)進(jìn)行必要的添加和刪除，使結(jié)果更接近實(shí)際地形。② 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用”菜單下“DTM法土方計(jì)算”子菜單中的“依圖上三角網(wǎng)計(jì)算”③ 提示：平場(chǎng)標(biāo)高(米):輸入平整的目標(biāo)高程請(qǐng)?jiān)趫D上選取三角網(wǎng):用鼠標(biāo)在圖上選取三角形，可以逐個(gè)選取也可拉框批量選取?；剀嚭笃聊簧巷@示填挖方的提示框，同時(shí)圖上繪出所分析的三角網(wǎng)、填挖方的分界線(白色線條)。注意：用此方法計(jì)算土方量時(shí)不要求給定區(qū)域邊界，因?yàn)橄到y(tǒng)會(huì)分析所有被選取的三角形，因此在選擇三角形時(shí)一定要注意不要漏選或多選，否則計(jì)算結(jié)果有誤，且很難檢查出問題所在。第七章 鎖簧鎮(zhèn)新農(nóng)村土方量計(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)。本文試驗(yàn)所使用的儀器為5”級(jí)全站儀。計(jì)算軟件為廣州南方測(cè)繪儀器公司研制的地形地籍成圖軟件(CASS7．0)。實(shí)驗(yàn)前，對(duì)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(cè)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)字化地形圖團(tuán)。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(zhǎng)的變化)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。第一節(jié) 測(cè)區(qū)資料與設(shè)計(jì)方案一 投影面和投影帶的選擇陽泉礦區(qū)獨(dú)立坐標(biāo)系：投影方法：高斯、克呂格投影高程系統(tǒng)：黃海中央子午線：113176。33′″ 緯度：38176。07′″投影高程面：轉(zhuǎn)換系數(shù)： 平移常數(shù)：b=0，縱距：a=1975年規(guī)定：在原有坐標(biāo)系基礎(chǔ)上平移常數(shù)X+100000，Y+100000。已知點(diǎn)的坐標(biāo)此控制網(wǎng)采用陽泉市礦區(qū)獨(dú)立坐標(biāo)系，中央子午線經(jīng)度為113．332703。高程采用1985年國家高程基準(zhǔn)，投影面高程為H=+637米。該坐標(biāo)系與1954年北京坐標(biāo)系有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)換算關(guān)系。二 作業(yè)依據(jù)考慮到測(cè)區(qū)（校園）的發(fā)展前景和實(shí)際需要，決定《國家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB128981991）,中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)、國家測(cè)繪局1996年發(fā)布的《1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》和全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范（CH200192）為本次1:500比例尺測(cè)圖的技術(shù)依據(jù)。三 設(shè)計(jì)方案首先在測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)平均邊長(zhǎng)為500米的GPS四等二級(jí)控制網(wǎng)，為提高GPS網(wǎng)的可靠性，在此基礎(chǔ)上布設(shè)四等二級(jí)的圖根控制網(wǎng)（主要是導(dǎo)線網(wǎng)）。儀器的檢驗(yàn)、觀測(cè)方法及限差要求按“規(guī)范”要求進(jìn)行。根據(jù)建設(shè)的需要，圖根控制點(diǎn)采用木樁作為臨時(shí)標(biāo)志，然后利用全站儀直接測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。四 測(cè)區(qū)控制測(cè)量為地形測(cè)圖建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測(cè)量工作。分平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。由于此次實(shí)習(xí)用的是GPS和全站儀進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)，經(jīng)過精密的選點(diǎn)，決定用儀器直接測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在測(cè)區(qū)GPS控制測(cè)量的基礎(chǔ)上，又布設(shè)了許多圖根點(diǎn)，點(diǎn)位及點(diǎn)間密度完全按需測(cè)設(shè)，因?yàn)槿緝x測(cè)一個(gè)支導(dǎo)線點(diǎn)是很容易的事，只是搬站多一點(diǎn)。在地形復(fù)雜的地區(qū)，布設(shè)的點(diǎn)較密，在開闊地區(qū)，圖根點(diǎn)較稀，因?yàn)槿緝x測(cè)程遠(yuǎn)，精度高，只要能通視，就不必忙于搬站。通過測(cè)區(qū)的圖根控制實(shí)踐，我認(rèn)為：在視線良好的情況下，由于全站儀相對(duì)于經(jīng)緯儀測(cè)角、測(cè)距精度的提高及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，測(cè)量碎部點(diǎn)的距離可以放大，圖根點(diǎn)的密度可作相應(yīng)地降低，邊長(zhǎng)可放寬至100至300米。對(duì)于支站，也可不受2站的限制，根據(jù)實(shí)踐，支3到4站的精度還是可以達(dá)到要求的。當(dāng)然，在城市密集建筑區(qū)和通視不好的條件下，顧及以后地形圖修測(cè)或工程放樣的要求，圖根點(diǎn)的密度應(yīng)增加。第二節(jié) 作業(yè)實(shí)施一 測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)備實(shí)施數(shù)字測(cè)圖前，應(yīng)準(zhǔn)備好儀器、器材、控制成果和技術(shù)資料。儀器、器材。主要包括：全站儀、對(duì)講機(jī)、備用電池、通訊電纜（若使用全站儀的內(nèi)存或內(nèi)插式記錄卡，不用電纜）、花桿、反光棱鏡、皮尺或鋼尺等。全站儀、對(duì)講機(jī)應(yīng)提前充電。二 人員組織為切實(shí)保證野外作業(yè)的順利進(jìn)行，出測(cè)前必須對(duì)作業(yè)組成員進(jìn)行合理分工，根據(jù)各成果的業(yè)務(wù)水平、特點(diǎn)，選好觀測(cè)員，繪草圖領(lǐng)尺（鏡）員，跑尺（鏡）員等。合理的分工組織，可大大提高野外作業(yè)效率。三 外業(yè)數(shù)據(jù)采集野外數(shù)據(jù)采集包括兩個(gè)階段，即控制測(cè)量和地形特征點(diǎn)（碎部點(diǎn)）采集。實(shí)施數(shù)字測(cè)圖前必須先進(jìn)行控制測(cè)量?？紤]到這次實(shí)習(xí)的地形，我們先進(jìn)行校園GPS控制網(wǎng)的測(cè)量，然后進(jìn)行控制導(dǎo)線的測(cè)量，測(cè)量取得合格成果后，即可進(jìn)行碎部點(diǎn)的采集。此次數(shù)據(jù)采集使用南方660型全站儀，采集具體步驟如下：(1) 安置儀器：在控制點(diǎn)上安置全站儀，檢查中心連接螺旋是否旋緊，對(duì)中、整平、量取儀器高、開機(jī)。 (2) 創(chuàng)建文件：在全站儀中創(chuàng)建一個(gè)文件JOB1，用來保存測(cè)量數(shù)據(jù).(3) 輸入測(cè)站點(diǎn)：輸入一個(gè)文件名JOB1，按提示輸入測(cè)站點(diǎn)點(diǎn)號(hào)及固定坐標(biāo)、儀高，后視點(diǎn)點(diǎn)號(hào)及、坐標(biāo)、鏡高，儀器瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)，進(jìn)行定向檢測(cè)。(4) 測(cè)量碎部點(diǎn)坐標(biāo)：儀器定向后，即可進(jìn)入“測(cè)量”狀態(tài)，輸入所測(cè)碎部點(diǎn)點(diǎn)號(hào)、鏡高后，精確瞄準(zhǔn)豎立在碎部點(diǎn)上的反光鏡，按“回車”鍵，儀器即測(cè)量出棱鏡點(diǎn)的坐標(biāo)，并將測(cè)量結(jié)果保存到前面輸入的坐標(biāo)文件中，同時(shí)將碎部點(diǎn)點(diǎn)號(hào)自動(dòng)加1返回測(cè)量狀態(tài)。再輸入鏡高，瞄準(zhǔn)第2個(gè)碎部點(diǎn)上的反光鏡，按“回車”鍵，儀器又測(cè)量出第2個(gè)棱鏡點(diǎn)的坐標(biāo)，并將測(cè)量結(jié)果保存到前面的坐標(biāo)文件中。按此方法，可以測(cè)量并保存其后所測(cè)碎部點(diǎn)的三維坐標(biāo)。四 內(nèi)業(yè)成圖㈠ 數(shù)據(jù)傳輸外業(yè)使用帶記錄模塊的全站儀進(jìn)行外業(yè)測(cè)量記錄，然后全站儀與電腦利用CASS通訊軟件進(jìn)行通訊，在通訊過程中，通訊參數(shù)一定要一制。最常用參數(shù)是：協(xié)議ACK/NAK，通訊口COM1，波特率9600，數(shù)據(jù)位8，停止位1，檢效無。一般只通訊坐標(biāo)數(shù)據(jù)，有時(shí)也通訊測(cè)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通訊完畢后一定要檢查有沒有壞數(shù)據(jù)，如果有就把壞數(shù)據(jù)刪掉，否則就無法進(jìn)行CASS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。具體步驟如下：（1）將全站儀通過適當(dāng)?shù)耐ㄓ嶋娎|與微機(jī)聯(lián)接好?！。?）移動(dòng)鼠標(biāo)至“數(shù)據(jù)”項(xiàng)的“讀取全站儀數(shù)據(jù)”項(xiàng)，該處以高亮度（深藍(lán)）顯示，按左鍵，出現(xiàn)如圖71的對(duì)話框。 71 全站儀內(nèi)存轉(zhuǎn)換對(duì)話框（3）根據(jù)全站儀的型號(hào)設(shè)置好通訊參數(shù)，再選取好要保存的數(shù)據(jù)文件名，點(diǎn)轉(zhuǎn)換。即可完成通訊。㈡ 格式轉(zhuǎn)換將保存的數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為成圖軟件（如CASS）格式的坐標(biāo)文件格式。執(zhí)行下拉菜單“數(shù)據(jù)/讀全站儀數(shù)據(jù)”命令，在“全站儀內(nèi)存數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”對(duì)話框中的“全站儀內(nèi)存文件”文本框中，輸入需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)文件名和路徑，在“CASS坐標(biāo)文件”文本框中輸入轉(zhuǎn)換后保存的數(shù)據(jù)文件名和路徑。這兩個(gè)數(shù)據(jù)文件名和路徑均可以單擊“選擇文件”，在彈出的標(biāo)準(zhǔn)文件對(duì)話框中輸入。單擊“轉(zhuǎn)換”，即完成數(shù)據(jù)文件格式轉(zhuǎn)換㈢ 草圖法內(nèi)業(yè)成圖1. 編輯引導(dǎo)文件① 移動(dòng)鼠標(biāo)至繪圖屏幕的頂部菜單，選擇“編輯”的“編輯文本文件”項(xiàng)，該處以高亮度（深藍(lán)）顯示，按左鍵，屏幕命令區(qū)出現(xiàn)如圖72：圖72 編輯文本對(duì)話框以C:＼CASS2008＼DEMO＼。屏幕上將彈出記事本，這時(shí)根據(jù)野外作業(yè)草圖，參考附錄A的地物代碼以及文件格式，編輯好此文件。② 移動(dòng)鼠標(biāo)至“文件（F）”項(xiàng)，按左鍵便出現(xiàn)文件類操作的下拉菜單，然后移動(dòng)鼠標(biāo)至“退出（X）”項(xiàng)，⑴ 每一行表示一個(gè)地物；⑵ 每一行的第一項(xiàng)為地物的“地物代碼”，以后各數(shù)據(jù)為構(gòu)成該地物的各測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)(依連接順序的排列)；⑶ 同行的數(shù)據(jù)之間用逗號(hào)分隔；⑷ 表示地物代碼的字母要大寫；⑸用戶可根據(jù)自己的需要定制野外操作簡(jiǎn)碼，通過更改C:\CASS2008\SYSTEM\，具體操作見本手冊(cè)附錄A。2. 定顯示區(qū)定顯示區(qū)的作用是根據(jù)輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)大小定義屏幕顯示區(qū)域的大小，以保證所有點(diǎn)可見。首先移動(dòng)鼠標(biāo)至“繪圖處理”項(xiàng)，按左鍵，即出現(xiàn)如圖73下拉菜單。圖73 數(shù)據(jù)處理下拉菜單然后選擇“定顯示區(qū)”項(xiàng)，按左鍵，即出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話窗如圖3－21所示。這時(shí)，需輸入碎部點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名。可直接通過鍵盤輸入，如在“文件（N）:”（即光標(biāo)閃爍處）輸入C:＼CASS2008＼DEMO＼“打開（O）”處，按左鍵。也可參考WINDOWS選擇打開文件的操作方法操作。這時(shí)，命令區(qū)顯示：最小坐標(biāo)（米）X=，Y=最大坐標(biāo)（米）X=，Y=3. 編碼引導(dǎo)編碼引導(dǎo)的作用是將“引導(dǎo)文件”與“無碼的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件”合并生成一個(gè)新的帶簡(jiǎn)編碼格式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。這個(gè)新的帶簡(jiǎn)編碼格式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件在下一步“簡(jiǎn)碼識(shí)別”操作時(shí)將要用到。①移動(dòng)鼠標(biāo)至繪圖屏幕的最上方，選擇“繪圖處理”項(xiàng)，按左鍵。②移動(dòng)鼠標(biāo)將光標(biāo)移至“編碼引導(dǎo)”項(xiàng)，該處以高亮度（深藍(lán)）顯示，按下鼠標(biāo)左鍵，即出現(xiàn)如圖74所示對(duì)話窗。輸入編碼引導(dǎo)文件名C:＼CASS2008＼DEMO＼,或通過WINDOWS窗口操作找到此文件，然后用鼠標(biāo)左鍵選擇“確定”按鈕。圖 74 輸入編碼引導(dǎo)文件③ 接著，屏幕出現(xiàn)圖75所示對(duì)話窗。要求輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名，此時(shí)輸入 C:＼CASS2008＼DEMO＼。圖75 輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件④ 這時(shí)，屏幕按照這兩個(gè)文件自動(dòng)生成圖形如圖76所示：圖76 系統(tǒng)自動(dòng)繪出圖形㈣ 簡(jiǎn)碼法內(nèi)業(yè)成圖此種工作方式也稱作“帶簡(jiǎn)編碼格式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件自動(dòng)繪圖方式”，與“草圖法”在野外測(cè)量時(shí)不同的是，每測(cè)一個(gè)地物點(diǎn)時(shí)都要在電子手簿或全站儀上輸入地物點(diǎn)的簡(jiǎn)編碼，簡(jiǎn)編碼一般由一位字母和一或兩位數(shù)字組成，可參考本手冊(cè)附錄A。1. 定顯示區(qū)此步操作與“草圖法”中“測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)”定位繪圖方式作業(yè)流程的“定顯示區(qū)”操作相同。2. 簡(jiǎn)碼識(shí)別簡(jiǎn)碼識(shí)別的作用是將帶簡(jiǎn)編碼格式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的程序內(nèi)部碼（又稱繪圖碼）。移動(dòng)鼠標(biāo)至“繪圖處理”項(xiàng)，按左鍵，即可出現(xiàn)下拉菜單。圖77 選擇簡(jiǎn)編碼文件移動(dòng)鼠標(biāo)至“簡(jiǎn)碼識(shí)別”項(xiàng)，該處以高亮度（深藍(lán)）顯示，按左鍵，即出現(xiàn)如圖77所示對(duì)話窗。輸入帶簡(jiǎn)編碼格式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名（此處以C：＼CASS2008＼DEMO＼）。當(dāng)提示區(qū)顯示“簡(jiǎn)碼識(shí)別完畢！”同時(shí)在屏幕繪出平面圖形。第三節(jié) 內(nèi)業(yè)土方量計(jì)算一 斷面法計(jì)算在計(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。 圖 7