【正文】 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)和沒計(jì)高程，通過生成三角網(wǎng)來計(jì)算每個(gè)三棱柱的填挖方員，最后累積得到指定范圍內(nèi)填方和挖方分界線。目前，1：500、1：1 000大比例尺地形圖的數(shù)字化技術(shù)已日臻成熟，l：5 000 和1：10 000中比例尺地形圖數(shù)字化的研究也日趨深入。它是地面上地形和地物位置實(shí)際情況的反映。地形圖還對(duì)野外工作具有重要意義，因?yàn)榻柚匦螆D可對(duì)一個(gè)地區(qū)的地形、地物、自然地理等情況有初步的了解，甚至能初步分析判斷某些情況，地形圖還可以幫助我們初步選擇工作路線，制定工作計(jì)劃。具體講就是，以傳統(tǒng)的測(cè)圖原理為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和圖形及數(shù)字處理方法，實(shí)現(xiàn)地圖信息的獲取、變換、傳輸、識(shí)別、存貯、處理、顯示、編輯修改和計(jì)算機(jī)繪圖。數(shù)字化地形測(cè)圖主要作業(yè)過程分為四個(gè)步驟：控制測(cè)量、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及地形圖的數(shù)據(jù)輸出(打印圖紙、提供軟盤等)。首先在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)布設(shè)GPS加密控制網(wǎng)，一般以三個(gè)互相通視的GPS點(diǎn)為一組，每組GPS點(diǎn)之間的距離以不超過2公里為宜。最后再根據(jù)碎部測(cè)量的實(shí)際需要在已有控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上施測(cè)閉合導(dǎo)線和支導(dǎo)線(由于缺乏檢合，最好不要多于2站)作為圖根點(diǎn)使用。數(shù)字化測(cè)圖的碎部測(cè)量用全站儀進(jìn)行，將全站儀與測(cè)圖精靈用數(shù)據(jù)傳輸電纜連接在一起，點(diǎn)擊測(cè)圖精靈可以控制全站儀測(cè)量鏡站坐標(biāo)并記錄下來?！安輬D法”工作方式要求外業(yè)工作時(shí)，除了測(cè)量員和跑尺員外，還要安排一名繪草圖的人員?！安輬D法”工作方式在測(cè)量每一個(gè)碎部點(diǎn)時(shí)不用在電子手簿或全站儀里輸入地物編碼，故又稱為“無碼方式”。對(duì)于比較復(fù)雜的地方，也不要因?yàn)椤奥闊?其實(shí)也浪費(fèi)不了幾分鐘)而不愿搬站，要充分利用電子手簿的優(yōu)勢(shì)和全站儀的精度，因?yàn)闇y(cè)一個(gè)支導(dǎo)線點(diǎn)是很容易的。當(dāng)所測(cè)地物比較復(fù)雜時(shí)，例如村莊內(nèi)部，為了減少鏡站數(shù)，提高效率，可用皮尺丈量方法測(cè)量，室內(nèi)用交互編輯方法成圖。在進(jìn)行地貌采點(diǎn)時(shí)，在地性線上要有足夠密度的點(diǎn)，特征點(diǎn)也要盡量測(cè)到。在其它地形變化不大的地方，可以適當(dāng)放寬采點(diǎn)密度。可實(shí)時(shí)地將地物定位點(diǎn)和鄰近地物(形)點(diǎn)顯示在當(dāng)前圖形編輯窗口中，操作十分方便。系統(tǒng)中所有地形圖圖式符號(hào)都是按照?qǐng)D層來劃分的，例如所有表示測(cè)量控制點(diǎn)的符號(hào)都放在“控制點(diǎn)”這一層，所有表示獨(dú)立地物的符號(hào)都放在“獨(dú)立地物”這一層，所有表示植被的符號(hào)都放在“植被園林”這一層。有些大比例尺地形圖上需表示的獨(dú)立地物，在中比例尺地形網(wǎng)上被省略或采取其他方法表示，例如路燈、下水井等點(diǎn)狀地物因在中比例尺地形圖上不再單獨(dú)表示，故無須再研究；有一部分相近的獨(dú)立地物則以統(tǒng)一的符號(hào)來表示；另有一些獨(dú)立地物，其符號(hào)表示有部分變化；而絕大部分獨(dú)立地物符號(hào)其大小發(fā)生了變化。由于比例尺相對(duì)較小，有些線狀地物的寬度已不再考慮，直接以單線表示；有的符號(hào)表示不再細(xì)化，而將相近的線狀地物以統(tǒng)一的符號(hào)表示。中比例尺地形圖采用梯形分幅法，分幅以1：1 000 000地形圖為基礎(chǔ)，編號(hào)時(shí)1：10 000地形圖經(jīng)差為3 45 、緯差2 3O”，比例尺代碼為“G”；1：5 000地形圖經(jīng)差為l 52．5 、緯差1 15”，比例尺代碼為“H”。中比例尺地形圖是按經(jīng)緯度進(jìn)行的梯形分幅，4個(gè)角點(diǎn)以大地坐標(biāo)系的經(jīng)緯度來定位，上下和左右圖廓互不平行，坐標(biāo)格網(wǎng)線與圖廓線相交的情 所示)。在內(nèi)圖廓外四角處注記經(jīng)緯度，靠近坐標(biāo)網(wǎng)線處注記公里數(shù)等。而對(duì)地形原圖進(jìn)行數(shù)字化，則縣有投資少、效率高、易于推廣的優(yōu)點(diǎn)，符合中國(guó)國(guó)情，對(duì)資金設(shè)備有限，難以一步到位的單位無疑是一條捷徑。將紙質(zhì)地圖轉(zhuǎn)成數(shù)字化地圖有3種方法一是用數(shù)字化儀或計(jì)算機(jī)屏幕進(jìn)行矢量化，也稱為手扶跟蹤數(shù)字化；二是掃描；三是對(duì)地圖中線狀要素進(jìn)行提取。掃描文件必須經(jīng)過矢量化(即將柵格線轉(zhuǎn)化為矢量線)的跟蹤描繪過程，才算完成數(shù)字化。但就從國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看，目前的掃描地圖自動(dòng)矢量化一般都試圖通過以下幾個(gè)步驟來完成：①影像分割和要素提??；②特征提取和要素識(shí)別；③矢量化。 隨著地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，基礎(chǔ)地理信息質(zhì)量控制日益受到廣泛重視，作為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)來源重要手段的地圖掃描數(shù)字化，由于速度快、精度高，已成為地圖數(shù)字化的主流。此外還有具有矢量化功能的相關(guān)GIs制圖軟件，如Acgis、Envi、Mapgis、SuperMap等 。隨著“數(shù)字化”城市概念的提出，對(duì)地形圖現(xiàn)勢(shì)性和準(zhǔn)確性的要求越來越高。 地物修測(cè)前應(yīng)對(duì)原圖施測(cè)質(zhì)量和情況進(jìn)行了解，并到實(shí)地進(jìn)行全面巡視，制定修測(cè)方案。地物補(bǔ)測(cè)可采用數(shù)字距離交會(huì)法、直角法、解析法(經(jīng)緯儀、全站儀)測(cè)圖等方法補(bǔ)測(cè)地物實(shí)體。補(bǔ)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)有多余觀測(cè)以檢核補(bǔ)測(cè)精度，補(bǔ)測(cè)地物與周圍相關(guān)地物間距的最大較差不應(yīng)大于0．4 m。下列情況也應(yīng)補(bǔ)設(shè)圖根控制點(diǎn)進(jìn)行設(shè)站修測(cè)：① 補(bǔ)測(cè)新建的住宅樓群或獨(dú)立的高大建筑物；②新增和改建的道路邊線；③新增的綠化地(帶)范圍線；④鋪裝路面高程和變化面積較大的高程，修測(cè)丘陵地的地貌。旋測(cè)過程中，應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行歸零檢查，歸零差不得超過177。對(duì)于高程注記點(diǎn)的補(bǔ)測(cè)，可采用直接水準(zhǔn)和三角高程測(cè)量。在作業(yè)中要兼顧屬性數(shù)據(jù)的一致性，使用成圖系統(tǒng)生成圖形符號(hào)，而不是利用圖形平臺(tái)提供的繪圖功能，利用外業(yè)采集的數(shù)據(jù)直接繪制。當(dāng)然了，在實(shí)地全面巡視后發(fā)現(xiàn)地物變化較大，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在的技術(shù)規(guī)范，那我們只能重測(cè)了。修測(cè)補(bǔ)測(cè)更新可以充分利用已有資料，降低成本，縮短工期，滿足用圖要求。一般情況下，隨著工程施工的進(jìn)行，原地形都會(huì)產(chǎn)生一定的變化，若仍然根據(jù)施工前的地形圖進(jìn)行土方計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果跟實(shí)際土方會(huì)產(chǎn)生較大的偏差。我們將根據(jù)地形起伏變化的復(fù)雜性來確定采樣點(diǎn)的密度和采樣點(diǎn)的位置，在地形特征線、地形變換點(diǎn)，坎上、坎下、坡頂和坡腳應(yīng)分別加密高程，對(duì)高程點(diǎn)不足的地方還根據(jù)實(shí)際地形加密高程點(diǎn)，從而避免地形平坦時(shí)的數(shù)據(jù)冗余，又能按地形特征點(diǎn)較好地逼近地形表面。簡(jiǎn)單地說，數(shù)字地面模型是按一定結(jié)構(gòu)組織在一起的數(shù)據(jù)組，它代表著地形特征的空間分布。DTM的測(cè)制過程大體是：首先，按一定的測(cè)量方法（野外直接測(cè)量、室內(nèi)立體攝影測(cè)量等），在測(cè)區(qū)內(nèi)測(cè)量一定數(shù)量的離散點(diǎn)的平面位置和高程，這些點(diǎn)稱為控制點(diǎn)（數(shù)據(jù)點(diǎn)或參考點(diǎn)）?？刂泣c(diǎn)和內(nèi)插點(diǎn)的平面位置和高程數(shù)據(jù)的總和，即該測(cè)區(qū)的數(shù)字地面模型。 數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)來源主要有兩個(gè)方面：一是直接取自地形表面，二是間接取自地形表面的模擬模型。最簡(jiǎn)單的方法是在數(shù)字化臺(tái)上手工跟蹤等高線。（2）從攝影測(cè)量立體模型上采取。自動(dòng)化的攝影測(cè)量系統(tǒng)則采用自動(dòng)影像相關(guān)器，沿著掃描斷面產(chǎn)生高密度的高程點(diǎn)。即在實(shí)地直接測(cè)量地面點(diǎn)的平面位置和高程。（4）由遙感系統(tǒng)直接測(cè)得。第三章 斷面法第一節(jié) 斷面法土方量計(jì)算的原理及方法在地形圖上或碎部測(cè)量的平面圖上 ,根據(jù)土方計(jì)算的范圍 ,以一定的間距等分場(chǎng)地 ,將場(chǎng)地劃分為若干個(gè)相互平行的橫截面（當(dāng)精度要求不高時(shí)，可利用地形圖確定斷面，若精度要求較高時(shí)，應(yīng)實(shí)地測(cè)量確定），按照設(shè)計(jì)高程與地面線所組成的斷面圖，將所取的每個(gè)斷面（包括邊坡斷面）劃分為若干個(gè)三角形和梯形，計(jì)算每條斷面線所圍成的面積，以相鄰兩斷面面積的平均值乘以等分的間距,得出每相鄰兩斷面間的體積，將各相鄰斷面的體積加起來 ,求出總體積 ,這種方法稱為斷面法 (圖31)。 V =(A1+A2)L (1)式中：A1,A2為相鄰兩橫斷面的挖方或填方面積；L為相鄰兩橫斷面之間的距離，一般根據(jù)需要選取，面積A1,A2根據(jù)橫斷面測(cè)量資料采用下面兩種方法：① 解析法根據(jù)實(shí)測(cè)的數(shù)值計(jì)算面積的方法，包括幾何圖形法和坐標(biāo)法。所謂坐標(biāo)法,通常是指對(duì)一個(gè)不規(guī)則的幾何圖形,測(cè)出該圖形邊界轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)值,再用下列公式計(jì)算:A = (2)式中Xi , Yi 為轉(zhuǎn)折點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)值(土石方計(jì)算一般為距離和高程) , n為轉(zhuǎn)折點(diǎn)的數(shù)目,也即多邊形邊數(shù),當(dāng)i + 1 = n + 1時(shí), X n + 1 = X1 , Y n + 1 = Y1。在土石方計(jì)算之前,根據(jù)設(shè)計(jì)斷面和橫斷面測(cè)量資料按一定比例繪制橫斷面圖,再用各種圖解方法量算面積。第二節(jié) 運(yùn)用CASS 進(jìn)行斷面法土方量計(jì)算的操作步驟斷面法土方計(jì)算主要用在公路土方計(jì)算和區(qū)域土方計(jì)算，對(duì)于特別復(fù)雜的地方可以用任意斷面設(shè)計(jì)方法。第一步：生成里程文件。接下來的所有工作都是在分析里程文件里的數(shù)據(jù)后才能完成的。在生成的過程中充分體現(xiàn)靈活、直觀、簡(jiǎn)捷的設(shè)計(jì)理念，將圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的直觀和計(jì)算機(jī)處理的快捷緊密結(jié)合在一起。① 在使用生成里程文件之前，要事先用復(fù)合線繪制出縱斷面線。③ 屏幕提示：請(qǐng)選取縱斷面線：用鼠標(biāo)點(diǎn)取所繪縱斷面線彈出如圖33所示對(duì)話框： 圖33由縱斷面生成里程文件對(duì)話框中樁點(diǎn)獲取方式：結(jié)點(diǎn)表示結(jié)點(diǎn)上要有斷面通過；等分表示從起點(diǎn)開始用相同的間距；等分且處理結(jié)點(diǎn)表示用相同的間距且要考慮不在整數(shù)間距上的結(jié)點(diǎn)。橫斷面右邊長(zhǎng)度：輸入大于0的任意值，此處輸入15。如圖34所示圖34由縱斷面生成橫斷面其他編輯功能用法如下：圖35橫斷面線編輯命令添加：在現(xiàn)有基礎(chǔ)上添加橫斷面線。2表示輸入線路加樁里程。變長(zhǎng)：可將圖上橫斷面左右長(zhǎng)度進(jìn)行改變；執(zhí)行“變長(zhǎng)”功能，命令行提示：選擇縱斷面線：選擇橫斷面線：選擇對(duì)象：找到一個(gè)選擇對(duì)象：輸入橫斷面左邊長(zhǎng)度:(米) 21輸入橫斷面右邊長(zhǎng)度:(米) 21，輸入左右的目標(biāo)長(zhǎng)度后該斷面變長(zhǎng)。設(shè)計(jì)：直接給橫斷面指定設(shè)計(jì)高程。2．由復(fù)合線生成這種方法用于生成縱斷面的里程文件。3．由等高線生成這種方法只能用來生成縱斷面的里程文件。① 在圖上繪出等高線，再用輕量復(fù)合線繪制縱斷面線（可用PL命令繪制）② 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\生成里程文件\由等高線生成”。這個(gè)文件將保存要生成的里程數(shù)據(jù)?；剀?，里程文件生成完畢。它從斷面線的起點(diǎn)開始，處理斷面線與三角網(wǎng)的所有交點(diǎn)，依次記下每一交點(diǎn)在縱斷面線上離起點(diǎn)的距離和所在三角形的高程。用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\生成里程文件\由三角網(wǎng)生成”。這個(gè)文件將保存要生成的里程數(shù)據(jù)。回車，里程文件生成完畢。 5．由坐標(biāo)文件生成① 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用”菜單下的“生成里程文件”子菜單中的“由坐標(biāo)文件生成”。這個(gè)文件的編碼必須按以下方法定義，具體例子見“DEMO”子目錄下的“”文件。 該點(diǎn)是對(duì)應(yīng)Mi的道路橫斷面上的點(diǎn) ……點(diǎn)號(hào)，M2，X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，高程點(diǎn)號(hào)，2， X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，高程 ……點(diǎn)號(hào)，Mi, X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，高程點(diǎn)號(hào)，i,③ 屏幕上彈出“輸入斷面里程數(shù)據(jù)文件名”的對(duì)話框，來選擇斷面里程數(shù)據(jù)文件。命令行出現(xiàn)提示：輸入斷面序號(hào):直接回車處理所有斷面，如果輸入斷面序號(hào)，則只轉(zhuǎn)換坐標(biāo)文件中該斷面的數(shù)據(jù)；如果直接回車，則處理坐標(biāo)文件中所有斷面的數(shù)據(jù)。手工輸入就是直接在文本中編輯里程文件，在某些情況下這比由圖面生成等方法還要方便、快捷。① 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\道路斷面”。 斷面設(shè)計(jì)參數(shù)輸入對(duì)話框第三步：給定計(jì)算參數(shù)。① 選擇里程文件：點(diǎn)擊確定左邊的按鈕（上面有三點(diǎn)的），出現(xiàn)“選擇里程文件名”的對(duì)話框。② 橫斷面設(shè)計(jì)文件：橫斷面的設(shè)計(jì)參數(shù)可以事先寫入到一個(gè)文件中點(diǎn)擊：“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\道路設(shè)計(jì)參數(shù)文件”，彈出如圖38輸入界面。 圖38道路設(shè)計(jì)參數(shù)輸入③ 如果不使用道路設(shè)計(jì)參數(shù)文件，則在圖37中把實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)填入各相應(yīng)的位置。④ 點(diǎn)“確定”按鈕后，彈出對(duì)話框：圖39繪制縱斷面圖設(shè)置系統(tǒng)根據(jù)上步給定的比例尺，在圖上繪出道路的縱斷面，⑤ 至此，圖上已繪出道路的縱斷面圖及每一個(gè)橫斷面圖，結(jié)果如圖310所示：圖310 縱橫斷面圖成果示意圖如果道路設(shè)計(jì)時(shí)該區(qū)段的中樁高程全部一樣，就不需要下一步的編輯工作了。⑥ 如果生成的部分設(shè)計(jì)斷面參數(shù)需要修改，用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\修改設(shè)計(jì)參數(shù)”。選擇斷面線這時(shí)可用鼠標(biāo)點(diǎn)取圖上需要編輯的斷面線，選設(shè)計(jì)線或地面線均可。屏幕提示：選擇斷面線這時(shí)可用鼠標(biāo)點(diǎn)取圖上需要編輯的斷面線，選設(shè)計(jì)線或地面線均可（但編輯的內(nèi)容不一樣）。圖313 修改實(shí)際斷面線高程⑧ 如果生成的部分?jǐn)嗝婢€的里程需要修改，用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\修改斷面里程”。斷面號(hào): X,里程: XX..XXX,請(qǐng)輸入該斷面新里程: 將所有的斷面編輯完后，就可進(jìn)入第四步。① 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\圖面土方計(jì)算”。㈡ 系統(tǒng)自動(dòng)在圖上繪出土石方計(jì)算表，如圖315。圖315 土石方計(jì)算表③ 并在命令行提示：總挖方= XXXX 立方米，總填方= XXXX 立方米④ 至此，該區(qū)段的道路填挖方量已經(jīng)計(jì)算完成，可以將道路縱橫斷面圖和土石方計(jì)算表打印出來，作為工程量的計(jì)算結(jié)果。第一步：生成里程文件。第二步：選擇土方計(jì)算類型。如圖316：圖316 場(chǎng)地?cái)嗝孀硬藛微?點(diǎn)擊后彈出對(duì)話框，道路的所有參數(shù)都是在下圖對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置的：圖317 斷面設(shè)計(jì)參數(shù)輸入對(duì)話框可能用戶會(huì)認(rèn)為這個(gè)對(duì)話框和道路土方計(jì)算的對(duì)話框是一樣的。只有坡度等參數(shù)才可用。接下來就是在圖317彈出的對(duì)話框中輸入各種參數(shù)。選定第一步生成的里程文件。注意：?jiǎn)挝痪鶠槊住５珜?shí)際上，有些斷面的設(shè)計(jì)高程可能和其它的不一樣，這樣就需要手工編輯這些斷面。屏幕提示：選擇斷面線這時(shí)可用鼠標(biāo)點(diǎn)取圖上需要編輯的斷面線，選設(shè)計(jì)線或地面線均可。修改完畢后點(diǎn)擊“確定”按鈕，系統(tǒng)取得各個(gè)參數(shù)，自動(dòng)對(duì)斷面圖進(jìn)行修正，這一步驟不需要用戶干預(yù)。將所有的斷面編輯完后，就可進(jìn)入第四步。第四步：計(jì)算工程量。如圖320：圖320 圖面土方計(jì)算子菜單命令行提示：選擇要計(jì)算土方的斷面圖：拖框選擇所有參與計(jì)算的道路橫斷面圖指定土石方計(jì)算表左上角位置：在適當(dāng)位置點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵② 系統(tǒng)自動(dòng)在圖上繪出土石方計(jì)算表，如圖321。圖321 土石方計(jì)算成果