【正文】 表三 任意斷面土方計(jì)算。生成里程文件有四種方法，根據(jù)情況選擇合適的方法生成里程文件。① 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用”菜單下的“斷面法土方計(jì)算”子菜單中的“任意斷面”。在左右兩邊的顯示框中是對(duì)設(shè)計(jì)道路的橫斷面的描述，兩邊的描述都是從中樁開始向兩邊描述的。編輯好道路橫斷面線后，點(diǎn)擊“確定”按鈕彈出如下對(duì)話框：圖325 繪制斷面圖的參數(shù)設(shè)置③ 設(shè)置好繪制縱斷面的參數(shù)，點(diǎn)擊“確定”，圖上已繪出道路的縱斷面圖，每一個(gè)橫斷面圖，結(jié)果如圖326所示：圖326 縱橫斷面圖成果表① 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用”菜單下的“斷面法土方計(jì)算”子菜單中的“圖面土方計(jì)算”。③ 然后在命令行提示：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(lái)，作為工程量的計(jì)算結(jié)果。將施工高度標(biāo)注于角點(diǎn)上，然后分別計(jì)算每一方格的填挖土方量，并算得場(chǎng)地邊坡的土方量,所有方格的工程量之和與邊坡土方量之和即為整個(gè)場(chǎng)地的工程量。一般用水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量方法,測(cè)出方格網(wǎng)點(diǎn)的標(biāo)高,計(jì)算方格網(wǎng)的平均標(biāo)高H 及面積S ,平均標(biāo)高H 可按下述幾種方法計(jì)算:①算術(shù)平均法。②加權(quán)平均法。各方格的平均高程加在一起,除以方格數(shù),即為該方格網(wǎng)的加權(quán)平均高程。各網(wǎng)點(diǎn)在計(jì)算平均高程使用時(shí)的次數(shù)即為該點(diǎn)的權(quán)。 Hi 為各方格網(wǎng)點(diǎn)高程。 n為方格網(wǎng)點(diǎn)的個(gè)數(shù)圖 41 方格點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)際作業(yè)時(shí)，計(jì)算填挖土方量平衡的設(shè)計(jì)高程的計(jì)算式為： H設(shè)=(ΣH角點(diǎn)ΣH邊點(diǎn)2+ΣH軌點(diǎn)3+ΣH中點(diǎn)4)/4N (2)式中N方格總數(shù)。零線即挖方區(qū)與填方區(qū)的分界線，在該線上的施工高度為零。方格中土方量的計(jì)算有兩種方法，即四角棱柱體法和三角棱柱體法。方格四個(gè)角點(diǎn)全部為填或全部為挖（圖42a），其挖方或填方體積為： (3)式中：、為方格四個(gè)角點(diǎn)挖或填的施工高度，均取絕對(duì)值m；a為方格邊長(zhǎng)。 計(jì)算時(shí)先順地形等高線將各個(gè)方格劃分成三角形，每個(gè)三角形三個(gè)角點(diǎn)的填挖施工高度用、表示。其錐體部分和楔體部分的體積分別為： 式中為錐體頂點(diǎn)的施工高度。在傳統(tǒng)的方格網(wǎng)計(jì)算中，土方量的計(jì)算精度不高。① 楊赤中推估楊赤中濾波與推估法就是在復(fù)合變量理論的基礎(chǔ)上，對(duì)已知離散點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二項(xiàng)式加權(quán)游動(dòng)平均，然后在濾波的基礎(chǔ)上，建立隨即特征函數(shù)和估值協(xié)方差函數(shù)，對(duì)待估點(diǎn)的屬性值（如高程等）進(jìn)行推估。② 待估點(diǎn)高程值的計(jì)算首先繪方格網(wǎng), 然后根據(jù)一定范圍內(nèi)的各高程觀測(cè)值推估方格中心O的高程值。由離散高程點(diǎn)計(jì)算待估點(diǎn)高程為而后進(jìn)一步求得最優(yōu)估值系數(shù)，進(jìn)而得到最優(yōu)的高程估值。③ 挖（填）土方量區(qū)域面積的計(jì)算那么在面積進(jìn)行計(jì)算時(shí)，先對(duì)判斷方格網(wǎng)中心點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)，如果在，那么就要計(jì)算該格網(wǎng)的面積，否則可以將該格網(wǎng)面積略去。 圖 44 點(diǎn)與多邊形的判斷 如圖44所示，首先對(duì)格網(wǎng)中心點(diǎn)P進(jìn)行判斷，可以采用垂線法，即過(guò)P（）點(diǎn)作平行于y軸向下的射線(2)當(dāng)δ=0時(shí)，若x=，則當(dāng)y時(shí)，二者有交點(diǎn)( )，當(dāng)y時(shí)，不予考慮。若x=，方法同上。 (3)當(dāng)δ0時(shí)，不予考慮。通過(guò)對(duì)圖中、點(diǎn)的判斷可以知道，位于多邊形內(nèi)，位于多邊形外。然后利用楊赤中濾波推估法求得的每個(gè)方格網(wǎng)的中心點(diǎn)的高程值與格網(wǎng)面積進(jìn)行計(jì)算。 即= (7) ij表示第i行j列的小方格網(wǎng)，a，b為格網(wǎng)的邊長(zhǎng)，最后匯總土方量。表1　楊赤中法與其它方法內(nèi)插精度比較第二節(jié) 運(yùn)用CASS 進(jìn)行方格網(wǎng)法土方量計(jì)算的操作步驟由方格網(wǎng)來(lái)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(guò)生成方格網(wǎng)來(lái)計(jì)算每一個(gè)方格內(nèi)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。然后通過(guò)指定的方格邊長(zhǎng)得到每個(gè)方格的面積，再用長(zhǎng)方體的體積計(jì)算公式得到填挖方量。用方格網(wǎng)法算土方量，設(shè)計(jì)面可以是平面，也可以是斜面，還可以是三角網(wǎng)，如圖45所示。因?yàn)閿M合過(guò)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。③ 命令行提示：“選擇計(jì)算區(qū)域邊界線”；選擇土方計(jì)算區(qū)域的邊界線（閉合復(fù)合線）。由原理可知，方格的寬度越小，計(jì)算精度越高。⑤ 點(diǎn)擊“確定”，命令行提示：最小高程= ,最大高程=總填方=, 總挖方=同時(shí)圖上繪出所分析的方格網(wǎng)，填挖方的分界線(綠色折線)，并給出每個(gè)方格的填挖方，每行的挖方和每列的填方。 圖46 方格網(wǎng)法土方計(jì)算成果圖㈡ 設(shè)計(jì)面是斜面時(shí)的操作步驟：設(shè)計(jì)面是斜面的時(shí)候的，操作步驟與平面的時(shí)候基本相同，區(qū)別在于在方格網(wǎng)土方計(jì)算對(duì)話框中“設(shè)計(jì)面”欄中，選擇“斜面【基準(zhǔn)點(diǎn)】”或“斜面【基準(zhǔn)線】”如果設(shè)計(jì)的面是斜面（基準(zhǔn)點(diǎn)），需要確定坡度、基準(zhǔn)點(diǎn)和向下方向上一點(diǎn)的坐標(biāo)，以及基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程。點(diǎn)擊“拾取”，命令行提示：點(diǎn)取基準(zhǔn)線第一點(diǎn):點(diǎn)取基準(zhǔn)線的一點(diǎn)；點(diǎn)取基準(zhǔn)線第二點(diǎn):點(diǎn)取基準(zhǔn)線的另一點(diǎn)；指定設(shè)計(jì)高程低于基準(zhǔn)線方向上的一點(diǎn):指定基準(zhǔn)線方向兩側(cè)低的一邊；方格網(wǎng)計(jì)算的成果如圖37。第五章 等高線法第一節(jié) 等高線法土方量計(jì)算的原理及方法利用現(xiàn)成的繪有等高線的地形圖，計(jì)算等高線所圍得面積，再根據(jù)兩相鄰等高線的高差按以下公式計(jì)算土方量：V=(S1+S2) h (1)式中：S1，S2 為相鄰兩等高線所圍面積。但這樣的圖都沒(méi)有高程數(shù)據(jù)文件，所以無(wú)法用前面的幾種方法計(jì)算土方量。用此功能可計(jì)算任兩條等高線之間的土方量，但所選等高線必須閉合。① 點(diǎn)取“工程應(yīng)用”下的“等高線法土方計(jì)算”。但是只有封閉的等高線才有效。第六章 數(shù)字高程模型 (DEM )法第一節(jié) 數(shù)字高程模型 (DEM )法土方量計(jì)算的原理及方法數(shù)字地面模型（Digital Terrain Model,DTM）是一群地面點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程描述地表形狀的一種方式。一高程為特征值的DTM也稱為數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）。DEM不僅應(yīng)用于各種工程規(guī)劃和地形分析,而且也被用于土方工程量的計(jì)算。CAD技術(shù)的使用,代替了大量的手工作業(yè),提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率。㈠ 基本原理。如果將DEM視為空間的曲面,填挖前后的兩個(gè)DTM即為兩個(gè)空間曲面,那么計(jì)算機(jī)便可以自動(dòng)計(jì)算兩個(gè)曲面的交線,也可以用一個(gè)鉛垂面同時(shí)對(duì)兩個(gè)曲面任意切割,并計(jì)算夾在兩個(gè)切割下來(lái)的曲面間的空間的體積,實(shí)際上就是土方計(jì)算的填挖交界線、填方量和挖方量。㈡ 土方量的計(jì)算。無(wú)論采用什么方法進(jìn)行體積計(jì)算,都必須已知兩個(gè)基本條件: ⒈開挖(或填充)前地面的起伏情況。土方工程量實(shí)際上是原始地表與設(shè)計(jì)地表之間的體積值。周越軒等認(rèn)為土方計(jì)算可按下述方法進(jìn)行:設(shè)原始地表DEM為DEMt ,設(shè)計(jì)地表DEM為DEMd ,在相同的坐標(biāo)原點(diǎn)和格網(wǎng)分辨率的條件下,將同一區(qū)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。對(duì)任一格網(wǎng)( i, j) ,若Δz ( i, j) 0,則該格網(wǎng)為挖方。設(shè)格網(wǎng)面積為A = dx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(lái)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(guò)生成三角網(wǎng)來(lái)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。前兩種算法包含重新建立三角網(wǎng)的過(guò)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)。因?yàn)閿M合過(guò)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。 ③ 提示：選擇邊界線圖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。邊界采樣間隔：邊界插值間隔的設(shè)定，默認(rèn)值為20米。然后輸入坡度值。如圖62所示。如圖63所示。圖63 填挖方量計(jì)算結(jié)果表格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。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)。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?；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)。第七章 鎖簧鎮(zhèn)新農(nóng)村土方量計(jì)算隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展．各種工程項(xiàng)目不斷增多。以便控制施工進(jìn)度．同時(shí)作為預(yù)算的依據(jù)。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)。選擇一代表性地形。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)。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(yáng)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。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。高程采用1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)，投影面高程為H=+637米。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(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB128981991）,中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)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)。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。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。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(guò)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。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。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。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。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。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?？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。 (2) 創(chuàng)建文件：在全站儀中創(chuàng)建一個(gè)文件JOB1，用來(lái)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)。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。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(guò)程中，通訊參數(shù)一定要一制。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)。具體步驟如下：（1）將全站儀通過(guò)適當(dāng)?shù)耐ㄓ嶋娎|與微機(jī)聯(lián)接好。 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。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。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。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. 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。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?？芍苯油ㄟ^(guò)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。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(wú)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。①②輸入編碼引導(dǎo)文件名C:＼CASS2008＼DEMO＼,或通過(guò)WINDOWS窗口操作找到此文件，然后用鼠標(biāo)左鍵選擇“確定”按鈕。要求輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名，此時(shí)輸入 C:＼CASS2008＼DEMO＼。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。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。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＼）。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)。生成斷面圖數(shù)據(jù)格式，仿照道路設(shè)計(jì)參數(shù)。在工程應(yīng)用中。 圖