【正文】 筑工程施工的一個重要步驟。工程施工前的設(shè)計階段必須對土石方量進(jìn)行預(yù)算,它直接關(guān)系到工程的費(fèi)用概算及方案選優(yōu)。在現(xiàn)實中的一些工程項目中，因土方量計算的精確性而產(chǎn)生的糾紛也是經(jīng)常遇到的。如何利用測量單位現(xiàn)場測出的地形數(shù)據(jù)或原有的數(shù)字地形數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確的計算出土方量就成了人們?nèi)找骊P(guān)心的問題。比較經(jīng)常的幾種計算土方量的方法有：方格網(wǎng)法、等高線法、斷面法、DTM 法、區(qū)域土方量平衡法和平均高程法等。斷面法當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜起伏變化較大，或地狹長、挖填深度較大且不規(guī)則的地段，宜選擇橫斷面法進(jìn)行土方量計算。上圖為一渠道的測量圖形，利用橫斷面法進(jìn)行計算土方量時，可根據(jù)渠 LL，按一定的長度 L 設(shè)橫斷面 AAA3……Ai 等。斷面法的表達(dá)式為在（1）式中，Ai1，Ai 分別為第 i 單元渠段起終斷面的填(或挖)方面積；Li 為渠段長；Vi 為填(或挖)方體積。 土石方量精度與間距 L 的長度有關(guān)，L 越小，精度就越高。但是這種方法計算量大, 尤其是在范圍較大、精度要求高的情況下更為明顯。若是為了減少計算量而加大斷面間隔，就會降低計算結(jié)果的精度。 所以斷面法存在著計算精度和計算速度的矛盾。方格網(wǎng)法計算 對于大面積的土石方估算以及一些地形起伏較小、坡度變化平緩的場地適宜用格網(wǎng)法。這種方法是將場地劃分成若干個正方形格網(wǎng)，然后計算每個四棱柱的體積，從而將所有四棱柱的體積匯總得到總的土方量。在傳統(tǒng)的方格網(wǎng)計算中，土方量的計算精度不高。現(xiàn)在我們引入一種新的高程內(nèi)插的方法，即楊赤中濾波推估法。 挖（填）土方量區(qū)域面積的計算 如果，土方量計算的面積為不規(guī)則邊界的多邊形。那么在面積進(jìn)行計算時，先對判斷方格網(wǎng)中心點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)，如果在，那么就要計算該格網(wǎng)的面積，否則可以將該格網(wǎng)面積略去。如圖 3 所示，首先對格網(wǎng)中心點(diǎn) P 進(jìn)行判斷，可以采用垂線法，即過 P（ ）點(diǎn)作平行于 y 軸向下的射線設(shè)多邊形任意一邊的端點(diǎn)為， 令 DTM 法（不規(guī)則三角網(wǎng)法）不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)是數(shù)字地面模型 DTM 表現(xiàn)形式之一，該法利用實測地形碎部點(diǎn)、特征點(diǎn)進(jìn)行三角構(gòu)網(wǎng)，對計算區(qū)域按三棱柱法計算土方。 基于不規(guī)則三角形建模是直接利用野外實測的地形特征點(diǎn)(離散點(diǎn))構(gòu)造出鄰接的三角形，組成不規(guī)則三角網(wǎng)結(jié)構(gòu)。相對于規(guī)則格網(wǎng)，不規(guī)則三角網(wǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 三角網(wǎng)中的點(diǎn)和線的分布密度和結(jié)構(gòu)完全可以與地表的特征相協(xié)調(diào)，直接利用原始資料作為網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)。不改變原始數(shù)據(jù)和精度 。能夠插入地性線以保存原有關(guān)鍵的地形特征,以及能很好地適應(yīng)復(fù)雜、不規(guī)則地形，從而將地表的特征表現(xiàn)得淋漓盡致等。因此在利用 T1N 算出的土方量時就大大提高了計算的精度。 三角網(wǎng)的構(gòu)建對于不規(guī)則三角網(wǎng)的構(gòu)建在這里采用兩級建網(wǎng)方式。 第一步，進(jìn)行包括地形特征點(diǎn)在內(nèi)的散點(diǎn)的初級構(gòu)網(wǎng)。一般來說，傳統(tǒng)的 TIN 生成算法主要有邊擴(kuò)展法,點(diǎn)插入法,遞歸分割法等,以及它們的改進(jìn)算法。在此僅簡單介紹一下邊擴(kuò)展法。 所謂邊擴(kuò)展法，就是指先從點(diǎn)集中選擇一點(diǎn)作為起始三角形的一個端點(diǎn)，然后找離它距離最近的點(diǎn)連成一個邊,以該邊為基礎(chǔ) ,遵循角度最大原則或距離最小原則找到第三個點(diǎn),形成初始三角形。由起始三角形的三邊依次往外擴(kuò)展 , 并進(jìn)行是否重復(fù)的檢測，最后將點(diǎn)集內(nèi)所有的離散點(diǎn)構(gòu)成三角網(wǎng)，直到所有建立的三角形的邊都擴(kuò)展過為止。在生成三角網(wǎng)后調(diào)用局部優(yōu)化算法,使之最優(yōu)。 三角網(wǎng)的調(diào)整第二步，根據(jù)地形特征信息對初級三角網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)形調(diào)整。這樣可使得建模流程思路清晰，易于實現(xiàn)。⑴ 地性線的特點(diǎn)及處理方法所謂地性線就是指能充分表達(dá)地形形狀的特征線地性線不應(yīng)該通過 TIN 中的任何一個三角形的內(nèi)部,否則三角形就會“ 進(jìn)入”或“懸空”于地面,與實際地形不符,產(chǎn)生的數(shù)字地面模型(DTM)有錯。 當(dāng)?shù)匦跃€與一般地形點(diǎn)一道參加完初級構(gòu)網(wǎng)后，再用地形特征信息檢查地性線是否成為了初級三角網(wǎng)的邊，若是，則不再作調(diào)整；否則，按圖 6 作出調(diào)整?？傊獎?wù)必保證 TIN 所表達(dá)的數(shù)字地面模型與實際地形相符。圖 4 在 TIN 建模過程中對地性線的處理如圖 4（a）所示，為地性線，它直接插入了三角形內(nèi)部，使得建立的 TIN 偏離了實際地形，因此需要對地性線進(jìn)行處理，重新調(diào)整三角網(wǎng)。圖 4（ b）是處理后的圖形，即以地性線為三角邊，向兩側(cè)進(jìn)行擴(kuò)展，使其符合實際地形。⑵ 地物對構(gòu)網(wǎng)的影響及處理方法 等高線在遭遇房屋、道路等地物時需要斷開，這樣在地形圖生成 TIN 時，除了要考慮地性線的影響之外，更應(yīng)該顧及到地物的影響。一般方法是：先按處理地形結(jié)構(gòu)線的類似方法調(diào)整網(wǎng)形；然后，用“垂線法” 判別閉合特征線影響區(qū)域內(nèi)的三角形重心是否落在多邊形內(nèi)，若是，則消去該三角形(在程序中標(biāo)記該三角形記錄)；否則保留該三角形。經(jīng)測試后，去掉了所有位于地物內(nèi)部之三角形，從而在特征線內(nèi)形成“空白地” 。⑶ 陡坎的地形特點(diǎn)及處理方法 遭遇陡坎時，地形會發(fā)生劇烈的突變。陡坎處的地形特征表現(xiàn)為：在水平面上同一位置的點(diǎn)有兩個高程且高差比較大；坎上坎下兩個相鄰三角形共享由兩相鄰陡坎點(diǎn)連接而成的邊。當(dāng)構(gòu)造 TIN 時，只有顧及陡坎地形的影響，才能較準(zhǔn)確的反映出實際地形。 對陡坎的處理如圖所示：圖 5 對陡坎的處理如圖 5（a）所示，點(diǎn) 1~4 為實際測量的陡坎上的點(diǎn)，每個點(diǎn)其實有兩個高程值，不符合實際的地形特征。在調(diào)整時將各點(diǎn)沿坎下方向平移了 1mm，得到了5~8 各點(diǎn)，其高程值根據(jù)地形圖量取的坎下比高計算得到。將所有的坎上、坎下點(diǎn)合并連接成一閉合折線，并分別擴(kuò)充連接三角形，即得到調(diào)整后的圖5（b）。 三角網(wǎng)法計算土方量 三角網(wǎng)構(gòu)建好之后，用生成的三角網(wǎng)來計算每個三棱柱的填挖方量,最后累積得到指定范圍內(nèi)填方和挖方分界線。三棱柱體上表面用斜平面擬合，下表面均為水平面或參考面，計算公式為：如圖 6 所示，為 三角形角點(diǎn)填挖高差；為 三棱柱底面積。圖 6 土方量計算表 2 兩種方法的具體實例比較表一是對山區(qū)的實例比較分析，可以看出，DTM 法的精度較高，因為三角網(wǎng)能很好地適應(yīng)復(fù)雜、不規(guī)則地形，從而更好地表達(dá)真實的地面特征。但是要注意的是 DTM 方法計算土方量精度高,但其計算過程中數(shù)據(jù)量大,占用大量存儲空間。因此,如果地圖本身數(shù)據(jù)量大時就應(yīng)慎重考慮是否采用該方法。平均高程法　平均高程法測量時隔 20 m 測 1 個碎步點(diǎn),把所有的碎步點(diǎn)高程相加取平均,作為該測區(qū)平均高程。該方法通常被施工單位采用,但該方法誤差較大。幾種方法的實例比較表 3 平原地區(qū)幾種方法填挖方量（m179。）總結(jié)通過對以上幾種土方量計算方法的介紹，我們可以看到一下幾點(diǎn)：⑴ 在較為平坦的平原區(qū)和地形起伏不大的場地，宜采用方格網(wǎng)法。這種方法計算的數(shù)據(jù)量小，計算速度快，省卻了 DTM 法龐大的數(shù)據(jù)存儲量。⑵ 在狹長地帶，比如公路、水渠等則適宜使用斷面法進(jìn)行計算土方量。⑶ 在地形起伏較大、精度要求高的一些山區(qū)則需要用到 TIN 的計算方法。但是也要考慮到，如果地圖本身數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)儲存量的問題。 上交成果資料上交的成果需經(jīng)有關(guān)部門核驗，成果必須準(zhǔn)確、清楚、齊全。上交資料包括以下各項： 　 （1）待開發(fā)整理地塊的勘測圖。（附圖 1 和附圖 2 所示） 　?。?）平面及高程控制點(diǎn)成果表。 　?。?）勘測技術(shù)報告。 河 海 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 測 量 的 作 用3. 測量在土地開發(fā)整理中的作用 工程的前期決策、設(shè)計階段　 　 土 地 開 發(fā) 整 理 要 進(jìn) 行 統(tǒng) 一 規(guī) 劃 開 發(fā) ， 具 有 一 定 的 規(guī) 模 性 、 統(tǒng) 一 性 、 整 體性 。 對 一 些 不 規(guī) 則 的 界 線 進(jìn) 行 裁 彎 取 直 ， 難 免 要 打 破 原 有 的 土 地 權(quán) 屬 界 線 ，為 有 利 于 將 來 整 理 后 土 地 重 新 確 權(quán) 定 界 工 作 的 順 利 進(jìn) 行 ， 要 求 在 項 目 前 期 進(jìn)行 詳 細(xì) 的 測 量 ， 為 土 地 登 記 、 土 地 統(tǒng) 計 提 供 準(zhǔn) 確 的 權(quán) 屬 界 線 和 各 種 地 類 界 線（ 包 括 地 塊 界 ） 的 平 面 位 置 和 面 積 。 同 時 ， 測 量 也 是 對 土 地 利 用 現(xiàn) 狀 調(diào) 查 的補(bǔ) 充 。 目 前 我 國 的 土 地 利 用 現(xiàn) 狀 圖 是 在 國 家 測 繪 部 門 提 供 的 測 繪 資 料 大 、中 比 例 尺 地 形 圖 的 基 礎(chǔ) 上 ， 通 過 土 地 利 用 現(xiàn) 狀 調(diào) 查 ， 利 用 航 片 、 調(diào) 繪 片 編 繪而 來 。 而 在 土 地 開 發(fā) 整 理 全 過 程 中 所 需 要 的 能 反 映 更 為 詳 細(xì) 而 準(zhǔn) 確 內(nèi) 容 的 專用 地 圖 地 籍 圖 ， 是 在 土 地 利 用 現(xiàn) 狀 調(diào) 查 成 果 的 基 礎(chǔ) 上 ， 進(jìn) 行 補(bǔ) 充 調(diào) 查 和 補(bǔ)測 、 修 測 后 編 繪 的 。 為 滿 足 土 地 開 發(fā) 整 理 后 重 新 劃 分 權(quán) 屬 界 線 和 面 積 的 需 要必 須 進(jìn) 行 一 次 詳 細(xì) 的 權(quán) 屬 調(diào) 查 和 地 籍 測 量 ， 必 須 讓 土 地 所 有 者 和 土 地 使 用 者甚 至 是 四 鄰 參 加 ， 取 得 他 們 的 確 認(rèn) 、 簽 字 ， 以 免 日 后 產(chǎn) 生 糾 紛 。前 期 可 行 性 研 究 階 段 中 要 有 實 測 的 1:1000~1:5000 土 地 利 用 現(xiàn) 狀 圖 和 規(guī) 劃圖 ， 要 求 既 能 反 映 項 目 區(qū) 的 土 地 利 用 現(xiàn) 狀 ， 又 能 顯 示 出 項 目 區(qū) 的 地 形 地 貌 ，標(biāo) 注 出 項 目 區(qū) 建 設(shè) 邊 界 、 地 類 界 及 符 號 、 土 地 權(quán) 屬 界 限 、 所 涉 及 行 政 鄉(xiāng) 鎮(zhèn) 和村 莊 名 稱 、 項 目 區(qū) 水 源 、 現(xiàn) 有 主 干 道 路 、 主 干 排 灌 渠 系 、 堤 壩 、 電 力 等 基 礎(chǔ)設(shè) 施 及 其 他 主 要 地 物 ， 還 應(yīng) 反 映 出 項 目 區(qū) 與 周 邊 的 相 對 關(guān) 系 ， 如 項 目 區(qū) 的 排灌 溝 渠 、 道 路 等 與 外 界 的 聯(lián) 系 等 ， 這 些 信 息 ， 在 準(zhǔn) 確 性 、 現(xiàn) 勢 性 上 有 較 高 的要 求 ， 涉 及 工 程 項 目 的 可 行 性 對 比 分 析 、 前 期 工 程 方 案 的 優(yōu) 劣 判 斷 、 規(guī) 劃 設(shè)河 海 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文