方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法相結(jié)合 準(zhǔn)確計算土方量

雷松，王海英，艾云毅

(南寧市勘測院，廣西 南寧 530012)

1 引言

在場地平整土方測量中，方格網(wǎng)法和三角網(wǎng)法是用得最多的兩種方法，它們各有優(yōu)點，又各有缺點:用方格網(wǎng)法做的土方成果直觀易懂，是絕大部分客戶的首選方法，但傳統(tǒng)的方格網(wǎng)法測量土方量，是在特定位置(方格點上)測量高程，外業(yè)測量時，首先要放樣方格點位置，然后再測量方格點高程，外業(yè)工作效率低下，而且容易出現(xiàn)圖1所示的情況，方格的一端在坎底，另一端正好在坎頂邊，這樣算出來的每個方格的土方量是不對的，特別是當(dāng)一整行方格都是這種情況時，土方計算結(jié)果就會出現(xiàn)錯誤;而三角網(wǎng)法測量土方量，只要根據(jù)地形來采集高程點就可以了，不僅外業(yè)工作效率高，而且土方成果精度高，但其可讀性差。實際工作中很少有客戶選擇用三角網(wǎng)法。如何既能滿足客戶的需要，使用方格網(wǎng)法出具測量成果，又要保證土方計算結(jié)果的正確性，提高工作效率，是擺在廣大測量工作者面前的一道難題。筆者在實際工作中，采用方格網(wǎng)和三角網(wǎng)相結(jié)合的辦法，很好地解決了這一難題。

圖1 方格網(wǎng)穿過陡坎示意圖

2 基本做法

首先在外業(yè)根據(jù)地形采集離散點數(shù)據(jù)，然后在內(nèi)業(yè)根據(jù)離散點數(shù)據(jù)，生成三角網(wǎng)，再根據(jù)實際地形調(diào)整三角網(wǎng)，建立與實際地面相吻合的數(shù)字地面模型，在數(shù)字地面模型上布設(shè)方格網(wǎng)并進行方格網(wǎng)土方計算，同時進行三角網(wǎng)土方計算(作為可靠的土方數(shù)據(jù))。然后將由方格網(wǎng)計算的土方與之比較，若相差小于5%(經(jīng)驗值)，則方格網(wǎng)土方計算成果是可靠的，可以出具方格網(wǎng)土方測量成果;如果大于5%，則檢查方格網(wǎng)的布設(shè)是否合理，然后調(diào)整方格網(wǎng)的布設(shè)，再進行方格網(wǎng)土方計算，直到與三角網(wǎng)計算的土方量比較的差值小于5%，再出具方格網(wǎng)土方測量成果。

3 土方計算流程(如圖2所示)

圖2 土方計算流程

4 關(guān)鍵流程

無論是方格網(wǎng)土方計算還是三角網(wǎng)土方計算，要想獲得正確的土方量，關(guān)鍵是要有一個準(zhǔn)確的數(shù)字地面模型。有了準(zhǔn)確的數(shù)字地面模型后，就可以直接進行三角網(wǎng)土方計算了，其結(jié)果必然是正確的，而對于方格網(wǎng)土方計算來說，方格網(wǎng)土方計算成果是否正確，還要看布設(shè)的方格網(wǎng)是否合理，因此，本文著重介紹“建立數(shù)字地面模型”和“布設(shè)方格網(wǎng)”這兩個流程。

4.1 建立數(shù)字地面模型

為了建立數(shù)字地面模型，必須在外業(yè)采集離散點數(shù)據(jù)的同時，繪出地形略圖，特別是地形變化特征線，如:山脊線、山凹線、坡頂坡腳線、陡坎線。內(nèi)業(yè)處理時，首先必須對離散點數(shù)據(jù)進行處理，剔除掉一些錯誤的或帶有粗差的點，然后再生成三角網(wǎng)，但自動生成的三角網(wǎng)，不一定與實際地形相吻合，需要調(diào)整三角網(wǎng)，使任何一個三角形都不穿過地形變化特征線，才能建立起與現(xiàn)狀地面相吻合的數(shù)字地面模型，如圖3、圖4、圖5、圖6分別是三角形穿過山脊、山凹、斜坡、陡坎后三角網(wǎng)的調(diào)整示意圖。

圖3 三角網(wǎng)穿過山脊線時調(diào)整前和調(diào)整后圖形

圖5 三角網(wǎng)穿過斜坡時調(diào)整前和調(diào)整后圖形

圖6 三角網(wǎng)穿過陡坎時調(diào)整前和調(diào)整后圖形

4.2 布設(shè)方格網(wǎng)

一般情況下，在數(shù)字地面模型上自動計算的方格網(wǎng)土方量，與用三角網(wǎng)法計算的土方量差值基本上是在5%以內(nèi)，如果超過5%，基本上是由于出現(xiàn)圖1所示的情況，這時，只需整體移動方格網(wǎng)，使地形變化特征線(如陡坎)處在方格的中間(如圖7)，使每個方格填挖方量均衡，從而避免了土方計算出現(xiàn)系統(tǒng)性的誤差，提高了土方計算的精度，其結(jié)果與三角網(wǎng)法計算的方量相比，差值一般會在3%左右。

圖7 方格網(wǎng)穿過陡坎調(diào)整后圖形

5 應(yīng)用

在南寧市某小區(qū)場地平整土方測量中，筆者根據(jù)現(xiàn)場地形采集散點數(shù)據(jù)，繪制地形略圖，在內(nèi)業(yè)處理時，首先剔除掉散點數(shù)據(jù)中錯誤的和含有粗差的點，再用軟件自動生成三角網(wǎng)，然后根據(jù)地形略圖調(diào)整三角網(wǎng)，建立與實際地形相吻合的數(shù)字地面模型，然后分別進行方格網(wǎng)土方計算和三角網(wǎng)土方計算，表1是首次方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法計算成果的對比，從表中可以看出:填方量差值比率達到了9.0%，超過了5%，于是檢查方格網(wǎng)的布設(shè)是否合理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)方格網(wǎng)的布設(shè)出現(xiàn)了圖1所示的情況，從而導(dǎo)致出現(xiàn)大的偏差，于是按照圖7的做法重新調(diào)整方格網(wǎng)，再進行方格網(wǎng)計算，計算結(jié)果如表2所示，從表中可以看出:無論哪個項目，方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法差值的比率都在0.9%以內(nèi)，說明方格網(wǎng)的布設(shè)是合理的，方格網(wǎng)土方計算的成果是正確的。

首次方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法計算成果對比 表1

調(diào)整方格網(wǎng)布設(shè)后方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法計算成果對比 表2

6 結(jié)語

傳統(tǒng)的方格網(wǎng)法由于工作效率低，土方測量精度無法評估，已不再使用;基于數(shù)字地面模型，并與三角網(wǎng)法相結(jié)合的方格網(wǎng)法，既具備了傳統(tǒng)方格網(wǎng)法直觀易懂的優(yōu)點，又具備了三角網(wǎng)法工作效率高，土方計算成果準(zhǔn)確的優(yōu)點。

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