“三角網(wǎng)法”和“方格網(wǎng)法”在土方量計(jì)算中的應(yīng)用

毛志芳，劉開(kāi)紅

（江西省煤田地質(zhì)局 測(cè)繪大隊(duì)，江西 南昌 330001）

土地平整是土地整理項(xiàng)目的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)田機(jī)械化、規(guī)?；?、現(xiàn)代化的重要措施，對(duì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)基本農(nóng)田具有十分重要的作用。其費(fèi)用在項(xiàng)目總投資中占有較大比重，這與土方量大小和對(duì)應(yīng)土方綜合單價(jià)兩個(gè)因素相關(guān)。因此，在土方綜合單價(jià)相同的前提下，土方計(jì)算是否準(zhǔn)確、區(qū)域調(diào)配方案是否合理將直接影響到項(xiàng)目的合理性和投資預(yù)算。本文以樟樹(shù)市閣山鎮(zhèn)孫家村等二個(gè)村土地整理項(xiàng)目中6個(gè)田塊為例，介紹軟件CASS7.0中“三角網(wǎng)法”和“方格網(wǎng)法”在平整土方量計(jì)算中的應(yīng)用。

1 方法原理及適用范圍

1.1 三角網(wǎng)法

三角網(wǎng)法是指將按地形特征采集的點(diǎn)按一定規(guī)則構(gòu)造出覆蓋整個(gè)區(qū)域且互不重疊的連續(xù)三角形，組成不規(guī)則三角網(wǎng)結(jié)構(gòu)，用生成的三角網(wǎng)來(lái)計(jì)算每個(gè)三棱柱的填挖方量，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。該方法通常適用于小范圍大比例尺高精度的地形情況。

1.2 方格網(wǎng)法

方格網(wǎng)法是根據(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)的挖填方量，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。該方法通常適用于平坦及高差不太大、地形比較平緩的地形情況。

2 土方量計(jì)算

2.1 項(xiàng)目概況

樟樹(shù)市閣山鎮(zhèn)孫家村等二個(gè)村土地整理項(xiàng)目意義在于打造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)，項(xiàng)目位于江西省樟樹(shù)市閣山鎮(zhèn)孫家村和渡橋村，在地貌類(lèi)型上屬平原地貌，地勢(shì)平坦，地形起伏不大，但內(nèi)部仍有一定的高差。本項(xiàng)目以比例尺1∶1000地形圖作為底圖進(jìn)行溝、渠、路等設(shè)計(jì)，田塊則按溝、渠、路形成的封閉多邊形來(lái)進(jìn)行劃分。本文選取了項(xiàng)目中TK75-1、TK75-2、TK76-1、TK76-2、TK80-1、TK80-2等6個(gè)田塊，進(jìn)行平整土方量計(jì)算。田塊相對(duì)位置見(jiàn)圖1。

從圖1中可以清楚地看出，按照設(shè)計(jì)水流的方向，田塊設(shè)計(jì)高程應(yīng)滿足以下要求：

圖1 田塊相對(duì)位置

2.2 三角網(wǎng)法計(jì)算土方

（1）用軟件CASS7.0打開(kāi)圖形，單擊菜單欄中“工程應(yīng)用”-“區(qū)域土方量平衡”-“根據(jù)圖上高程點(diǎn)”-選取計(jì)算區(qū)域邊界線-請(qǐng)輸入邊界插值間隔（m）：＜20＞（本項(xiàng)目均輸入10）-回車(chē)＜Enter＞，彈出（見(jiàn)圖2）-請(qǐng)指定表格左下角位置：＜直接回車(chē)不給表格＞-單擊，彈出（見(jiàn)圖3）。

圖2 土方平整信息

圖3 三角網(wǎng)法土石方計(jì)算

（2）按照以上步驟，計(jì)算得到6個(gè)田塊的平整土方量（見(jiàn)表1）。

表1 田塊平整土方計(jì)算表（三角網(wǎng)法）

（3）從表1中可以得到六個(gè)田塊設(shè)計(jì)高程的關(guān)系式：

顯而易見(jiàn)，以單個(gè)田塊內(nèi)部平整土方自行平衡為目的的三角網(wǎng)法計(jì)算得到的設(shè)計(jì)高程不能完全滿足設(shè)計(jì)水流方向的要求。為達(dá)到要求，本項(xiàng)目另增加方格網(wǎng)法，對(duì)設(shè)計(jì)高程不能滿足要求的田塊通過(guò)人為輸入能滿足要求的目標(biāo)高程再次進(jìn)行平整土方量計(jì)算。

2.3 方格網(wǎng)法計(jì)算土方

（1）從表1及設(shè)計(jì)高程關(guān)系式中可以得出，田塊TK80-1、TK76-1設(shè)計(jì)高程不僅高差微小，而且滿足了設(shè)計(jì)水流方向和單個(gè)田塊內(nèi)部平整土方自行平衡的要求。故只需確定TK75-1、TK75-2、TK76-2、TK80-2四個(gè)田塊中部分或全部田塊的設(shè)計(jì)目標(biāo)高程，然后利用方格網(wǎng)法再次進(jìn)行平整土方量計(jì)算。田塊設(shè)計(jì)目標(biāo)高程方案比選見(jiàn)表2。

表2 田塊目標(biāo)高程方案比選

（2）用軟件CASS7.0打開(kāi)圖形，單擊菜單欄中“工程應(yīng)用”—“高程點(diǎn)生成數(shù)據(jù)文件”—“無(wú)編碼高程點(diǎn)”-彈出內(nèi)容見(jiàn)圖4，保存高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件（＊.dat）—?jiǎng)h除圖形中原有高程點(diǎn)—單擊菜單欄中“繪圖處理”—“展高程點(diǎn)”—彈出內(nèi)容見(jiàn)圖4，添加高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件（＊.dat）—再次單擊菜單欄中“工程應(yīng)用”—“方格網(wǎng)法土方計(jì)算”—選取計(jì)算區(qū)域邊界線-彈出內(nèi)容見(jiàn)圖5，添加高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件（＊.dat）、輸入平面目標(biāo)高程、輸入方格寬度（本項(xiàng)目均輸入10），單擊確定—彈出內(nèi)容見(jiàn)圖6。

圖4 文件存儲(chǔ)路徑

圖5 方格網(wǎng)土方計(jì)算過(guò)程

圖6 方格網(wǎng)土方計(jì)算成果略圖

（3）按照以上步驟，計(jì)算得到TK75-1、TK75-2、TK76-2、TK80-2四個(gè)田塊的平整土方量。

表3 田塊平整土方計(jì)算表（方格網(wǎng)法）

（4）從表3中可以看出，利用方格網(wǎng)法人為輸入目標(biāo)高程計(jì)算得到的平整土方量，雖然達(dá)到所有田塊總挖方量與總填方量基本平衡，但單個(gè)田塊內(nèi)挖、填方量相差較大，這就將涉及到田塊與田塊之間的區(qū)域土方調(diào)配工作。

3 結(jié)語(yǔ)

在利用“三角網(wǎng)法”和“方格網(wǎng)法”計(jì)算平整土方量的過(guò)程中，不難發(fā)現(xiàn)二者之間的區(qū)別：

1）三角網(wǎng)法適用范圍較廣，不論是平坦地形還是復(fù)雜不規(guī)則地形均能適用。其精度較高，但計(jì)算過(guò)程中數(shù)據(jù)量較大，占用大量存儲(chǔ)空間。土方計(jì)算成果不夠直觀，可讀性較差。

2）方格網(wǎng)法適用范圍為較為平坦的平原區(qū)和地形起伏不大的場(chǎng)地，其精度雖不及三角網(wǎng)法，但計(jì)算過(guò)程中數(shù)據(jù)量小，計(jì)算速度快。土方計(jì)算成果直觀易懂，易于掌握。

本文采用“三角網(wǎng)”和“方格網(wǎng)”相結(jié)合的方法計(jì)算平整土方量，既提高了計(jì)算效率，又保證了土方計(jì)算成果的正確性。

〔1〕曹祥寅，趙崇陽(yáng).淺談方格網(wǎng)法土石方算法在土石方工程中的應(yīng)用.廣東科技，2013，2.

〔2〕雷 松，王海英，艾云毅.方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法相結(jié)合準(zhǔn)確計(jì)算土方量.城市勘測(cè)，2011，06.

〔3〕王少云.不規(guī)則三角網(wǎng)法在土方量計(jì)算工程的應(yīng)用.北京測(cè)繪，2009，2.