淺析工程土方計(jì)算方法的研究

摘要：進(jìn)入21世紀(jì)以來，經(jīng)濟(jì)科技都得到了迅猛的發(fā)展。而隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到了很大的提升。突飛猛進(jìn)的計(jì)算機(jī)科技以及現(xiàn)代通訊科技等技術(shù)很大程度上推動了測繪行業(yè)的高速發(fā)展。而伴隨著人們對于測繪行業(yè)的深入研究，數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)提取等手段正向多樣化、智能化發(fā)展。著這過程中，土方計(jì)算法就是測繪行業(yè)里一個典型的應(yīng)用。本文將簡要闡述關(guān)于土方計(jì)算法的一些相關(guān)方法研究。

關(guān)鍵詞：工程；土方計(jì)算法；研究

1 引言

近些年來，隨著科技經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化建設(shè)的進(jìn)程也在加快。各個城市都建立起了空前規(guī)模的高樓以及公路，而在這些工程的建設(shè)過程中，土方量的計(jì)算可以說是一個不可或缺的重點(diǎn)工作。在整個工程實(shí)施的過程中，土方工程占有者相當(dāng)大的比例，而且土方量的工程最為關(guān)鍵的是精確度的高低，這也很大程度上會影響到整個建設(shè)工程的施工效果以及之后所帶來的經(jīng)濟(jì)效益[1]。因此，對于土方量的相關(guān)計(jì)算進(jìn)行進(jìn)一步的探究顯得尤為重要，我們能夠通過對土方量計(jì)算有著更為深入的認(rèn)識，進(jìn)而能夠提高我們工程施工過程中的精準(zhǔn)度，從而能夠創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)利益。

2 土方量計(jì)算方法

關(guān)于土方量的計(jì)算，它可以說是建筑工程施工過程中一個尤為關(guān)鍵的步驟。對于一個大型工程來講，在工程施工的前期，必須能夠?qū)ν潦搅窟M(jìn)行初步的預(yù)測，這直接影響到了整個方程的費(fèi)用概算以及相關(guān)的方案優(yōu)選問題。在現(xiàn)實(shí)的工程實(shí)施過程中，往往會由于土方量計(jì)算的精確度不一而產(chǎn)生不必要的糾紛。因而，我們要能夠更好地利用測量單位在現(xiàn)場測出的地形數(shù)據(jù)，進(jìn)而快速準(zhǔn)確地算出土方量?，F(xiàn)階段，常見的土方量計(jì)算方法主要有方格網(wǎng)法、斷面法、等高線法以及DEM法等。

1）方格網(wǎng)法

方格網(wǎng)法，它可以說是土方量計(jì)算最為基本的方法，由于其具有簡便直觀且易于操作的優(yōu)點(diǎn)，因而在實(shí)際的工程中應(yīng)用十分廣泛。通常來講，方格網(wǎng)適用于一些地形較為平坦并且高差不是很大的、但是面積又相對比較大的工程。例如在我們身邊的大型工業(yè)廠房以及車站等工程，都是運(yùn)用了方格網(wǎng)法的計(jì)算。

方格網(wǎng)法對于測繪行業(yè)來說也是一個較為常見的土方量計(jì)算法，方格網(wǎng)需要精準(zhǔn)的測量，而測繪工程的介入則是這方面的一個重要影響環(huán)節(jié)，方格網(wǎng)一般會存在以下兩種誤差[2]：1.總長測量誤差——由于人眼極限分辨率的影響因素圖上直線長量測過程中會產(chǎn)生誤差；2.施工高度的誤差。

2）斷面法

斷面法它是指沿著一個平直的方向，并且能夠在每隔一段距離就能夠在它的垂直方向上測量出一個斷面值，斷面間的土方量測量其實(shí)就等于是斷面的平均截面積和斷面間距兩個因素的乘積。但是斷面法主要存在著其測量工作量會相對較大，并且相對繁瑣。對于行業(yè)外的人士來講，斷面法的測量精度主要可以說是取決于我們測量的橫斷面的密度以及它的平衡度；而對于行業(yè)內(nèi)的人士來講，則該操作過程會相對簡單些，一般都是采用了相鄰間斷面的面積平均值以及相鄰間斷面的存在間距的乘積來得到我們測量工程的土方總量。

3）等高線法

等高線法，其基本原理就是兩條等高線所圍成的面積是可以計(jì)算的，例如在地形圖上我們就可以利用求積儀按照等高線分別來求出他們所包圍的面積。當(dāng)兩條等高等高線之間的高差已經(jīng)知道的情況下，其體積可以分為相鄰的等高線以各自圍成的面積之和的平均值再乘以兩條等高線之間的高度之差，由此便可以得到各個等高線之間的土石方量。求得該值之后，再求得全部相鄰的等高線，它們所圍起的總體積之和便是所求工程土石方的總方量。

對于我們在施工過程中遇到的一些坡度較大并且伴隨著地面起伏較為多的地段，我們就可以采用等高線的方法來估算土石方量，這中方法在圖形是地形圖形的時候其結(jié)果會更為精準(zhǔn)。根據(jù)相關(guān)材料我們知道等高線法是可以用來計(jì)算任意兩條等高線它們之間的土石方量。然而一般的情況下，我們所選取的等高線是必須要閉合的，如果我們在計(jì)算過程中選取的等高線并閉合等高線，那么我們可以采取對這些等高線進(jìn)行離散之后再進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算[3]。一般來講，等高線法適合在缺少采集的數(shù)據(jù)或是經(jīng)過掃描矢量化后得到的相關(guān)數(shù)據(jù)在進(jìn)行計(jì)算。通常的來講等高線法對于測量精度要求并非十分高，因此其可以對工程量進(jìn)行概算的時候再使用。

4）DEM法

DTM法，它的全稱是數(shù)字地面模型，它簡單來講就是利用一群地面上的點(diǎn)的平面坐標(biāo)和進(jìn)而來描述地表形狀的一種方式。在我們地表上的任何一個向量內(nèi)容，例如植被、土壤類型以及高程等數(shù)據(jù)量都可以作為DTM的特征值。而在這當(dāng)中以高程為特征值的數(shù)字地面模型就稱為DEM，即數(shù)字高程模型[4]。DEM它是利用了數(shù)字的形式進(jìn)而將三維坐標(biāo)拿來表示區(qū)域內(nèi)的地貌形態(tài)等，以縮微的形式進(jìn)一步體現(xiàn)了地表形態(tài)的起伏變化等特征。DEM具有直觀、形象以及準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，在工程的建設(shè)過程中有著廣泛地使用價值。DEM不僅僅可以使用在各種工程的規(guī)劃以及地形的分析，它還可以利用于土方工程量的計(jì)算。

利用DEM的土方計(jì)算法，實(shí)際上就是計(jì)算原始地面以及設(shè)計(jì)地面之間的體積乘積。具體來講就是在計(jì)算的區(qū)域內(nèi)我們要建立起兩個DTM，其中一個就是最為原始的地表DEM，另外一個則是設(shè)計(jì)地表的DEM。之后再根據(jù)這兩個不同DEM之間的差便可以球的我們所需要的土方量。而且值得一提的是，DEM在土方量的計(jì)算方法中，可以說是精確度最高的一種先進(jìn)方法。

3 結(jié)論

近些年來，我國的城市化建設(shè)規(guī)模日益增大，越來越多的公路以及高樓出現(xiàn)在了人們的生活中。而土方量計(jì)算是工程建設(shè)過程一個重要的步驟。我們要能夠做到詳細(xì)了解土方計(jì)算法的適用范圍以及相關(guān)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，在對應(yīng)的工程中能夠選擇具有針對性的、合適的方法，進(jìn)而為整個工程的建設(shè)節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，使得工程取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李勇，胡松，李連海，霍濤.幾種土石方量測量計(jì)算方法的對比研究[J].北京測繪，2013，06：68-72.

[2]常青.工程土石方量計(jì)算方法的對比研究[J].中國勘察設(shè)計(jì)，2013，04：82-84.

[3]潘紅飛，趙翠薇.基于TIN模型較高精度土方量計(jì)算方法[J].價值工程，2012，05：63-65.

[4]席靖智.基于DEM的工程土方計(jì)算方法優(yōu)化分析及應(yīng)用研究[D].重慶交通大學(xué)，2013.