基于南方CASS軟件在丘陵地區(qū)土地整理項(xiàng)目中的土方計(jì)算應(yīng)用

□ 蘇崇彬李 正

（1.杭州經(jīng)緯信息股份有限公司，浙江 杭州 311121；2.濟(jì)南元晟測(cè)繪工程有限公司，山東 濟(jì)南 250012）

0.引言

工程建設(shè)中土石方量計(jì)算是一項(xiàng)非常重要的環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確計(jì)算方量是有效控制成本、核定工程造價(jià)和編寫(xiě)施工設(shè)計(jì)方案的依據(jù)。

常用的方量計(jì)算方法有等高線法、斷面法、DTM法、方格網(wǎng)法，以上計(jì)算方法針對(duì)各工程現(xiàn)狀及應(yīng)用目的，在應(yīng)用上各有千秋，其中斷面法適用于公路工程、鐵路工程、隧道工程、溝渠堤壩等線狀工程，方格網(wǎng)法適用于地貌起伏變化不大的地區(qū)，DTM法適用于任何地形的方量計(jì)算[1]。

以上方量計(jì)算方法在南方CASS9.1軟件的菜單欄中可便捷操作。南方CASS9.1數(shù)字化地形地籍成圖軟件，是南方測(cè)繪儀器公司在AutoCAD平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的新一代數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。廣泛應(yīng)用于地形測(cè)量、地籍測(cè)量、工程測(cè)量的數(shù)字化圖形處理。在電子平板、DTM建模及等高線繪制、工程應(yīng)用等諸多方面應(yīng)用都有突破性進(jìn)展。

本文就DTM法方量計(jì)算原理結(jié)合土地整理項(xiàng)目和CASS軟件的特點(diǎn)給大家做一下分析。

1.DTM法計(jì)算原理

DTM（Digital Terrai Models數(shù)字地面模型）是地面起伏的數(shù)字表達(dá)，地形特征的空間分布。DTM由地表測(cè)量得到的一系列的坐標(biāo)數(shù)據(jù)（X,Y,H）和一套對(duì)地面提供連續(xù)表述的算法組成。DTM法計(jì)算方量是利用野外測(cè)量數(shù)據(jù)構(gòu)成三角網(wǎng)，對(duì)計(jì)算區(qū)域內(nèi)按三棱柱計(jì)算方量，累計(jì)得到總量。該方法的實(shí)質(zhì)是根據(jù)測(cè)量坐標(biāo)數(shù)據(jù)建立不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）基礎(chǔ)上再計(jì)算方量[2]。

DTM法計(jì)算方量有四種方法：

（1）根據(jù)坐標(biāo)文件；

（2）根據(jù)圖上高程點(diǎn)；

（3）根據(jù)圖上三角網(wǎng)；

（4）兩期法計(jì)算。

前兩種方法需要根據(jù)高程點(diǎn)建立三角網(wǎng)，第三種方法直接利用三角網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算，第四種方法須將原始地面測(cè)量數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)面分別建立三角網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算[3]。

2.數(shù)據(jù)的重要性

方量的計(jì)算工作一般分為外業(yè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩部分，外業(yè)數(shù)據(jù)采集必須采集全地形地貌的特征點(diǎn)以反映出真實(shí)的現(xiàn)狀，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理后生成的地貌圖要與實(shí)際相符[4]。

圖1 高程點(diǎn)圖

3.項(xiàng)目概況

根據(jù)萊蕪市萊城區(qū)中遠(yuǎn)期土地開(kāi)發(fā)整體規(guī)劃，基于增加耕地面積提高土地綜合利用率和耕地質(zhì)量、有效地改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件的目標(biāo)，對(duì)現(xiàn)有的未利用地加以利用。杭州經(jīng)緯信息股份有限公司參與了陡溝村土地整理項(xiàng)目。

該項(xiàng)目位于陡溝村東，南北約500m，東西約250m，地表高低起伏較大屬丘陵地貌。

4.方量計(jì)算步驟

根據(jù)本項(xiàng)目的地形特點(diǎn)，把現(xiàn)狀坡地開(kāi)發(fā)成可利用的耕地，以下為該項(xiàng)目（局部地塊）的方量計(jì)算步驟。

4.1 在CASS軟件中由原始數(shù)據(jù)生成地貌圖

（1）用鼠標(biāo)點(diǎn)取“繪圖處理軟件”菜單中“展高程點(diǎn)”，選取數(shù)據(jù)文件，生成高程點(diǎn)圖（如圖1所示）。

圖2 三角網(wǎng)圖

（2）點(diǎn)取“等高線”菜單中建立“DTM”,選取圖面高程點(diǎn)按命令欄中的提示第二點(diǎn)直接選取高程點(diǎn)或控制點(diǎn)生成三角網(wǎng)（如圖2所示）。

（3）點(diǎn)取“等高線”菜單中“三角網(wǎng)”存取寫(xiě)入文件保存為“上.sjw”

圖3 現(xiàn)狀等高線圖

圖4 設(shè)計(jì)等高線圖

（4）點(diǎn)取“等高線”菜單中繪制等高線，等高距中輸入0.5m，確定后生成等高線圖（如圖3所示）。

4.2 根據(jù)現(xiàn)有等高線，利用CASS軟件的實(shí)用工具命令調(diào)整到需要的地貌曲面。點(diǎn)取“等高線”菜單中的等高線內(nèi)插功能,選取區(qū)域內(nèi)的設(shè)計(jì)等高線計(jì)曲線內(nèi)插后生成設(shè)計(jì)等高線圖（如圖4所示）。

4.3 用CASS軟件實(shí)用工具欄的交互展點(diǎn)功能，在圖4等高線上展繪高程點(diǎn)（如圖5所示）。

圖5 展繪高程點(diǎn)圖

圖6 三角網(wǎng)圖

4.4 再點(diǎn)取“等高線”菜單中“建立DTM”生成圖6。

4.5 再點(diǎn)取“等高線”菜單中“寫(xiě)入三角網(wǎng)文件”保存為“下.sjw”。

4.6 點(diǎn)取“工程應(yīng)用”菜單中“DTM法計(jì)算土石方”選取“計(jì)算兩期間土方”根據(jù)提示選擇第一期三角網(wǎng)文件“上.sjw”，第二期三角網(wǎng)文件“下.sjw”計(jì)算后生成方量提示[5]（如圖7所示）。

圖7 方量提示圖

方量平衡預(yù)算時(shí)，計(jì)算步驟和以上基本一致。只需在步驟2中多調(diào)整幾次設(shè)計(jì)地貌曲面，計(jì)算出方量平衡信息。

5.結(jié)論

本文DTM法方量計(jì)算過(guò)程中，主要利用等高線特性把現(xiàn)狀地貌和設(shè)計(jì)地貌進(jìn)行掛接。基于南方CASS軟件菜單中DTM建模、工程應(yīng)用等方面的強(qiáng)大功能，解決了本工程的方量預(yù)算問(wèn)題，也為類(lèi)似工程提供了一個(gè)解決方法。