畢業(yè)設(shè)計(jì)---土方量計(jì)算方法的比較與研究

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</b></p><p><b>　　摘　要</b></p><p>　　土方量計(jì)算的基本方法有斷面法、方格網(wǎng)法、等高線法及基于數(shù)字高程模型 (DEM )法。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中 ,不同的方法計(jì)算的同一場(chǎng)地土方量數(shù)量相差較大 ,所以不同方法土方計(jì)算精度不同 ,適用范圍也不一樣。本文基于對(duì)工程土方量計(jì)算中的斷

2、面法、方格網(wǎng)法、等高線法及基于數(shù)字高程模型 (DEM )法的基本原理、方法和優(yōu)缺點(diǎn)比較分析 ,從理論上討論它們的適用范圍、條件及精度分析。結(jié)果表明 , DEM法適用于所有場(chǎng)地 ,且精度較高 ,方格網(wǎng)法只適用于平坦場(chǎng)地 ;斷面法適用于特別復(fù)雜的狹長帶狀地形場(chǎng)地。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 土方量 ;斷面法 ;方格網(wǎng)法 ;等高線法 ;數(shù)字高程模型</p><p><b>　　Ab

3、stract</b></p><p>　　There are Transect, Table, Contours and Digital ElevationModel severalmethods for earthwork calcula2tion in civil engineering. Practically the dissimilarity calculation method has o

4、bvious different quantity and accura2cy and different app lication range. Their princip le,means and excellent and shortcoming are discussed,And theirp racticality range, condition and precision are analyzed theoreticall

5、y. The result shows that the DEM is app licable to all fields and with higher precision. Table is </p><p>　　KeyWords: earthwork; transect; table; contours;Digital ElevationModel</p><p><b>

6、;　　目 錄</b></p><p>　　第一篇 土方量計(jì)算方法的比較與研究1</p><p>　　第一章 土方工程概述1</p><p>　　第一節(jié) 土方工程的基本知識(shí)1</p><p>　　第二節(jié) 土方量計(jì)算的基本方法6</p><p>　　第二章 數(shù)字化地形圖8</p>

7、;<p>　　第一節(jié) 地形圖收集8</p><p>　　第二節(jié) 地形圖數(shù)字化10</p><p>　　第三節(jié) 土方量計(jì)算的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備13</p><p>　　第三章 斷面法14</p><p>　　第一節(jié) 斷面法土方量計(jì)算的原理及方法14</p><p>　　第二節(jié) 運(yùn)用CASS 7.

8、0 進(jìn)行斷面法土方量計(jì)算的操作步驟16</p><p>　　第四章 方格網(wǎng)法34</p><p>　　第一節(jié) 方格網(wǎng)法土方量計(jì)算的原理及方法34</p><p>　　第二節(jié) 運(yùn)用CASS 7.0 進(jìn)行方格網(wǎng)法土方量計(jì)算的操作步驟40</p><p>　　第五章 等高線法42</p><p>　　第一節(jié)

9、 等高線法土方量計(jì)算的原理及方法42</p><p>　　第二節(jié) 運(yùn)用CASS 7.0 進(jìn)行等高線法土方量計(jì)算的操作步驟43</p><p>　　第六章 數(shù)字高程模型 (DEM )法44</p><p>　　第一節(jié) 數(shù)字高程模型 (DEM )法土方量計(jì)算的原理及方法44</p><p>　　第二節(jié) 運(yùn)用CASS 7.0 進(jìn)行

10、DEM法土方量計(jì)算的操作步驟46</p><p>　　第七章 鎖簧鎮(zhèn)新農(nóng)村土方量計(jì)算50</p><p>　　第一節(jié) 測(cè)區(qū)資料與設(shè)計(jì)方案50</p><p>　　第二節(jié) 作業(yè)實(shí)施52</p><p>　　第三節(jié) 內(nèi)業(yè)土方量計(jì)算58</p><p>　　第四節(jié) 計(jì)算結(jié)果與分析61</p>

11、<p>　　第五節(jié) 結(jié)論63</p><p>　　第二篇 程序設(shè)計(jì)67</p><p><b>　　67</b></p><p>　　第一節(jié) 后方交會(huì)簡(jiǎn)介67</p><p>　　第二節(jié) 程序代碼介紹68</p><p>　　第三節(jié) 實(shí)踐74</p>&

12、lt;p>　　第三篇 程序設(shè)計(jì)67</p><p><b>　　外文文獻(xiàn)79</b></p><p><b>　　中文譯文82</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)78</b></p><p><b>　　致謝85</b></p

13、><p>　　第一篇 土方量計(jì)算方法的比較與研究</p><p>　　第一章 土方工程概述</p><p>　　在各種工程建設(shè)如鐵路、公路、港口、城市規(guī)劃等中，土方量計(jì)算是土地整理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)和項(xiàng)目審查的重要內(nèi)容之一，土方量的大小與土地整理項(xiàng)目的投資直接相關(guān)，不同的計(jì)算方法結(jié)果相差懸殊，因此準(zhǔn)確快速地計(jì)算土方量對(duì)開展規(guī)劃設(shè)計(jì)、控制總投資及分配資金具有重要意義。這幾年

14、，土地開發(fā)整理工作逐步走向規(guī)范化的軌道，但土方量計(jì)算仍然沒有一套系統(tǒng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可供遵循。目前的設(shè)計(jì)工作中，土方量計(jì)算普遍簡(jiǎn)單粗糙，土方量統(tǒng)計(jì)的隨意性較大，對(duì)預(yù)算編制和預(yù)算管理工作造成較大影響，已成為項(xiàng)目審查工作中需要迫切解決的一個(gè)技術(shù)難題。因此，需要對(duì)土方量計(jì)算方法進(jìn)行比較研究。 本文對(duì)傳統(tǒng)常規(guī)計(jì)算土方量的方法原理、應(yīng)用范圍、計(jì)算步驟、及注意問題等進(jìn)行了對(duì)比分析，研究并總結(jié)常規(guī)方法的不足及在土地整理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)和項(xiàng)目審查實(shí)際工作中土方計(jì)

15、算存在的問題，指出常規(guī)方法應(yīng)用于土地整理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)和項(xiàng)目審查工作的不適宜性。 為了解決土地整理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)和項(xiàng)目審查工作中土方計(jì)算的實(shí)際問題。為此，本文對(duì)工程土方量計(jì)算中的斷面法、方格網(wǎng)法、等高線法及基于數(shù)字高程模型 (DEM )法的基本原理、方法和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較分析 ,從理論上討論它們的實(shí)用范圍、條</p><p>　　第一節(jié) 土方工程的基本知識(shí)</p><p>　　一 土方施工的

16、基本知識(shí)</p><p>　　建筑用地設(shè)計(jì)地形的實(shí)現(xiàn)必然要依靠土方施工來完成.任何建筑物,構(gòu)筑物,道路及廣場(chǎng)等工程的修建,都要在地面作一定的基礎(chǔ),挖掘基坑,路槽等,這些工程都是從土方施工開始的.在建筑地形的利用,改造或創(chuàng)造,如挖湖堆山,平整場(chǎng)地都要依靠動(dòng)土方來完成. 土方工程量,一般來說在建筑中是一項(xiàng)大工程,而且在建筑中它又是先行的項(xiàng)目.它完成的速度和質(zhì)量,直接影響著后繼工程,所以它和整個(gè)建設(shè)工程的進(jìn)度關(guān)系密切.

17、 土方工程的投資和工程量一般都很大.有的大工程施工期很長.如上海植物園,由于地勢(shì)過低,需要普遍墊高,挖湖堆山,動(dòng)土量近百萬方,施工期從1974一l980年斷斷續(xù)續(xù)前后達(dá)6—7年之久.為了使工程能多快好省地完成,必須做好土方工程設(shè)計(jì)和施工安排.</p><p>　?、?土方工程的種類及其施工要求</p><p>　　土方工程根據(jù)其使用期限和施工要求,可分為永久性和臨時(shí)性兩種,但是不論是永久性

18、還是臨時(shí)性的土方工程,都要求具有足夠的穩(wěn)定性和密實(shí)度,使工程質(zhì)量和藝術(shù)造型都符合原設(shè)計(jì)的要求.同時(shí)在施工中還要遵守有關(guān)的技術(shù)規(guī)范和原設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求,以保證工程的穩(wěn)定和持久.</p><p>　?、?土壤的工程性質(zhì)及工程分類</p><p>　　土壤的工程性質(zhì)對(duì)土方工程的穩(wěn)定性,施工方法,工程量及工程投資有很大關(guān)系,也涉及到工程設(shè)計(jì),施工技術(shù)和施工組織的安排.因此,對(duì)土壤的這些性質(zhì)要進(jìn)行研究

19、并掌握它,以下是土壤的幾種主要的工程性質(zhì):</p><p>　?、蓖寥赖娜葜?單位體積內(nèi)天然狀況下的土壤重量,單位為kg/m3,土壤容重的大小直接影響著施工的難易程度,容重越大挖掘越難,在土方施工中把土壤分為松土,半堅(jiān)土,堅(jiān)土等類,所以施工中施工技術(shù)和定額應(yīng)根據(jù)具體的土壤類別來制定.</p><p>　?、餐寥赖淖匀粌A斜角(安息角) 土壤自然堆積,經(jīng)沉落穩(wěn)定后的表面與地平面所形成的夾角,就

20、是土壤的自然傾斜角,以°表示.在工程設(shè)計(jì)時(shí),為了使工程穩(wěn)定,其邊坡坡度數(shù)值應(yīng)參考相應(yīng)土壤的自然傾斜角的數(shù)值,土壤自然傾斜角還受到其含水量的影響. 土方工程不論是挖方或填方都要求有穩(wěn)定的邊坡.進(jìn)行土方工程的設(shè)計(jì)或施工時(shí),應(yīng)該結(jié)合工程本身的要求(如:填方或挖方,永久性或臨時(shí)性)以及當(dāng)?shù)氐木唧w條件(如:土壤的種類及分層情況,壓力情況等)使挖方或填方的坡度合乎技術(shù)規(guī)范的要求,如情況在規(guī)范之外,則須進(jìn)行實(shí)地測(cè)試來決定.</p>

21、;<p>　?、惩寥篮?土壤的含水量是土壤孔隙中的水重和土壤顆粒重的比值.土壤含水的多少對(duì)土方施工的難易有直接的影響,還影響到土壤的穩(wěn)定性.土壤含水量過小,土質(zhì)過于堅(jiān)實(shí),不易挖掘;含水量過大,土壤易泥濘,土壤穩(wěn)定性降低,也不利于施工.一般土壤含水量在5%以內(nèi)稱干土,在30%以內(nèi)稱潮土,大于30%的稱濕土. ⒋土壤相對(duì)密實(shí)度 用來表示土壤填筑后的密實(shí)程度.設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度可以采用人力夯實(shí)或機(jī)械夯實(shí).一般采用機(jī)械壓

22、實(shí),其密實(shí)度可達(dá)95%,人力夯實(shí)在87%左右.大面積填方如堆山等,通常不加夯壓,而是借土壤的自重慢慢沉落,久而久之也可達(dá)到一定的密實(shí)度.</p><p>　?、低寥赖目伤尚?土壤經(jīng)挖掘后,其原有緊密結(jié)構(gòu)遭到破壞,土體松散而使體積增加的性質(zhì).這一性質(zhì)以土方工程的挖土和填土量的計(jì)算以及運(yùn)輸?shù)榷加泻艽箨P(guān)系.</p><p>　　二 土方施工的步驟</p><p>　　在

23、建設(shè)施工中,由于土方工程是一項(xiàng)比較艱巨的工作,所以準(zhǔn)備工作和組織工作不僅應(yīng)該先行,而且要做周全仔細(xì),否則因?yàn)閳?chǎng)地大或施工點(diǎn)分散,容易造成窩工甚至返工,而影響工效. 土方工程施工的內(nèi)容和步驟大致如下.</p><p>　?、鍦?zhǔn)備工作三步驟 準(zhǔn)備工作主要包括清理場(chǎng)地,排水,定點(diǎn)放線三個(gè)步驟. ⒈清理場(chǎng)地 在施工地范圍內(nèi),凡有礙工程的開展或影響工程穩(wěn)定的地面物或地下物都應(yīng)該清理,例如不需要保留的

24、樹木,廢舊建筑物或地下構(gòu)筑物等. ①伐除樹木,凡土方開挖深度大于50cm,或填方高度教小的土方施工,現(xiàn)場(chǎng)及排水溝中的樹木必須連根拔除,清理樹墩除用人工挖掘外,直徑在50cm以上的大樹應(yīng)慎之又慎,凡能保留者盡量設(shè)法保留.因?yàn)槔蠘浯髽?特別難得. ②建筑物和地下構(gòu)筑物的拆除,應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行工作,并遵照《建筑工程安全技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行操作. ③如果施工場(chǎng)地內(nèi)的地面地下或水下發(fā)現(xiàn)有管線通過或其他異常物體時(shí),應(yīng)事先

25、請(qǐng)有關(guān)部門協(xié)同查清,未查清前,不可動(dòng)工,以免發(fā)生危險(xiǎn)或造成其他損失.</p><p>　　⒉排水 場(chǎng)地積水不僅不便于施工,而且也影響工程質(zhì)量,在施工之前,應(yīng)設(shè)法將施工場(chǎng)地范圍內(nèi)的積水或過高的地下水排走. ①排除地面積水 在施工之前,根據(jù)施工區(qū)地形特點(diǎn)在場(chǎng)地周圍挖好排水溝(在山地施工為防山洪,在山坡上應(yīng)做截洪溝).使場(chǎng)地內(nèi)排水通暢,而且場(chǎng)外的水也不致流入. ②地下水的排除 排除地下水方法很多,但一

26、般多采用明溝,引至集水井,并用水泵排出.一般按排水面積和地下水位的高低來安排排水系統(tǒng),先定出主干渠和集水井的位置,再定支渠的位置和數(shù)目,土壤的含水量大的要求排水迅速的,支渠分布應(yīng)密些,其間距約1.5m左右,反之可疏些.在挖湖施工中應(yīng)先挖排水溝,排水溝的深度,應(yīng)深于水體挖深.溝可一次挖掘到底,也可以依施工情況分層下挖,采用哪種方式可根據(jù)出土方向決定.</p><p>　?、扯c(diǎn)放線 在清場(chǎng)之后,為了確定施工范圍及

27、挖土或填土的標(biāo)高,應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙的要求,用測(cè)量?jī)x器在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定點(diǎn)放線工作,這一步工作很重要,為使施工充分表達(dá)設(shè)計(jì)意圖,測(cè)設(shè)時(shí)應(yīng)盡量精確. ①平整場(chǎng)地的放線 用經(jīng)緯儀將圖紙上的方格測(cè)設(shè)到地面上,并在每個(gè)交點(diǎn)處立樁木,邊界上樁木依圖紙要求設(shè)置.樁木的規(guī)格及標(biāo)記方法,側(cè)面平滑,下端削尖,以便打圖土中,樁上應(yīng)表示出樁號(hào)(施工圖上方格網(wǎng)的編號(hào))和施工標(biāo)高(挖土用"+"號(hào),填土用"-"號(hào)).

28、 ②自然地形的放線 挖湖堆山,首先確定堆山或挖湖的邊界線,但這樣的自然地形放到地面上去是較難的;特別是在缺乏永久性地面物的空曠地上,在這種情況下應(yīng)先在施工圖上畫方格網(wǎng),再把方格網(wǎng)放大到地面上,而后設(shè)計(jì)地形等高線和方格網(wǎng)的交點(diǎn)一一標(biāo)到地面上并打樁,樁木上也要表明樁號(hào)及施工標(biāo)高.堆山時(shí)由于土層不斷升高,樁木可能被土埋沒,所以樁的長度應(yīng)大于每層的標(biāo)高,不同層可用不同顏色標(biāo)志,以便識(shí)別.另一種方法是分層放線,分層設(shè)置標(biāo)高樁.這種方法適用于較高

29、的山體.挖湖工程的放線工作和山體的放線基本相同,但由于水體挖深一般較一致,而且池底常年隱沒在水下,放線可以粗放些,</p><p>　　三 土方施工技術(shù)環(huán)節(jié)</p><p>　　土方施工包括挖,運(yùn),填,壓四個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié).其施工方法可采用人力施工,也可用機(jī)械化或半機(jī)械化施工.這要根據(jù)場(chǎng)地條件,工程量和當(dāng)?shù)厥┕l件決定.在規(guī)模較大,土方集中的工程中,采用機(jī)械化施工較經(jīng)濟(jì);但對(duì)工程量不大,施工

30、點(diǎn)較分散的工程或因受場(chǎng)地限制,不便采用機(jī)械施工的地段,應(yīng)該用人力施工或半機(jī)械化施工,以下按上述四個(gè)內(nèi)容簡(jiǎn)單介紹. ㈠ 土方的施工 ⒈人力施工 施工工具主要是鍬,鎬,鋼釬等.人力施工不但要組織好勞動(dòng)力,而且要注意安全和保證工程質(zhì)量.在挖土方時(shí)施工者要有足夠的工作面,一般平均每人應(yīng)有4-6m2;附近不得有重物及易蹋落物;隨時(shí)注意觀察土質(zhì)情況,要有合理的邊坡.必須垂直下挖者,松軟土不得超過0.7m,中等密度者不超過1.25m,

31、堅(jiān)硬土不超過2m,超過以上數(shù)值的需要設(shè)支撐板.挖方時(shí)工人不得在土壁下向里挖土,以防坍塌;而在坡上或坡頂施工者,要注意坡下情況,不得向坡下滾落重物.施工中保護(hù)基樁,龍門板或標(biāo)高樁. ⒉機(jī)械施工 有推土機(jī),挖土機(jī)等.在園林施工中推土機(jī)應(yīng)用較廣泛.例如,在挖掘水體時(shí),以推土機(jī)推挖,將土推至水體四周,再行運(yùn)走或堆置地形,最后岸坡用人工修整.用推土機(jī)</p><p>　　土方工程,施工面較寬,工程量大,施工組織工作

32、很重要,大規(guī)模的工程應(yīng)根據(jù)施工力量和條件決定,工程可全面鋪開也可以分區(qū)分期進(jìn)行.施工現(xiàn)場(chǎng)要有人指揮調(diào)度,各項(xiàng)工作要有專人負(fù)責(zé),以確保工程按期按計(jì)劃高質(zhì)量地完成</p><p>　　第二節(jié) 土方量計(jì)算的基本方法</p><p>　　在工程建設(shè)中，常需要將自然地貌改造為水平的或者一個(gè)、幾個(gè)坡度的場(chǎng)地，以便適于布置各類建筑物和構(gòu)筑物。土方量的大小與工程的投資直接相關(guān)，因此準(zhǔn)確、快速地計(jì)算土方

33、量對(duì)開展規(guī)劃沒計(jì)、控制總投資及分配資金具有重要意義。土方量的}f‘算方法有IYI3Vl法、方格網(wǎng)法、等高線法、斷面法、區(qū)域土方量平衡法和平均高程法等。</p><p><b>　　一 斷面法</b></p><p>　　在地形變化較大、場(chǎng)地狹窄的帶狀地區(qū)，可以用斷面法計(jì)算土石方量。沿場(chǎng)地ABCD中央設(shè)一軸線U，每隔一定距離 設(shè)橫斷面1—1、2—2、3—3等。間距越小

34、，計(jì)算土石方量精度越高。按等高線法確定場(chǎng)地平均地面高程H，然后按設(shè)計(jì)坡度確定每一斷面處的設(shè)計(jì)高程和地面高程之差繪制地形圖。</p><p><b>　　二 方格網(wǎng)法</b></p><p>　　大面積的土石方估算常用該法，適用于地形起伏較小、坡度變化平緩的場(chǎng)地。</p><p>　?、?繪方格網(wǎng)，并求格網(wǎng)點(diǎn)高程。根據(jù)場(chǎng)地范圍繪制方格網(wǎng)。格網(wǎng)的大

35、小根據(jù)地形復(fù)雜程度、地形網(wǎng)的比例尺、施工精度要求而定。一般人工施工多采用10 m×10 m、20 ×20nl的方格；機(jī)械施工時(shí)多采用50m×50m的方格，并進(jìn)行編號(hào)。由等高線內(nèi)插出每一斤格頂點(diǎn)的地面高程，標(biāo)注在相應(yīng)頂點(diǎn)的右上方。</p><p>　?、?確定場(chǎng)地平整的設(shè)計(jì)高程。該步驟也可根據(jù)甲方要求來定。水平面的設(shè)計(jì)高程等于場(chǎng)地地面高程的平均值，即根據(jù)方格頂點(diǎn)的地面高程及其在計(jì)算每格

36、平均高程時(shí)用到的總次數(shù)求權(quán)平均值，</p><p>　?、?計(jì)算挖、填方高度。計(jì)算各方格頂點(diǎn)處的挖、填高度。用方格頂點(diǎn)高程減去設(shè)計(jì)商程，得每一方格點(diǎn)的挖、填方高度。</p><p>　?、?計(jì)算挖、填土石方量。實(shí)際計(jì)算時(shí)，可按方格依次計(jì)算。土石方量等于挖方面積(或填方面積)乘以平均挖、填方高度。若格內(nèi)既有填方又有挖方則分別求之，然后再計(jì)算挖方量總和和填方量總和。挖、填土石方量的計(jì)算也可根據(jù)

37、角點(diǎn)、邊點(diǎn)、拐點(diǎn)和中心點(diǎn)的挖、填方高度，分別代表1／4、2／4、3／4、1方格面積的平均挖、填方高度，按下式分別計(jì)算：</p><p>　　角點(diǎn)：挖(填)方高度h×1／4方格面積</p><p>　　邊點(diǎn)：挖(填)方高度h×2／4方格面積</p><p>　　拐點(diǎn)：挖(填)方高度h×3／4方格面積</p><p>

38、;　　中心點(diǎn)：挖(填)方高度h×l方格面積</p><p>　　計(jì)算出各點(diǎn)的_T程量后，再分別計(jì)算挖方量和填方量總和，填、挖方工程量應(yīng)大致相等。</p><p><b>　　三 等高線法 </b></p><p>　　當(dāng)?shù)孛嫫鸱^大、坡度變化較多時(shí)，可采用等高線法估算土石方量，在地形圖精度較高時(shí)更為合適。等高線法的工作內(nèi)容與步驟和方

39、格法大致相同，不同之處在于計(jì)算場(chǎng)地平均高程的方法。其場(chǎng)地平均高程的計(jì)算方法如下：在地形圖上用求積儀或其他面積量測(cè)方法按等高線分別求出它們所包圍的面積，相鄰等高線所圍起的體積可近似看成為臺(tái)體，其體積為相鄰等高線各自圍起而積之和的平均值乘上2條等高線問的高差，得到各等高線間的土石方量；然后再求全部相鄰等高線所圍起體積的總和，當(dāng)設(shè)計(jì)高程求出之后，后續(xù)的計(jì)算工作可按方格法或斷面法進(jìn)行。</p><p><b>

40、　　四 DTM法</b></p><p>　　由DTM模型(數(shù)字地面模型)來計(jì)算土方量是根據(jù)實(shí)地測(cè)定的地面點(diǎn)坐標(biāo)( x，y，z)和沒計(jì)高程，通過生成三角網(wǎng)來計(jì)算每個(gè)三棱柱的填挖方員，最后累積得到指定范圍內(nèi)填方和挖方分界線。</p><p>　　第二章 數(shù)字化地形圖</p><p>　　將地形圖原罔數(shù)字化是測(cè)繪數(shù)字地形圖的方法之一，而在地形圖數(shù)字化過程

41、中，怎樣實(shí)現(xiàn)繪圖自動(dòng)化，是測(cè)繪生產(chǎn)中廣泛關(guān)注的問題。目前，1：500、1：1 000大比</p><p>　　例尺地形圖的數(shù)字化技術(shù)已日臻成熟，l：5 000 和1：10 000中比例尺地形圖數(shù)字化的研究也日趨深入。我們以大比例尺地形圖數(shù)字化為基礎(chǔ)，對(duì)中比例尺地形圖的數(shù)字化方法進(jìn)行了分析和研究</p><p>　　第一節(jié) 地形圖收集</p><p>　　地形圖是表

42、示地形、地物的平面圖件，是用測(cè)量?jī)x器把實(shí)際測(cè)量出來，并用特定的方法按一定比例縮繪而成的。它是地面上地形和地物位置實(shí)際情況的反映。</p><p>　　符地形圖上表示地形的方法很多，最常用的是以等高線表示地形起伏，并用特定的號(hào)表示地物，一般的地形圖都是由等高線和地物符號(hào)所組成。</p><p>　　地形圖還對(duì)野外工作具有重要意義，因?yàn)榻柚匦螆D可對(duì)一個(gè)地區(qū)的地形、地物、自然地理等情況有初步的

43、了解，甚至能初步分析判斷某些情況，地形圖還可以幫助我們初步選擇工作路線，制定工作計(jì)劃。</p><p>　　一 地形圖的收集與測(cè)制</p><p>　　數(shù)字化地形測(cè)圖是在現(xiàn)代機(jī)助制圖技術(shù)支持下發(fā)展起來的高新測(cè)圖技術(shù)。具體講就是，以傳統(tǒng)的測(cè)圖原理為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和圖形及數(shù)字處理方法，實(shí)現(xiàn)地圖信息的獲取、變換、傳輸、識(shí)別、存貯、處理、顯示、編輯修改和計(jì)算機(jī)繪圖。與傳統(tǒng)白紙測(cè)圖相比，全數(shù)

44、字地形測(cè)圖不僅僅是方法的改進(jìn)，而是技術(shù)本質(zhì)的飛躍。</p><p>　　數(shù)字化地形測(cè)圖主要作業(yè)過程分為四個(gè)步驟：控制測(cè)量、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及地形圖的數(shù)據(jù)輸出(打印圖紙、提供軟盤等)。</p><p>　　現(xiàn)就我們的作業(yè)方式詳述如下：在數(shù)字測(cè)圖工作中，控制測(cè)量的工作與傳統(tǒng)的</p><p>　　控制測(cè)量相比非常簡(jiǎn)便。首先在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)布設(shè)GPS加密控制網(wǎng)，一般以三個(gè)互

45、相通視的GPS點(diǎn)為一組，每組GPS點(diǎn)之間的距離以不超過2公里為宜。每組GPS點(diǎn)之間以全站儀附合導(dǎo)線相連，由于這樣的導(dǎo)線點(diǎn)精度高、密度大，它們兼有高級(jí)控制點(diǎn)和圖根點(diǎn)的作用。最后再根據(jù)碎部測(cè)量的實(shí)際需要在已有控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上施測(cè)閉合導(dǎo)線和支導(dǎo)線(由于缺乏檢合，最好不要多于2站)作為圖根點(diǎn)使用。高程控制測(cè)量根據(jù)實(shí)際需要先進(jìn)行精度估算，然后再結(jié)合平面控制網(wǎng)的布設(shè)，靈活組合應(yīng)用三、四等水準(zhǔn)測(cè)量、GPS高程擬合、全站儀三角高程等方法施測(cè)。數(shù)字化測(cè)圖的

46、碎部測(cè)量用全站儀進(jìn)行，將全站儀與測(cè)圖精靈用數(shù)據(jù)傳輸電纜連接在一起，點(diǎn)擊測(cè)圖精靈可以控制全站儀測(cè)量鏡站坐標(biāo)并記錄下來。我們一般采用“草圖法”模式，現(xiàn)場(chǎng)繪制草圖，室內(nèi)用測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)定位方法繪制成圖?！安輬D法”工作方式要求外業(yè)工作時(shí)，除了測(cè)量員和跑尺員外，還要安排一名繪草圖的人員。在跑尺員跑尺時(shí)，繪圖員要和測(cè)量員及時(shí)聯(lián)系，標(biāo)注出所測(cè)的是什么地物(屬性信息)及記下所測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)(位置信息)?！安輬D法”工作方式在測(cè)量每一個(gè)碎部點(diǎn)時(shí)不用在電子手簿或全站儀

47、里輸入地物編碼，故又稱為“無碼方式”。進(jìn)行碎部測(cè)</p><p>　　鼠標(biāo)至屏幕右側(cè)菜單區(qū)選擇相應(yīng)的地形圖圖式符號(hào)，然后在屏幕中將所有的地物繪制出來。系統(tǒng)中所有地形圖圖式符號(hào)都是按照?qǐng)D層來劃分的，例如所有表示測(cè)量控制點(diǎn)的符號(hào)都放在“控制點(diǎn)”這一層，所有表示獨(dú)立地物的符號(hào)都放在“獨(dú)立地物”這一層，所有表示植被的符號(hào)都放在“植被園林”這一層。</p><p><b>　　二 地形圖

48、的比較</b></p><p>　　要對(duì)大比例尺地形圖和中比例尺地形圖進(jìn)比較和分析，就要比較中比例尺地</p><p>　　形圖與大比例尺地形圖的不同點(diǎn)：</p><p>　　1)獨(dú)立地物的表示不同。有些大比例尺地形圖上需表示的獨(dú)立地物，在中比例尺地形網(wǎng)上被省略或采取其他方法表示，例如路燈、下水井等點(diǎn)狀地物因在中比例尺</p><p&

49、gt;　　地形圖上不再單獨(dú)表示，故無須再研究；有一部分相近的獨(dú)立地物則以統(tǒng)一的符號(hào)來表示；另有一些獨(dú)立地物，其符號(hào)表示有部分變化；而絕大部分獨(dú)立地物符號(hào)其大小</p><p><b>　　發(fā)生了變化。</b></p><p>　　2)對(duì)于線狀地物來說，在中比例尺地形圖中繪制已變得較為簡(jiǎn)單。由于比例尺相對(duì)較小，有些線狀地物的寬度已不再考慮，直接以單線表示；有的符號(hào)表示不

50、再細(xì)</p><p>　　化，而將相近的線狀地物以統(tǒng)一的符號(hào)表示。</p><p>　　3)采用不同的分幅方法和編號(hào)方法。中比例尺地形圖采用梯形分幅法，分幅以1：1 000 000地形圖為基礎(chǔ)，編號(hào)時(shí)1：10 000地形圖經(jīng)差為3 45 、緯差2 3O”，比例尺代碼為“G”；1：5 000地形圖經(jīng)差為l 52．5 、緯差1 15”，比例尺代碼為“H”。</p><p&g

51、t;　　4)圖廓繪制不同。中比例尺地形圖是按經(jīng)緯度進(jìn)行的梯形分幅，4個(gè)角點(diǎn)以大地坐標(biāo)系的經(jīng)緯度來定位，上下和左右圖廓互不平行，坐標(biāo)格網(wǎng)線與圖廓線相交的情 所示)。況各不相同。在內(nèi)圖廓外四角處注記經(jīng)緯度，靠近坐標(biāo)網(wǎng)線處注記公里數(shù)等。</p><p>　　第二節(jié) 地形圖數(shù)字化</p><p>　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)、GPS、壘站儀的廣泛應(yīng)用，為測(cè)繪圖件數(shù)</p>

52、<p>　　字化創(chuàng)造了有利條件，一般說來，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪圖件數(shù)字化的方法主要有以下三種：</p><p>　　1)、野外數(shù)據(jù)采集數(shù)字化</p><p>　　2)、內(nèi)業(yè)航測(cè)測(cè)圖數(shù)字化；</p><p>　　3)、內(nèi)業(yè)對(duì)地形原圖或已有地形圖數(shù)字化</p><p>　　前兩種方法具有數(shù)據(jù)采集精度高，成圖周期短優(yōu)點(diǎn)，是今后發(fā)展數(shù)字化成圖的方向，但

53、由于受到設(shè)備投資大，對(duì)人員素質(zhì)要求高，軟件的適用性差及傳統(tǒng)觀念和做法的束縛和制約，難以形成規(guī)?；蚱占?。而對(duì)地形原圖進(jìn)行數(shù)字化，則縣有投資少、效率高、易于推廣的優(yōu)點(diǎn)，符合中國國情，對(duì)資金設(shè)備有限，難以一步到位的單位無疑是一條捷徑。對(duì)太量已有的地形圖進(jìn)行數(shù)字化，這種方法只能是唯一的選擇</p><p>　　一 紙質(zhì)圖的矢量化</p><p>　　矢量化是將柵格圖像轉(zhuǎn)換為矢量圖像的過程，現(xiàn)在一

54、般都采用人機(jī)交互與自動(dòng)跟蹤相結(jié)合的方法在屏幕上完成柵格式數(shù)字圖的矢量化，故又稱屏幕數(shù)字化。</p><p>　　將紙質(zhì)地圖轉(zhuǎn)成數(shù)字化地圖有3種方法</p><p>　　一是用數(shù)字化儀或計(jì)算機(jī)屏幕進(jìn)行矢量化，也稱為手扶跟蹤數(shù)字化；</p><p><b>　　二是掃描；</b></p><p>　　三是對(duì)地圖中線狀要素進(jìn)行

55、提取。</p><p>　　經(jīng)過多年的比較研究發(fā)現(xiàn)，掃描矢量化比手扶跟蹤數(shù)字化更好，能夠更好地避</p><p>　　免由于疲勞或粗心引起的人為錯(cuò)誤。掃描文件必須經(jīng)過矢量化(即將柵格線轉(zhuǎn)化為矢量線)的跟蹤描繪過程，才算完成數(shù)字化。不過它是一門有關(guān)計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、模式識(shí)別、人工智能和地圖制圖等學(xué)科的綜合技術(shù)，國內(nèi)外已經(jīng)作了大量的相關(guān)研究，但由于地圖要素本身的復(fù)雜性和相關(guān)

56、技術(shù)還不夠成熟，該技術(shù)的發(fā)展還處于探索階段。但就從國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看，目前的掃描地圖自動(dòng)矢量化一般都試圖通過以下幾個(gè)步驟來完成：①影像分割和要素提取；②特征提取和要素識(shí)別；③矢量化。對(duì)于這幾個(gè)步驟，國內(nèi)外都取得了不同程度的進(jìn)展，但對(duì)于一些細(xì)節(jié)問題，有的雖然方法很多，但并不都適用于地圖要素的情況(比如細(xì)化和邊界提取)，需要對(duì)其中某個(gè)方法經(jīng)過補(bǔ)充和改進(jìn)才能滿足掃描地圖自動(dòng)矢量化的需要。</p><p>　　隨著地理

57、信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，基礎(chǔ)地理信息質(zhì)量控制日益受到廣泛重視，作為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)來源重要手段的地圖掃描數(shù)字化，由于速度快、精度高，已成為地圖數(shù)字化的主流。由此而產(chǎn)生的矢量化軟件有很多，市場(chǎng)上常見的矢量化專業(yè)軟件有德國Softelec公司的VPStudio，Able公司的R2v、澳大利亞的Provec、德國的VPmax、清華三維及武漢大學(xué)自主開發(fā)的軟件。此外還有具有矢量化功能的相關(guān)GIs制圖軟件，如Acgis、Envi、Mapgis、S

58、uperMap等 。</p><p><b>　　二 修測(cè)補(bǔ)測(cè)重測(cè)</b></p><p>　　數(shù)字化地形圖用途十分廣泛，它是城市建設(shè)管理、自然資源配置以及地理環(huán)境監(jiān)測(cè)的十分重要的基礎(chǔ)資料。隨著“數(shù)字化”城市概念的提出，對(duì)地形圖現(xiàn)勢(shì)性和準(zhǔn)確性的要求越來越高。隨著時(shí)問的推移，入庫后的成圖資料如得不到及時(shí)的跟蹤修測(cè)、補(bǔ)測(cè)，將難以滿足各行各業(yè)對(duì)測(cè)繪資料的要求，這些資料甚罕

59、會(huì)成為電腦垃圾，因而如何做好數(shù)字化地形圖動(dòng)態(tài)修測(cè)、補(bǔ)測(cè)愈趨重要。 </p><p>　　地物修測(cè)前應(yīng)對(duì)原圖施測(cè)質(zhì)量和情況進(jìn)行了解，并到實(shí)地進(jìn)行全面巡視，制定修測(cè)方案。利用原有地形圖數(shù)據(jù)回放的紙圖在野外進(jìn)行全面巡視，可用數(shù)字裝圖法、全站儀極坐標(biāo)法或RTK GPS動(dòng)態(tài)法在野外獲取地物、地貌數(shù)據(jù)，標(biāo)注在紙圖上，經(jīng)內(nèi)業(yè)傳輸、編輯整飾成圖。</p><p>　　地物補(bǔ)測(cè)可采用數(shù)字距離交會(huì)法、直角法、

60、解析法(經(jīng)緯儀、全站儀)測(cè)圖等方法補(bǔ)測(cè)地物實(shí)體。補(bǔ)測(cè)面積不大，且參照地物較多的情況下，可利用經(jīng)過校核、位置準(zhǔn)確的地物點(diǎn)，采用數(shù)字裝圖法(數(shù)字距離交會(huì)法，直角法等)。補(bǔ)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)有多余觀測(cè)以檢核補(bǔ)測(cè)精度，補(bǔ)測(cè)地物與周圍相關(guān)地物間距的最大較差不應(yīng)大于0．4 m。補(bǔ)測(cè)面積較大或參照地物不多的情況下，采用解析法。下列情況也應(yīng)補(bǔ)設(shè)圖根控制點(diǎn)進(jìn)行設(shè)站修測(cè)：① 補(bǔ)測(cè)新建的住宅樓群或獨(dú)立的高大建筑物；②新增和改建的道路邊線；③新增的綠化地(帶)范圍線；④

61、鋪裝路面高程和變化面積較大的高程，修測(cè)丘陵地的地貌。解析法使用全站儀或經(jīng)緯儀配備測(cè)距儀施測(cè)，在已知點(diǎn)上設(shè)站，水平角、垂直角各觀測(cè)半測(cè)回，斜距一次讀數(shù)。旋測(cè)過程中，應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行歸零檢查，歸零差不得超過±24”，測(cè)站至補(bǔ)測(cè)地物的距離1：500圖不大于300 m，1：1000圖不大于600 m。對(duì)于高程注記點(diǎn)的補(bǔ)測(cè)，可采用直接水準(zhǔn)和三角高程測(cè)量。</p><p>　　內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理主要是在數(shù)字成圖系統(tǒng)的支持下，將

62、外業(yè)采集的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行舊地物符號(hào)刪除和新地物符號(hào)生成。在作業(yè)中要兼顧屬性數(shù)據(jù)的一致性，使用成圖系統(tǒng)生成圖形符號(hào)，而不是利用圖形平臺(tái)提供的繪圖功能，利用外業(yè)采集的數(shù)據(jù)直接繪制。要注意符號(hào)的代碼、屬性、圖層、線性和顏色的一致性 以便于數(shù)據(jù)以統(tǒng)一格式入庫和使用。</p><p>　　當(dāng)然了，在實(shí)地全面巡視后發(fā)現(xiàn)地物變化較大，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在的技術(shù)規(guī)范，那我們只能重測(cè)了。</p><p>　

63、　數(shù)字地形圖是城市建設(shè)和管理的基礎(chǔ)資料，隨著城市建設(shè)步伐的加快，城市管理標(biāo)準(zhǔn)的提高，即便能夠做到及時(shí)的局部修測(cè)補(bǔ)測(cè)，但由于基礎(chǔ)地形圖的某些不完善，更新過程中缺乏全面考慮，難以適應(yīng)需要，全面修測(cè)更新不可避免。修測(cè)補(bǔ)測(cè)更新可以充分利用已有資料，降低成本，縮短工期，滿足用圖要求。數(shù)字地形圖在修測(cè)補(bǔ)測(cè)前要統(tǒng)一規(guī)劃，制定嚴(yán)格細(xì)致的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，更新手段要盡量采用測(cè)繪新技術(shù)，保證修測(cè)補(bǔ)測(cè)質(zhì)量，達(dá)到事半功倍的效果</p><p>

64、　　第三節(jié) 土方量計(jì)算的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備</p><p>　　一 地形點(diǎn)的加密處理</p><p>　　對(duì)于已有符合要求的地形圖和設(shè)計(jì)圖，可通過掃描后矢量化處理，在高程點(diǎn)密度稀疏的地方，可根據(jù)實(shí)際地形選擇適當(dāng)?shù)牟逯捣椒▋?nèi)插高程點(diǎn)。一般情況下，隨著工程施工的進(jìn)行，原地形都會(huì)產(chǎn)生一定的變化，若仍然根據(jù)施工前的地形圖進(jìn)行土方計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果跟實(shí)際土方會(huì)產(chǎn)生較大的偏差。電子儀器如全站儀進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集

65、，可以滿足數(shù)據(jù)高精度的需要。我們將根據(jù)地形起伏變化的復(fù)雜性來確定采樣點(diǎn)的密度和采樣點(diǎn)的位置，在地形特征線、地形變換點(diǎn)，坎上、坎下、坡頂和坡腳應(yīng)分別加密高程，對(duì)高程點(diǎn)不足的地方還根據(jù)實(shí)際地形加密高程點(diǎn)，從而避免地形平坦時(shí)的數(shù)據(jù)冗余，又能按地形特征點(diǎn)較好地逼近地形表面。</p><p>　　二 DTM數(shù)字模型的建立</p><p>　　DTM（Digital Terrain Models）即

66、數(shù)字地面模型，它是地形起伏的數(shù)字表達(dá)，它由對(duì)地形表面取樣所得到的一組點(diǎn)的x、y、Z坐標(biāo)數(shù)據(jù)和一套對(duì)地面提供連續(xù)的描述的算法組成。簡(jiǎn)單地說，數(shù)字地面模型是按一定結(jié)構(gòu)組織在一起的數(shù)據(jù)組，它代表著地形特征的空間分布。DTM是建立地形數(shù)據(jù)庫的基本數(shù)據(jù)，可以用來制作等高線圖、坡度圖、專題圖等多種圖解產(chǎn)品。</p><p>　　DTM的測(cè)制過程大體是：首先，按一定的測(cè)量方法（野外直接測(cè)量、室內(nèi)立體攝影測(cè)量等），在測(cè)區(qū)內(nèi)測(cè)量一

67、定數(shù)量的離散點(diǎn)的平面位置和高程，這些點(diǎn)稱為控制點(diǎn)（數(shù)據(jù)點(diǎn)或參考點(diǎn)）。接著，以控制點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)框架，在其中內(nèi)插大量的高程點(diǎn)，當(dāng)然內(nèi)播是由計(jì)算機(jī)根據(jù)一定的計(jì)算公式并依照某種規(guī)則圖形（如方格網(wǎng)）求解的?？刂泣c(diǎn)和內(nèi)插點(diǎn)的平面位置和高程數(shù)據(jù)的總和，即該測(cè)區(qū)的數(shù)字地面模型。它以數(shù)字的形式表示了該測(cè)區(qū)地貌形態(tài)的平面位置，即點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)表示平面位置，Z坐標(biāo)表示地面的特征。 數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)來源主要有兩個(gè)方面：一是直接取自地形表面，二是間接取自地

68、形表面的模擬模型。根據(jù)數(shù)據(jù)獲取的方法不同，數(shù)據(jù)來源可分為以下四種：</p><p>　?。?）由現(xiàn)有地形圖上采取。最簡(jiǎn)單的方法是在數(shù)字化臺(tái)上手工跟蹤等高線?，F(xiàn)在常用的方法是使用掃描裝置采取。</p><p>　?。?）從攝影測(cè)量立體模型上采取。大多數(shù)立體測(cè)圖儀、解析測(cè)圖儀的數(shù)字化系統(tǒng)都能從遙感像片上采取數(shù)據(jù)。自動(dòng)化的攝影測(cè)量系統(tǒng)則采用自動(dòng)影像相關(guān)器，沿著掃描斷面產(chǎn)生高密度的高程點(diǎn)。<

69、/p><p>　　（3）野外實(shí)地測(cè)量。即在實(shí)地直接測(cè)量地面點(diǎn)的平面位置和高程。一般使用電子速測(cè)儀進(jìn)行觀測(cè)。</p><p>　?。?）由遙感系統(tǒng)直接測(cè)得。如航空和航天飛行器搭載雷達(dá)和激光測(cè)高儀獲得的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　第三章 斷面法</b></p><p>　　第一節(jié) 斷面法土方量計(jì)算的原理及方法<

70、/p><p>　　在地形圖上或碎部測(cè)量的平面圖上 ,根據(jù)土方計(jì)算的范圍 ,以一定的間距等分場(chǎng)地 ,將場(chǎng)地劃分為若干個(gè)相互平行的橫截面（當(dāng)精度要求不高時(shí)，可利用地形圖確定斷面，若精度要求較高時(shí)，應(yīng)實(shí)地測(cè)量確定），按照設(shè)計(jì)高程與地面線所組成的斷面圖，將所取的每個(gè)斷面（包括邊坡斷面）劃分為若干個(gè)三角形和梯形，計(jì)算每條斷面線所圍成的面積，以相鄰兩斷面面積的平均值乘以等分的間距,得出每相鄰兩斷面間的體積，將各相鄰斷面的體積加起

71、來 ,求出總體積 ,這種方法稱為斷面法 (圖3-1)。</p><p>　　圖 3-1 土方斷面示意圖</p><p>　　根據(jù)兩相鄰的設(shè)計(jì)斷面得填挖面積的平均值乘以兩斷面的距離，就得到兩相鄰橫斷面之間的填挖土石方的數(shù)量。</p><p>　　V =(A1+A2)L (1)</p>&l

72、t;p>　　式中：A1,A2為相鄰兩橫斷面的挖方或填方面積；L為相鄰兩橫斷面之間的距離，一般根據(jù)需要選取，面積A1,A2根據(jù)橫斷面測(cè)量資料采用下面兩種方法：</p><p><b>　　① 解析法</b></p><p>　　根據(jù)實(shí)測(cè)的數(shù)值計(jì)算面積的方法，包括幾何圖形法和坐標(biāo)法。</p><p>　　所謂幾何圖形法，根據(jù)實(shí)地測(cè)量有關(guān)的邊、

73、角元素進(jìn)行面積計(jì)算的方法，將不規(guī)則圖形分割成簡(jiǎn)單的矩形、梯形或三角形等簡(jiǎn)單的集合圖形分別計(jì)算面積并相加得到所需面積數(shù)據(jù)。</p><p>　　所謂坐標(biāo)法,通常是指對(duì)一個(gè)不規(guī)則的幾何圖形,測(cè)出該圖形邊界轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)值,再用下列公式計(jì)算:</p><p>　　A = (2)</p><p>　　式中Xi , Yi 為轉(zhuǎn)折點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)

74、值(土石方計(jì)算一般為距離和高程) , n為轉(zhuǎn)折點(diǎn)的數(shù)目,也即多邊形邊數(shù),當(dāng)i + 1 = n + 1時(shí), X n + 1 = X1 , Y n + 1 = Y1。</p><p><b>　?、趫D解法</b></p><p>　　通常是指從圖上直接量算面積的方法。在土石方計(jì)算之前,根據(jù)設(shè)計(jì)斷面和橫斷面測(cè)量資料按一定比例繪制橫斷面圖,再用各種圖解方法量算面積。</

75、p><p>　　注：用斷面法計(jì)算土方量時(shí)，邊坡土方量已包括在內(nèi)。</p><p>　　第二節(jié) 運(yùn)用CASS 7.0 進(jìn)行斷面法土方量計(jì)算的操作步驟</p><p>　　斷面法土方計(jì)算主要用在公路土方計(jì)算和區(qū)域土方計(jì)算，對(duì)于特別復(fù)雜的地方可以用任意斷面設(shè)計(jì)方法。斷面法土方計(jì)算主要有：道路斷面、場(chǎng)地?cái)嗝婧腿我鈹嗝嫒N計(jì)算土方量的方法。</p><p&g

76、t;　　一 道路斷面法土方計(jì)算。</p><p>　　第一步：生成里程文件。</p><p>　　里程文件用離散的方法描述了實(shí)際地形。接下來的所有工作都是在分析里程文件里的數(shù)據(jù)后才能完成的。</p><p>　　生成里程文件常用的有四種方法，點(diǎn)取菜單“工程應(yīng)用”，在彈出的菜單里選“生成里程文件”，CASS 7.0提供了四種生成里程文件的方法，如圖3-2：</

77、p><p>　　圖 3-2 生成里程文件菜單</p><p><b>　　1．由縱斷面生成</b></p><p>　　在CASS 7.0中綜合了以前由圖面生成和由縱斷面生成兩者的優(yōu)點(diǎn)。在生成的過程中充分體現(xiàn)靈活、直觀、簡(jiǎn)捷的設(shè)計(jì)理念，將圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的直觀和計(jì)算機(jī)處理的快捷緊密結(jié)合在一起。</p><p>　?、?在使用生成里程

78、文件之前，要事先用復(fù)合線繪制出縱斷面線。</p><p>　?、?用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\生成里程文件\由縱斷面生成\新建”。</p><p><b>　?、?屏幕提示：</b></p><p>　　請(qǐng)選取縱斷面線：用鼠標(biāo)點(diǎn)取所繪縱斷面線彈出如圖3-3所示對(duì)話框：</p><p>　　圖3-3由縱斷面生成里程文件對(duì)話框&l

79、t;/p><p>　　中樁點(diǎn)獲取方式：結(jié)點(diǎn)表示結(jié)點(diǎn)上要有斷面通過；等分表示從起點(diǎn)開始用相同的間距；等分且處理結(jié)點(diǎn)表示用相同的間距且要考慮不在整數(shù)間距上的結(jié)點(diǎn)。</p><p>　　橫斷面間距：兩個(gè)斷面之間的距離此處輸入20</p><p>　　橫斷面左邊長度：輸入大于0的任意值，此處輸入15。</p><p>　　橫斷面右邊長度：輸入大于0的任意

80、值，此處輸入15。</p><p>　　選擇其中的一種方式后則自動(dòng)沿縱斷面線生成橫斷面線。如圖3-4所示</p><p>　　圖3-4由縱斷面生成橫斷面</p><p>　　其他編輯功能用法如下：</p><p>　　圖3-5橫斷面線編輯命令</p><p>　　添加：在現(xiàn)有基礎(chǔ)上添加橫斷面線。執(zhí)行“添加”功能，命令行

81、提示：</p><p>　　選擇縱斷面線用鼠標(biāo)選擇縱斷面線；</p><p>　　輸入橫斷面左邊長度：(米) 20</p><p>　　輸入橫斷面右邊長度：(米) 20</p><p>　　選擇獲取中樁位置方式： (1)鼠標(biāo)定點(diǎn) (2)輸入里程 <1> 1表示直接用鼠標(biāo)在縱斷面線上定點(diǎn)。2表示輸入線路加樁里程。</p>

82、<p>　　指定加樁位置：用鼠標(biāo)定點(diǎn)或輸入里程。</p><p>　　變長：可將圖上橫斷面左右長度進(jìn)行改變；執(zhí)行“變長”功能，命令行提示：</p><p><b>　　選擇縱斷面線：</b></p><p><b>　　選擇橫斷面線：</b></p><p><b>　　選擇

83、對(duì)象：找到一個(gè)</b></p><p><b>　　選擇對(duì)象：</b></p><p>　　輸入橫斷面左邊長度:(米) 21</p><p>　　輸入橫斷面右邊長度:(米) 21，輸入左右的目標(biāo)長度后該斷面變長。</p><p>　　剪切：指定縱斷面線和剪切邊后剪掉部分?jǐn)嗝娑嘤嗖糠帧?lt;/p>&

84、lt;p>　　設(shè)計(jì)：直接給橫斷面指定設(shè)計(jì)高程。首先繪出橫斷面線的切割邊界，選定橫斷面線后彈出設(shè)計(jì)高程輸入框：</p><p>　　生成：當(dāng)橫斷面設(shè)計(jì)完成后，點(diǎn)擊“生成”將設(shè)計(jì)結(jié)果生成里程文件。</p><p><b>　　2．由復(fù)合線生成</b></p><p>　　這種方法用于生成縱斷面的里程文件。它從斷面線的起點(diǎn)開始，按間距次記下每一

85、交點(diǎn)在縱斷面線上離起點(diǎn)的距離和所在等高線的高程。</p><p><b>　　3．由等高線生成</b></p><p>　　這種方法只能用來生成縱斷面的里程文件。它從斷面線的起點(diǎn)開始，處理斷面線與等高線的所有交點(diǎn)，依次記下每一交點(diǎn)在縱斷面線上離起點(diǎn)的距離和所在等高線的高程。</p><p>　?、?在圖上繪出等高線，再用輕量復(fù)合線繪制縱斷面線（

86、可用PL命令繪制）</p><p>　?、?用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\生成里程文件\由等高線生成”。</p><p><b>　?、?屏幕提示：</b></p><p>　　請(qǐng)選取斷面線：用鼠標(biāo)點(diǎn)取所繪縱斷面線</p><p>　　④ 屏幕上彈出“輸入斷面里程數(shù)據(jù)文件名”的對(duì)話框，來選擇斷面里程數(shù)據(jù)文件。這個(gè)文件將保存要生成

87、的里程數(shù)據(jù)。</p><p><b>　?、?屏幕提示：</b></p><p>　　輸入斷面起始里程：<0.0></p><p>　　如果斷面線起始里程不為0，在這里輸入。回車，里程文件生成完畢。</p><p><b>　　4．由三角網(wǎng)生成</b></p><p&

88、gt;　　這種方法只能用來生成縱斷面的里程文件。它從斷面線的起點(diǎn)開始，處理斷面線與三角網(wǎng)的所有交點(diǎn)，依次記下每一交點(diǎn)在縱斷面線上離起點(diǎn)的距離和所在三角形的高程。</p><p>　　① 在圖上生成三角網(wǎng)，再用輕量復(fù)合線繪制縱斷面線（可用PL命令繪制）</p><p>　　② 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\生成里程文件\由三角網(wǎng)生成”。</p><p><b&

89、gt;　?、?屏幕提示：</b></p><p>　　請(qǐng)選取斷面線：用鼠標(biāo)點(diǎn)取所繪縱斷面線</p><p>　?、?屏幕上彈出“輸入斷面里程數(shù)據(jù)文件名”的對(duì)話框，來選擇斷面里程數(shù)據(jù)文件。這個(gè)文件將保存要生成的里程數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　⑤ 屏幕提示：</b></p><p>　　輸入斷面起始里程：

90、<0.0></p><p>　　如果斷面線起始里程不為0，在這里輸入。回車，里程文件生成完畢。</p><p><b>　　5．由坐標(biāo)文件生成</b></p><p>　?、?用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用”菜單下的“生成里程文件”子菜單中的“由坐標(biāo)文件生成”。</p><p>　?、?屏幕上彈出“輸入簡(jiǎn)碼數(shù)據(jù)文件名”

91、的對(duì)話框，來選擇簡(jiǎn)碼數(shù)據(jù)文件。這個(gè)文件的編碼必須按以下方法定義，具體例子見“DEMO”子目錄下的“ZHD.DAT”文件。</p><p><b>　　總點(diǎn)數(shù)</b></p><p>　　點(diǎn)號(hào)，M1, X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，高程 [其中，代碼為Mi表示道路中心點(diǎn)，代碼為i表示</p><p>　　點(diǎn)號(hào)，1， X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，高程 &

92、#160;    該點(diǎn)是對(duì)應(yīng)Mi的道路橫斷面上的點(diǎn)</p><p>　　……                       </p><p>

93、　　點(diǎn)號(hào)，M2，X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，高程</p><p>　　點(diǎn)號(hào)，2， X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，高程</p><p>　　……                       </

94、p><p>　　點(diǎn)號(hào)，Mi, X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，高程</p><p>　　點(diǎn)號(hào)，i,  X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，高程</p><p>　　……                   &

95、#160;   </p><p>　　注意：M1、M2、M3各點(diǎn)應(yīng)按實(shí)際的道路中線點(diǎn)順序，而同一橫斷面的各點(diǎn)可不按順序。</p><p>　?、?屏幕上彈出“輸入斷面里程數(shù)據(jù)文件名”的對(duì)話框，來選擇斷面里程數(shù)據(jù)文件。這個(gè)文件將保存要生成的里程數(shù)據(jù)。</p><p>　　命令行出現(xiàn)提示：輸入斷面序號(hào):<直接回車處理所有斷面>，如果輸入斷

96、面序號(hào)，則只轉(zhuǎn)換坐標(biāo)文件中該斷面的數(shù)據(jù)；如果直接回車，則處理坐標(biāo)文件中所有斷面的數(shù)據(jù)。</p><p>　　嚴(yán)格來說，生成里程文件還可以用手工輸入和編輯。手工輸入就是直接在文本中編輯里程文件，在某些情況下這比由圖面生成等方法還要方便、快捷。但此方法要求用戶對(duì)里程文件的結(jié)構(gòu)有較深的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　第二步：選擇土方計(jì)算類型。</p><p>　　① 用鼠標(biāo)點(diǎn)

97、取“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\道路斷面”。如圖3-6：</p><p>　　圖3-6 斷面土方計(jì)算子菜單</p><p>　　② 點(diǎn)擊后彈出對(duì)話框，道路斷面的初始參數(shù)都可以在這個(gè)對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置的，如圖3-7：</p><p>　　圖3-7  斷面設(shè)計(jì)參數(shù)輸入對(duì)話框</p><p>　　第三步：給定計(jì)算參數(shù)。</p>

98、<p>　　接下來就是在上一步彈出的對(duì)話框中輸入道路的各種參數(shù)，以達(dá)所需。</p><p><b>　?、?選擇里程文件：</b></p><p>　　點(diǎn)擊確定左邊的按鈕（上面有三點(diǎn)的），出現(xiàn)“選擇里程文件名”的對(duì)話框。選定第一步生成的里程文件。</p><p>　?、?橫斷面設(shè)計(jì)文件：橫斷面的設(shè)計(jì)參數(shù)可以事先寫入到一個(gè)文件中點(diǎn)擊：“

99、工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\道路設(shè)計(jì)參數(shù)文件”，彈出如圖3-8輸入界面。    </p><p>　　圖3-8道路設(shè)計(jì)參數(shù)輸入</p><p>　?、?如果不使用道路設(shè)計(jì)參數(shù)文件，則在圖3-7中把實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)填入各相應(yīng)的位置。注意：?jiǎn)挝痪鶠槊住?lt;/p><p>　?、?點(diǎn)“確定”按鈕后，彈出對(duì)話框：</p><p>

100、;　　圖3-9繪制縱斷面圖設(shè)置</p><p>　　系統(tǒng)根據(jù)上步給定的比例尺，在圖上繪出道路的縱斷面，</p><p>　?、?至此，圖上已繪出道路的縱斷面圖及每一個(gè)橫斷面圖，結(jié)果如圖3-10所示：</p><p>　　圖3-10 縱橫斷面圖成果示意圖</p><p>　　如果道路設(shè)計(jì)時(shí)該區(qū)段的中樁高程全部一樣，就不需要下一步的編輯工作了。但

101、實(shí)際上，有些斷面的設(shè)計(jì)高程可能和其它的不一樣，這樣就需要手工編輯這些斷面。</p><p>　　⑥ 如果生成的部分設(shè)計(jì)斷面參數(shù)需要修改，用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\修改設(shè)計(jì)參數(shù)”。如圖3-11：</p><p>　　圖3-11 修改設(shè)計(jì)參數(shù)子菜單</p><p><b>　　屏幕提示：</b></p><p>

102、　　選擇斷面線這時(shí)可用鼠標(biāo)點(diǎn)取圖上需要編輯的斷面線，選設(shè)計(jì)線或地面線均可。選中后彈出如下圖3-12所示對(duì)話框，可以非常直觀的修改相應(yīng)參數(shù)。</p><p>　　圖3-12 設(shè)計(jì)參數(shù)輸入對(duì)話框</p><p>　　修改完畢后點(diǎn)擊“確定”按鈕，系統(tǒng)取得各個(gè)參數(shù)，自動(dòng)對(duì)斷面圖進(jìn)行重</p><p>　?、?如果生成的部分實(shí)際斷面線需要修改，用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\斷面法土方

103、計(jì)算\編輯斷面線”功能。</p><p><b>　　屏幕提示：</b></p><p>　　選擇斷面線這時(shí)可用鼠標(biāo)點(diǎn)取圖上需要編輯的斷面線，選設(shè)計(jì)線或地面線均可（但編輯的內(nèi)容不一樣）。選中后彈出如圖3-13所示對(duì)話框，可以直接對(duì)參數(shù)進(jìn)行編輯。</p><p>　　圖3-13 修改實(shí)際斷面線高程</p><p>　　⑧

104、如果生成的部分?jǐn)嗝婢€的里程需要修改，用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\修改斷面里程”。</p><p><b>　　屏幕提示：</b></p><p>　　選擇斷面線這時(shí)可用鼠標(biāo)點(diǎn)取圖上需要修改的斷面線，選設(shè)計(jì)線或地面線均可。</p><p>　　斷面號(hào): X,里程: XX..XXX,請(qǐng)輸入該斷面新里程:  輸入新的里程即可完成修

105、改。</p><p>　　將所有的斷面編輯完后，就可進(jìn)入第四步。</p><p>　　第四步：計(jì)算工程量。</p><p>　　① 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\圖面土方計(jì)算”。如圖3-14：</p><p>　　圖3-14 圖面土方計(jì)算子菜單</p><p><b>　　命令行提示：</b&g

106、t;</p><p>　　選擇要計(jì)算土方的斷面圖：拖框選擇所有參與計(jì)算的道路橫斷面圖</p><p>　　指定土石方計(jì)算表左上角位置：在屏幕適當(dāng)位置點(diǎn)擊鼠標(biāo)定點(diǎn)。</p><p>　?、?系統(tǒng)自動(dòng)在圖上繪出土石方計(jì)算表，如圖3-15。</p><p>　　圖3-15 土石方計(jì)算表</p><p>　　③ 并在命令行提示

107、：</p><p>　　總挖方= XXXX 立方米，總填方= XXXX 立方米</p><p>　?、?至此，該區(qū)段的道路填挖方量已經(jīng)計(jì)算完成，可以將道路縱橫斷面圖和土石方計(jì)算表打印出來，作為工程量的計(jì)算結(jié)果。</p><p>　　二 場(chǎng)地?cái)嗝嫱练接?jì)算。</p><p>　　第一步：生成里程文件。</p><p>　

108、　在場(chǎng)地的土方計(jì)算中，常用的里程文件生成方法同8.2.2.1中由縱斷面線方法一樣，不同是在生成里程文件之前利用“設(shè)計(jì)”功能加入斷面線的設(shè)計(jì)高程。</p><p>　　第二步：選擇土方計(jì)算類型。</p><p>　?、?用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\場(chǎng)地?cái)嗝妗?。如圖3-16：</p><p>　　圖3-16 場(chǎng)地?cái)嗝孀硬藛?lt;/p><p&g

109、t;　　② 點(diǎn)擊后彈出對(duì)話框，道路的所有參數(shù)都是在下圖對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置的：</p><p>　　圖3-17 斷面設(shè)計(jì)參數(shù)輸入對(duì)話框</p><p>　　可能用戶會(huì)認(rèn)為這個(gè)對(duì)話框和道路土方計(jì)算的對(duì)話框是一樣的。實(shí)際上在這個(gè)對(duì)話框中，道路參數(shù)全部變灰，不能使用。只有坡度等參數(shù)才可用。</p><p>　　第三步：給定計(jì)算參數(shù)。</p><p>　

110、　接下來就是在圖3-17彈出的對(duì)話框中輸入各種參數(shù)。</p><p><b>　?、?選擇里程文件：</b></p><p>　　點(diǎn)擊確定左邊的按鈕（上面有三點(diǎn)的），出現(xiàn)“選擇里程文件名”的對(duì)話框。選定第一步生成的里程文件。</p><p>　?、?把橫斷面設(shè)計(jì)文件或?qū)嶋H設(shè)計(jì)參數(shù)填入各相應(yīng)的位置。注意：?jiǎn)挝痪鶠槊住?lt;/p><

111、;p>　　③ 點(diǎn)“確定”按鈕后，屏幕提示：</p><p>　　圖2-18斷面圖要素設(shè)置</p><p>　?、?點(diǎn)擊“確定”在圖上繪出道路的縱橫斷面圖，結(jié)果如圖3-19所示：</p><p>　　圖3-19縱橫斷面圖</p><p>　　如果道路設(shè)計(jì)時(shí)該區(qū)段的中樁高程全部一樣，就不需要下一步的編輯工作了。但實(shí)際上，有些斷面的設(shè)計(jì)高程可

112、能和其它的不一樣，這樣就需要手工編輯這些斷面。</p><p>　　⑤ 如果生成的部分?jǐn)嗝鎱?shù)需要修改，用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用\斷面法土方計(jì)算\修改設(shè)計(jì)參數(shù)”。</p><p><b>　　屏幕提示：</b></p><p>　　選擇斷面線這時(shí)可用鼠標(biāo)點(diǎn)取圖上需要編輯的斷面線，選設(shè)計(jì)線或地面線均可。彈出修改參數(shù)對(duì)話框則可以非常直觀的修改相應(yīng)參數(shù)。

113、</p><p>　　修改完畢后點(diǎn)擊“確定”按鈕，系統(tǒng)取得各個(gè)參數(shù)，自動(dòng)對(duì)斷面圖進(jìn)行修正，這一步驟不需要用戶干預(yù)。實(shí)現(xiàn)了“所改即所得”。</p><p>　　將所有的斷面編輯完后，就可進(jìn)入第四步。</p><p>　　第四步：計(jì)算工程量。</p><p>　　① 用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用”菜單下的“斷面法土方計(jì)算”子菜單中的“圖面土方計(jì)算”。如圖

114、3-20：</p><p>　　圖3-20 圖面土方計(jì)算子菜單</p><p><b>　　命令行提示：</b></p><p>　　選擇要計(jì)算土方的斷面圖：拖框選擇所有參與計(jì)算的道路橫斷面圖</p><p>　　指定土石方計(jì)算表左上角位置：在適當(dāng)位置點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵</p><p>　　② 系統(tǒng)自動(dòng)