cass70土方量計算方法的比較

cass70土方量計算方法的比較

通過算術成本計算的方法是節(jié)水工程的重要組成部分，直接關系到項目的成本。土方量的計算是個復雜的問題,會受到場地平整時的坡度、計算方法、施工驗收方法、土的松散系數(shù)以及高程誤差等因素的影響1面線斷面圖及等高線法方格網(wǎng)法是土方量計算最基本的方法之一。該方法計算土方量時,通常將地面分成規(guī)則的矩形地塊,細分到每一網(wǎng)格的地塊高程相等斷面法是根據(jù)計算體積的范圍,以一定的間距等分場地,并作斷面;按照設計高程與地面線所組成的斷面圖,計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間距等高線法是利用圖上封閉的等高線來計算土方量,先計算出兩條相鄰等高線所圍成的面積,乘以這兩條相鄰等高線間的高程差,求出這兩條相鄰等高線圍成的墩臺形的土方量,再通過累加計算出指定范圍內的土方量。數(shù)字地面模型(DTM)法是根據(jù)實測地面點坐標(X,Y,Z)和設計高程,生成不規(guī)則三角網(wǎng)來計算每個三棱錐的填挖方量。采用DTM法時,地表被模擬成許多不規(guī)則的三角形斜面,每個三角形覆蓋的范圍就是體積微元,每個體積微元的地形被簡化成三棱錐,通過計算每個三棱錐的填挖方量,最后累加計算出指定范圍內的填挖方量2計算填方及挖方量的計算以某公園沙灘整治工程中的土方量計算為例,該工程整治范圍約13萬m表中序號1~6項均采用方格網(wǎng)法,用方格網(wǎng)法計算土方量,設計面可以是水平的,也可以是傾斜的,還可以是實測地形生成的三角網(wǎng)。計算時,先用復合線畫出所要計算土方的閉合區(qū)域(一定是閉合而不是擬合,因為擬合過的曲線在進行土方計算時會用折線迭代,影響計算結果的精度)。序號1、2、3項在計算時假定設計面為平面,設計高度為7m(該案例最大高程值不超過7m),分別計算出整治前后的填方量,相減即得到回填方量。此法適合于只有填方或只有挖方的工程計算(如果某工程同時存在挖方和填方,計算結果會有部分抵消)。序號4、5、6項以整治后的實測數(shù)據(jù)生成的三角網(wǎng)為設計面。計算過程是先以整治后的實測結果生成整治后.sjw文件,選擇設計面為三角網(wǎng),打開整治后.sjw,設置方格寬度分別為20m、10m、5m。序號7采用DTM法,先分別生成整治前.sjw和整治后.sjw,然后選擇計算兩期土方量,導入整治前.sjw和整治后.sjw,系統(tǒng)經過約1h等待后得到總的挖填方量,同時每個三角網(wǎng)的挖填方量保存在dtmtf.log文件中。序號8采用ArcGIS10地形轉柵格法,作為橫向比較參考。該地形轉柵格法采用迭代有限差分插值技術,可將點、線和面數(shù)據(jù)插值成符合真實地表的柵格表面,專門用于創(chuàng)建符合真實地表的DEM斷面法和等高線法不適用于本工程,此處不贅述。計算結果誤差分析如表2所示。該整治工程以填方為主。雖然受海流影響,局部如東面近海一側因海水浸蝕會產生少許挖方量,但比例極少,故忽略對挖方量的誤差分析。從表2可以看出,無論是與CASS平均值比較,還是與ArcGIS10的地形轉柵格法計算方法比較,本案例中方格寬度設置為10m的方格網(wǎng)法誤差最小。此方法操作簡單,當需要分別計算填、挖方量時,宜采用設計面為三角網(wǎng)計算,當只需計算回填方時,可采用設計面為平面計算。DTM法計算精度高,但計算時間較長,計算結果保存在dtmft.log文件中,查看不夠直觀。本例中方格網(wǎng)法(設置方格寬度5m)與DTM法計算結果最為接近,巧合的原因在于本案例實測點距正好大約5m。3格網(wǎng)法的精度土方量計算是一種近似算法,不同的計算方法,或者不同的參數(shù)設置都會導致計算結果不同。計算精度主要取決于數(shù)據(jù)采集的精度和密度。在進行數(shù)據(jù)采集時,高程點分布要均勻,并注意地貌特征點、地形變換點的選擇,對高程不足的地方必須根據(jù)實際情況補加。方格網(wǎng)法的精度取決于數(shù)據(jù)采集的密度和方格網(wǎng)的大小設置。對地形起伏大的網(wǎng)格,可以通過加密網(wǎng)格的方法提高計算精度。方格大小默認為20m×20m,也可以根據(jù)場地大小或野外采集點密度自行設置。一般說來,方格的寬度越小,計算精度越高。但如果方格寬度設置過小,超過野外采集點的密度也沒有實際意義。從本例可以看出,當方格大小設置適中時誤差最小,過大或過小都不合適。DTM法的精度取決于采樣密度、測量誤差、地形類別、高程點數(shù)目和位置等,特別是地形特征點必須采集到。使用DTM法計算時要先根據(jù)采集的高程數(shù)據(jù)文件建立三角網(wǎng),并對已經生成的三角網(wǎng)進行必要的編輯。斷面法的精度只有當兩相鄰斷面面積S等高線法的精度主要由矢量化后得到的地形圖的精度決定。一般此方法計算得到的精度較差,當?shù)孛嫫鸱^大、坡度變化較多,且地形圖精度較高時可考慮采用4主要計算土壤條件方格網(wǎng)法簡便直觀,易于操作。適于地形起伏較小、坡度變化平緩的場地,如土地平整,塘、河填挖等大面積土方量估算。DTM法計算精度高,適用范圍最廣,每個三角網(wǎng)都是由實測點連接而成,能較好地反映地形地貌特征,是土方量計算中最常用方法之一,不管是平坦地區(qū)還是起伏較大山地都有很大優(yōu)勢,常