東英測(cè)繪—南方CASS土方計(jì)算方格網(wǎng)法

一、概述

在我們的日常工作中，遇到大量的土方修正算的相關(guān)咨詢，為什么CASS的方格網(wǎng)土方修正算，方格設(shè)定為10米和20米，修正算結(jié)果有很大差異呢？從軟件計(jì)算原理、數(shù)據(jù)質(zhì)量等方面進(jìn)行分析，讀了這篇文章，與大家分享。

逐漸積累數(shù)了大量CASS的土方計(jì)算應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，下面從適用土方工程、計(jì)算原理、常見問題來講講CASS方格網(wǎng)土方計(jì)算。

一句話就知道方格網(wǎng)法簡(jiǎn)便直觀，操作方便，手工管理方便，因此該方法在實(shí)際工作中應(yīng)用非常廣泛。

二、適用土方工程

適用于土方工程的設(shè)計(jì)面是平面、是斜面和不規(guī)則面。

不規(guī)則的土方

三、計(jì)算原理

當(dāng)設(shè)計(jì)曲面是平面時(shí)，輸入目標(biāo)高程，即平場(chǎng)高程。設(shè)置網(wǎng)格的寬度，點(diǎn)擊“確定”得到計(jì)算結(jié)果；當(dāng)設(shè)計(jì)面傾斜時(shí)，可以選擇“參考點(diǎn)”和“參考線”；當(dāng)設(shè)計(jì)圖面不規(guī)則時(shí)，選擇三角剖分文件。注意：這里的三角測(cè)量文件指的是三角測(cè)量文件(*)。sjw)由設(shè)計(jì)圖面的高程點(diǎn)生成。

方格網(wǎng)土方計(jì)算界面

按網(wǎng)格計(jì)算土方量：根據(jù)實(shí)地測(cè)量的地面點(diǎn)坐標(biāo)(x，y，z)和設(shè)計(jì)標(biāo)高，通過生成網(wǎng)格計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的填挖方量，最終累計(jì)指定范圍內(nèi)的填挖方量，并繪制填挖方邊界線。CASS首先減去網(wǎng)格四個(gè)角上的實(shí)際高程和設(shè)計(jì)高程(如果角上沒有高程點(diǎn)，則通過插值周圍的高程點(diǎn)得到高程)，并將得到的值進(jìn)行平均。然后，通過網(wǎng)格的指定邊長(zhǎng)得到每個(gè)網(wǎng)格的面積，再利用長(zhǎng)方體的體積計(jì)算公式得到填挖方量。

方格網(wǎng)土方計(jì)算詳解

PS：總是想弄明白計(jì)算原理的各位朋友，記得收藏這張圖。

四、常見問題探討

經(jīng)常被問到的問題和解決方法如下：

（1）方格網(wǎng)法的計(jì)算范圍線是否可以擬合？

不可以。在CASS中，方格網(wǎng)法土方計(jì)算的范圍線是閉合的不擬合多段線。如果用擬合的多段線。軟件會(huì)彈出如圖3對(duì)話框，將其按設(shè)置的內(nèi)插角度變?yōu)檎劬€。

（2）方格網(wǎng)法土方計(jì)算的格網(wǎng)起點(diǎn)如何確定？

執(zhí)行正方形網(wǎng)格土方計(jì)算命令后，命令行上會(huì)出現(xiàn)如下圖所示的提示。首先選擇計(jì)算區(qū)域的邊界線，然后軟件自動(dòng)計(jì)算所選區(qū)域的最大和最小高程值。然后讓用戶指定網(wǎng)格的起始位置，直接輸入或右鍵單擊，這是默認(rèn)的默認(rèn)位置。您也可以在此時(shí)指定網(wǎng)格的起點(diǎn)，并在繪圖區(qū)域中選擇它。如果要生成特定方向的傾斜網(wǎng)格，也可以在下一步中選擇網(wǎng)格的傾斜方向。

（3）同一個(gè)計(jì)算區(qū)域，同一套設(shè)計(jì)參數(shù)，多次計(jì)算，為什么會(huì)得到不同的計(jì)算結(jié)果？

CASS默認(rèn)方格網(wǎng)的起點(diǎn)隨機(jī)選定，所以同一個(gè)計(jì)算區(qū)域，同一套設(shè)計(jì)參數(shù)。多次計(jì)算的方格網(wǎng)起點(diǎn)可能都不相同，導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。

（4）設(shè)計(jì)面是斜面的如何指定方向

在CASS中的方格網(wǎng)法土方計(jì)算中，設(shè)計(jì)面是斜面的，分為兩種情況。一種是基準(zhǔn)點(diǎn)、一種是基準(zhǔn)線。

操作界面

基準(zhǔn)點(diǎn)：適用于單坡土方工程。輸入坡度后，單擊“拾取”按鈕并選擇放坡參考點(diǎn)。然后指定一個(gè)向下的點(diǎn)。也就是說，從參考點(diǎn)開始，沿著這個(gè)方向，坡度高程逐漸減小。如果坡度設(shè)置為從北到南，高程將隨著北坐標(biāo)的減小而減小。從參考點(diǎn)開始，在垂直南方向稍微點(diǎn)一下，以確定坡度設(shè)定方向。

基線：適用于雙坡邊坡土方工程。例如，基于建筑場(chǎng)地邊線本身的坡度有一個(gè)坡度。參考線方向的坡度反映在兩個(gè)參考點(diǎn)之間的設(shè)計(jì)高差中。其余的操作過程與“參考點(diǎn)”相同。

基準(zhǔn)點(diǎn)放坡示意圖

PS：不知道如何指定放坡線的朋友，請(qǐng)仔細(xì)看看此圖。

（5）可否用于兩期土方計(jì)算？

很多用戶喜歡用CASS的方格網(wǎng)土方計(jì)算里的第三種，設(shè)計(jì)面是“三角網(wǎng)”來計(jì)算兩期土方量。用此法計(jì)算，對(duì)于三角網(wǎng)文件中三角網(wǎng)的網(wǎng)形的組成，有特定的要求，請(qǐng)看下圖的例子：

上圖中的高程數(shù)據(jù)都是一樣的，但是三角網(wǎng)的形狀不同，會(huì)導(dǎo)致圖中黑圈中心的地面高程有很大的差異。在這種情況下，如果使用相同的數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，三角網(wǎng)的網(wǎng)形問題將不會(huì)受到重視，這將導(dǎo)致土方計(jì)算結(jié)果的巨大差異。因此，如果我們使用這種方法，我們必須注意，在保存三角測(cè)量文件之前，我們必須繪制等高線來檢查地形的重合度。只有當(dāng)完全重合時(shí)，我們才能保存三角測(cè)量文件進(jìn)行土方計(jì)算，這樣結(jié)果才會(huì)準(zhǔn)確。

對(duì)于設(shè)計(jì)三角網(wǎng)文件的邊界與網(wǎng)格的計(jì)算范圍不完全相等的處理，我們可以使用菜單“等高線——查詢指定點(diǎn)的高程”，在網(wǎng)格計(jì)算范圍的邊界線上插值計(jì)算足夠的高程點(diǎn)，并使用這些點(diǎn)和范圍線內(nèi)的點(diǎn)生成一個(gè)與地形完全匹配的正確的三角網(wǎng)文件，可以在兩個(gè)周期內(nèi)進(jìn)行土方計(jì)算，完全沒有問題。

PS:CASS的新手用戶不推薦使用這種方法來計(jì)算兩個(gè)階段的土方量。不掌握數(shù)據(jù)處理方法和原始數(shù)據(jù)會(huì)造成計(jì)算結(jié)果的較大偏差。

(6)計(jì)算結(jié)果會(huì)與手工計(jì)算不同嗎？

有些用戶會(huì)手工統(tǒng)計(jì)每個(gè)網(wǎng)格的填挖方量，然后匯總最終的工程填挖方量。發(fā)現(xiàn)其結(jié)果與中國(guó)社會(huì)科學(xué)院自動(dòng)計(jì)算的結(jié)果不同。在中國(guó)社會(huì)科學(xué)院，每個(gè)方塊中顯示的填充和挖掘量受小數(shù)位數(shù)的限制。在實(shí)際操作中，它是由實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算出來的。也就是說，實(shí)際數(shù)據(jù)精確到小數(shù)點(diǎn)后第四位，計(jì)算結(jié)果也是如此。在菜單“文件-CASS參數(shù)設(shè)置-測(cè)量參數(shù)-高級(jí)設(shè)置”中，可以設(shè)置計(jì)算的小數(shù)位數(shù)。

CASS參數(shù)設(shè)置

（7）如果軟件自動(dòng)內(nèi)插的實(shí)地高程值，與實(shí)際值出入很大，如何處理？

當(dāng)土方計(jì)算涉及的高程點(diǎn)數(shù)據(jù)不夠密集時(shí)。或者當(dāng)選擇的網(wǎng)格不合適時(shí)，CASS自動(dòng)插值生成的網(wǎng)格點(diǎn)的場(chǎng)高程值與實(shí)際值會(huì)有很大的差異。CASS9.1增加了菜單功能“工程應(yīng)用-方格網(wǎng)土方計(jì)算-根據(jù)注釋重新計(jì)算”。修改已生成網(wǎng)格的圖形上網(wǎng)格點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程或插值高程。根據(jù)修改后的數(shù)據(jù)重新計(jì)算土方量。計(jì)算過程如下圖所示。

修改前的方格

修改后的方格

根據(jù)注記重新計(jì)算后的方格

(8)如何選擇網(wǎng)格的大小？

軟件網(wǎng)格的默認(rèn)長(zhǎng)度為20m。一般來說，這種尺寸便于施工。并不是網(wǎng)格越小，計(jì)算越精確。如果多個(gè)測(cè)量的高程點(diǎn)均勻分布在每個(gè)網(wǎng)格中，請(qǐng)根據(jù)高程點(diǎn)的密度選擇網(wǎng)格的大小。這個(gè)網(wǎng)格大小是合理的。

(9)哪些項(xiàng)目不能用網(wǎng)格法計(jì)算？

無法處理有島嶼的項(xiàng)目。例如，在一個(gè)大的平坦的領(lǐng)域，有幾個(gè)小坑和池塘，不需要參與計(jì)算；超過兩個(gè)坡度的斜坡不能同時(shí)處理。如扇形弧形斜坡；不能處理的，只有邊坡的方向和坡度，邊坡工程沒有邊坡的范圍。

五、總結(jié)

關(guān)于CASS方格網(wǎng)土方計(jì)算的那些事，就說到這里了。南方CASS的功能還是十分強(qiáng)大，在數(shù)字成圖方面也足夠?qū)I(yè)，能夠滿足我們測(cè)量專業(yè)的使用需求，但是它同樣也有一些不足。增加了許多的專用工具和符號(hào)，為數(shù)字化測(cè)量和成圖帶來了很大的方便。但在應(yīng)用中存在著許多注意事項(xiàng)和技巧，正確的使用這些工具和技巧，可以達(dá)到事半功倍的效果。

以上就是南方CASS土方計(jì)算方格網(wǎng)法，如果你還有什么不了解的地方，歡迎留言或者在線咨詢，我們會(huì)及時(shí)與您聯(lián)系。東英測(cè)繪儀器有限公司提供RTK/GPS、全站儀、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、無人機(jī)等測(cè)繪儀器的銷售、租賃、檢定、校正、維修等服務(wù)，也承接測(cè)繪培訓(xùn)與各種內(nèi)外業(yè)工程測(cè)量任務(wù)，有相關(guān)的需要了解都可以留言或者在線咨詢我們，我們將詳細(xì)為你解答。