大型不规则土方开挖量精确测定方法技术

本发明专利技术涉及土方开挖，尤其涉及一种土方开挖量的测定方法。一种大型不规则土方开挖量精确测定方法，它包括下列步骤：ａ、按不规则三角网采集原地面和设计面的离散高程三维坐标点的数据；ｂ、根据现场采集的三维坐标点建立原地面和设计面两套数据文件，利用ＣＡＳＳ软件建立设计空间复杂曲面的不规则三角网数字高程模型；ｃ、利用ＣＡＳＳ软件中的方格网法计算需开挖的土方量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土方开挖，尤其涉及一种土方开挖量的测定方法。
技术介绍
在基础建设中，一般都面临大型土方开挖，一般需要预先测量土方开挖量。对于一 些大型的，地表起伏大，呈不规则状的施工现场，如高尔夫球场土方造型、园林规划、公路工 程以及大型土石方工程。在施工中，土方量的测定目前常常延用较为传统的格网法、等高线 法和纵、横断面图法进行计算，此方法不但工作效率低，而且精确度也没有保证，因此，在施 工管理过程中没有体现出高效、便捷、准确的特点。在大型土石方搬运施工过程中，要想科 学合理的组织施工，避免不必要的土方重复搬运，同时也为了准确计量，就必须在施工前和 施工后对搬运的土方量进行较为准确测算，以便做好土方平衡工作。 近年来随着计算机技术的普及和推广，一些专业测绘软件也相继推出并应用到实 际施工中去，也充分发挥了高效、便捷的作用。但是，对于象高尔夫球场土方造型以及带有 园林景观效果的大型土石方工程来讲，如用其计测定土方量，则其测定的精确度还稍显不 足。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术的上述缺陷，提供一种大型不规则土方开挖量精确测定 方法。本专利技术有效降低施工成本，改善施工质量，不影响总工期。 本专利技术是这样实现的一种，它包括下列步 骤 a、按不规则三角网采集原地面和设计面的离散三维坐标点的数据； b、根据现场采集的三维坐标点建立原地面和设计面两套数据文件，利用CASS软件建立设计空间复杂曲面的不规则三角网数字高程模型； c、利用CASS软件中的方格网法计算需开挖的土方量。 所述的，所述步骤a是以全站仪或GPS来采 集原地面和设计面的离散三维坐标点数据的。 所述的，所述步骤a是按照一定间隔采集两 个复杂空间曲面上的三维坐标点以准确反应地形地貌的特征。 所述的，所述的采集任意两点间的间隔为 6-10米或2-5米。 所述的，所述步骤b中还包括内插三角网来 建立三角网数字高程模型。 所述的，所述步骤c包括在CASS软件中， cl、选择"工程应用"菜单栏中"方格网法土方计算"命令；弹出"输入高程坐标数 据文件名"对话框，选择并打开原地面的数据文件； c2、选择土方计算边界线； c3、输入计算格网宽度，生成格网行、列间隔； c4、然后提示选择设计面的三角网文件，弹出对话框选择并打开已生成设计面三 角网文件名； c5、显示土方挖填量计算结果。 所述的，所述c3中，输入的计算格网宽度值 为2米、3米或5米。 数字高程模型概念数字地面模型——DTM(Digital Terrain Model)是利用一 个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者 说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数 字描述。地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。 数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型(Digital ElevationModel，简称DEM)。 数字高程模型(DEM)主要表示模型在地理信息系统中，DEM最主要的三种表示模 型是规则格网模型，等高线模型和不规则三角网模型。 本专利技术利用不规则三角网模拟设计面建立DTM模型能够减少数据冗余量，并准确 直观反映设计面的地形地貌特征；从而可以解决原地面与设计面均为复杂空间曲面时的土 方量计算；本专利技术精度高、高效率、十分便捷，便于科学指导大型土石方搬运施工，使土方施 工更加具有可控性，避免土方不必要的重复搬运，节约施工成本，保证工期。具体实施例方式Cass软件是我国南方测绘公司开发的一款地籍地形成图软件，该软件提出等高线 法、DTM法、两工期间法和格网法等土方计算方法，土方量的计算功能十分强大。本申请人 在多年的高尔夫球场建造及其它土石方工程施工中，均采用Cass软件进行土方量计算，经 不断探究摸索，在该软件基础上总结一套土方计算方法。该方法不但能保证计算精度，而且 根据数据采集方式的要求不同能满足各类土石方工程的土方量计算，实际操作简便、灵活， 容易掌握。 具体说来本专利技术是利用全站仪或GPS现场实地采集原地面和设计面的离散三维 坐标点(x，y，z)的数据，要按照一定间隔采集两个复杂空间曲面上的三维坐标点(x，y，z)， 点间隔距离根据实际地形地貌而定，但要保证能准确反应地形地貌的特征。根据现场采集 的三维坐标点建立原地面和设计面两套dat格式的数据文件，利用CASS软件建立设计空间 复杂曲面的不规则三角网数字高程模型(DTM模型)，该模型能够准确直观模拟设计面的地 形地貌特征，在建立数字高程模型时软件自动生成为Sjw格式三角网数据文件，然后结合 软件中的方格网法计算土方量。 根据采样理论现场实地采集原地面、设计面的三维坐标点时，总体上依据采样间 隔按不规则三角网采样。对于地势平坦地区，点间距不大于io米，对于地形地貌起伏较大 区域要增加采样点的密度，点间距不大于5米，使得采样点的密度足够，分布合理，能够准 确描述地形地貌的实际状况，当需要增加三角网时，可采用内插法增加三角网。 内插三角网如测区范围内需要增加采集离散高程点时，把采集的数据通过内插的方法在已经建立的不规则三角网数字高程模型图上增建三角网。下面，以某高尔夫球场 的一球道果岭建造数据为例进行土方量计算的具体过程说明 在CASS软件中 1)选择"等高线"菜单栏中"由数据建立DTM"命令；弹出"输入数据文件名"对话 框，在对话框中选择并打开设计面*dat格式的数据文件；生成不规则三角网数字高程模型 (DTM)。 2)选择"工程应用"菜单栏中"方格网法土方计算"命令；弹出"输入高程坐标数 据文件名"对话框，选择并打开原地面*dat格式的数据文件；选择土方计算边界线；输入计 算格网宽度，该宽度与实地采样宽度无关，仅是生成格网行、列间隔；然后提示选择设计面 承sjw格式的三角网文件，弹出对话框选择并打开已生成设计面三角网文件名；显示土方挖 填量计算结果。 CASS软件进行土方量计算时同时采用三种规则即梯形规则、辛普森规则和辛普森 3/8规则计算土方，最终计算结果为三种规则计算结果的平均值。计算时，软件自动对计算 区域内原地面和设计面的离散高程点数据进行格网化，这时应当注意的是，格网化后的行、 列间距(AL)是相同的，行列间距约小计算精度越高。 对原地面和设计面的离散高程点数据进行格网化后，除显示土方挖填量外，还显 示第i行、j列点的原地面高程H原(i， j)、设计面高程H设(i，j)， Ah二H设(i，j)-H原 (i，j)，若AhX)，则该网格点为挖方；若Ah〈0，则该网格点为填方。各网格点高程中误 差mh独立不相关，而土方计算量的中误差mv与网格点高程中误差有关，根据误差传播定律 可推出土方量计算中误差公式，如下表所示。 土方量计算中误差公式 <table>table see original document page 5</column></row><table> 由公式可以看出，土方量计算精度主要由格网化行列间距AL和网格化点高程精 度决定。其中AL是在计算时输入数字，可控性强，一般选择AL二2米、3米、5米即可。而 网格化点高程精度受原始数据精度如采样密度、采样点分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型不规则土方开挖量精确测定方法，其特征在于，它包括下列步骤：ａ、按不规则三角网采集原地面和设计面的离散三维坐标点的数据；ｂ、根据现场采集的三维坐标点建立原地面和设计面两套数据文件，利用ＣＡＳＳ软件建立设计空间复杂曲面的不规则三角网数字高程模型；ｃ、利用ＣＡＳＳ软件中的方格网法计算需开挖的土方量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王殿涛，高德宪，王瑜，
申请(专利权)人：中国二十冶建设有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]