土方工程量計算幾種比較經(jīng)常計算土方量的方法有：公式法預(yù)估、方格網(wǎng)法、等高線法、斷面法、DTM法、區(qū)域土方量平衡法和平均高程法等。公式法預(yù)估方法原理：即把地形近似的假定為錐體、棱臺、球缺、圓臺等幾何體，利用立體幾何公式計算土方量此法簡單易于操作但精確度差，所以一般多用于方案規(guī)劃、設(shè)計階段的土方量估算。方格網(wǎng)法方法原理：系統(tǒng)將方格的四個角上的高程相加（如果角上沒有高程點，通過周圍高程點內(nèi)插得出其高程），取平均值與設(shè)計高程相減。然后通過指定的方格邊長得到每個方格的面積，再用長方體的體積計算公式得到填挖方量。方格網(wǎng)法計算的設(shè)計面可以是平面或斜面（A.一個方向放坡：斜面【基準(zhǔn)點】、B.二個不同方向放坡：斜面【基準(zhǔn)線】），也可以是多個坡面（利用三角網(wǎng)文件完成），能夠滿足不同情況下的土方計算，尤其是在處理多級放坡非常出色。等高線法方法原理：兩條等高線所圍面積可求，兩條等高線之間的高差已知，可求出這兩條等高線之間的土方量。適用于用戶將白紙圖掃描矢量化后得到的圖形，因為這樣的圖形沒有高程數(shù)據(jù)文件，所以無法用前面的幾種方法計算土方量。用等高線法可計算任兩條等高線之間的土方量，但所選等高線必須閉合。山體水?dāng)嗝娣ǚ椒ㄔ恚旱缆窋嗝?、場地斷面、任意斷面、二斷面線間土方計算。其工作原理為根據(jù)縱斷面上各個里程處實際測量的地面橫斷面線與設(shè)計橫斷面線，獲得各個里程處的橫斷面的填挖面積，并由相鄰兩橫段面的間距計算出土石方量，最終匯總出縱斷面上所有兩相鄰橫斷面間的土石方量，并繪出土石方量計算表。DTM法方法原理：根據(jù)實測的地面點坐標(biāo)(X，Y，Z)和設(shè)計高程，建立三角網(wǎng)并計算每一個三棱錐的填挖方量，最后累加得到指定范圍內(nèi)填挖方量，并繪制出填挖分界線。DTM法主要適用于設(shè)計面為平面或單一斜面情況，DTM法可以進行坡邊設(shè)置，根據(jù)坡度及放坡方向計算填挖方量，因此可用于道路施工的土方測量；DTM法還可以將兩次觀察數(shù)據(jù)建模后疊加（藍色部分表示高程已經(jīng)變化，紅色部分表示沒有變化），因此可用于計算同一區(qū)域兩時期間的土方量變化。利用DTM法進行土方計算時，應(yīng)該對已經(jīng)生成的三角網(wǎng)進行必要的添加和刪除，使結(jié)果更接近實際地貌。同時，用三角網(wǎng)法進行土方量計算時，不要求給定區(qū)域邊界，系統(tǒng)會分析所有被選取三角形，因此在選擇三角形時要注意不要漏選或多選，否則會造成計算結(jié)果出錯。區(qū)域土方量平衡法平均高程法方法原理：測量時隔5/10/20m測1個碎步點,把所有的碎步點高程相加取平均,作為該測區(qū)平均高程。該方法通常被施工單位采用,但該方法誤差較大。方格網(wǎng)法簡便直觀、易于掌握、通用性強、適用面廣，但美中不足的是復(fù)雜地形的土方量計算精度相對不高，不及DTM法的精度。方格網(wǎng)法是很多業(yè)主單位很青睞的方法，因為可以用筆或計算器來直接進行復(fù)核審查，這里進行深入介紹。8.1.方格網(wǎng)土方計算操作步驟：A.離散點采集：方法一：導(dǎo)入.Dat文件方法二:三維模型刺點注意：根據(jù)注記修改高程場地范圍線用復(fù)合線畫出所要計算土方的區(qū)域，一定要閉合，但是盡量不要擬合。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(jié)果的精度。建立三角網(wǎng)方格網(wǎng)土方計算E.CASS方格網(wǎng)法土方計算成果中不同顏色注記的意義黃色：方格網(wǎng)交點處的平均地面高程（通過距離方格交點處最近的地面高程數(shù)學(xué)擬合內(nèi)插法推算而得）。藍色：場地平整設(shè)計高程（即平場目標(biāo)高程或基準(zhǔn)設(shè)計高程）。紫色：平均地面高程與設(shè)計高程之間的高差。紅色：展點的高程。

2三角網(wǎng)的調(diào)整

第二步，根據(jù)地形特征信息對初級三角網(wǎng)進行網(wǎng)形調(diào)整。這樣可使得建模流程思路清晰，易于實現(xiàn)。

⑴地性線的特點及處理方法

所謂地性線就是指能充分表達地形形狀的特征線地性線不應(yīng)該通過TIN中的任何一個三角形的內(nèi)部,否則三角形就會“進入”或“懸空”于地面,與實際地形不符,產(chǎn)生的數(shù)字地面模型(DTM)有錯。

當(dāng)?shù)匦跃€與一般地形點一道參加完初級構(gòu)網(wǎng)后，再用地形特征信息檢查地性線是否成為了初級三角網(wǎng)的邊，若是，則不再作調(diào)整；否則，按圖6作出調(diào)整?？傊獎?wù)必保證TIN所表達的數(shù)字地面模型與實際地形相符。

圖4在TIN建模過程中對地性線的處理

如圖4（a）所示，為地性線，它直接插入了三角形內(nèi)部，使得建立的TIN偏離了實際地形，因此需要對地性線進行處理，重新調(diào)整三角網(wǎng)。

圖4（b）是處理后的圖形，即以地性線為三角邊，向兩側(cè)進行擴展，使其符合實際地形。

⑵地物對構(gòu)網(wǎng)的影響及處理方法

等高線在遭遇房屋、道路等地物時需要斷開，這樣在地形圖生成TIN時，除了要考慮地性線的影響之外，更應(yīng)該顧及到地物的影響。一般方法是：先按處理地形結(jié)構(gòu)線的類似方法調(diào)整網(wǎng)形；然后，用“垂線法”判別閉合特征線影響區(qū)域內(nèi)的三角形重心是否落在多邊形內(nèi)，若是，則消去該三角形(在程序中標(biāo)記該三角形記錄)；否則保留該三角形。經(jīng)測試后，去掉了所有位于地物內(nèi)部之三角形，從而在特征線內(nèi)形成“空白地”。

⑶陡坎的地形特點及處理方法

遭遇陡坎時，地形會發(fā)生劇烈的突變。陡坎處的地形特征表現(xiàn)為：在水平面上同一位置的點有兩個高程且高差比較大；坎上坎下兩個相鄰三角形共享由兩相鄰陡坎點連接而成的邊。當(dāng)構(gòu)造TIN時，只有顧及陡坎地形的影響，才能較準(zhǔn)確的反映出實際地形。

對陡坎的處理如圖所示：

圖5對陡坎的處理

如圖5（a）所示，點1~4為實際測量的陡坎上的點，每個點其實有兩個高程值，不符合實際的地形特征。在調(diào)整時將各點沿坎下方向平移了1mm，得到了5~8各點，其高程值根據(jù)地形圖量取的坎下比高計算得到。將所有的坎上、坎下點合并連接成一閉合折線，并分別擴充連接三角形，即得到調(diào)整后的圖5（b）。在一些地形相對平緩，高差變化不大的環(huán)境，便于大范圍的數(shù)據(jù)采集，方格網(wǎng)法能夠在這樣的環(huán)境下合理應(yīng)用所采集的點位信息，保證計算結(jié)果的精確。方格網(wǎng)法計算土方量的過程中，在對點位數(shù)據(jù)采集到位的前提下，方格寬度越小，其計算精度也將來得到提高。但如果給的值太小，超過了野外采集的點的密度也是沒有實際意義的。在點位數(shù)據(jù)有限的情況下，合理地根據(jù)實際情況選取設(shè)定方格網(wǎng)的寬度是決定其計算精度的關(guān)鍵。南方CASS方格網(wǎng)計算土方量流程總結(jié)一、方格網(wǎng)計算由三個要素組成：計算范圍+原地面標(biāo)高數(shù)據(jù)文件+完成面標(biāo)高三角網(wǎng)二、計算范圍計算范圍一定要用復(fù)合線（PL）畫，且最后閉合（CAD按c閉合）；三、生成原地面標(biāo)高數(shù)據(jù)文件要將原地面標(biāo)高生成高程點坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件（*.dat），方法有以下2種：1、原地面標(biāo)高生成高程點坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件（*.dat）。2、三維模型采集注意：原地面高程點所在圖層不要有完成面標(biāo)高存在，否則計算結(jié)果不準(zhǔn)確！四、生成完成面標(biāo)高三角網(wǎng)文件要將完成面標(biāo)高生成三角網(wǎng)文件（*.sjw）1、首先要生成完成面標(biāo)高數(shù)據(jù)文件（*.dat）,步驟同上生成原地面標(biāo)高數(shù)據(jù)文件；2、接著生成三角網(wǎng)：第一步：建立DTM模型，可以由已有設(shè)計標(biāo)高數(shù)據(jù)文件或圖面高程點生成。步驟：等高線——建立DTM——（由已有數(shù)據(jù)文件或圖面高程點生成）；第二步：建立三角網(wǎng)并生成三角網(wǎng)文件；步驟：等高線——三角網(wǎng)存取——寫入文件（*.sjw）五、方格網(wǎng)法計算過程步驟：工程應(yīng)用——方格網(wǎng)法土方計算——確定范圍——高程點數(shù)據(jù)文件*.dat（原地面）——三角網(wǎng)文件*.sjw(完成面)。常見問題和解決方法如下：方格網(wǎng)法土方計算的格網(wǎng)起點如何確定？執(zhí)行正方形網(wǎng)格土方計算命令后，命令行上會出現(xiàn)如下圖所示的提示。首先選擇計算區(qū)域的邊界線，然后軟件自動計算所選區(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。您也可以在此時指定網(wǎng)格的起點，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。同一個計算區(qū)域，同一套設(shè)計參數(shù)，多次計算，為什么會得到不同的計算結(jié)果？CASS默認(rèn)方格網(wǎng)的起點隨機選定，所以同一個計算區(qū)域，同一套設(shè)計參數(shù)。多次計算的方格網(wǎng)起點可能都不相同，導(dǎo)致不同的計算結(jié)果?？煞裼糜趦善谕练接嬎悖亢芏嘤脩粝矚g用CASS的方格網(wǎng)土方計算里的第三種，設(shè)計面是“三角網(wǎng)”來計算兩期土方量。用此法計算，對于三角網(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)計數(shù)據(jù)，三角網(wǎng)的網(wǎng)形問題將不會受到重視，這將導(dǎo)致土方計算結(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，我們才能保存三角測量文件進行土方計算，這樣結(jié)果才會準(zhǔn)確。對于設(shè)計三角網(wǎng)文件的邊界與網(wǎng)格的計算范圍不完全相等的處理，我們可以使用菜單“等高線——查詢指定點的高程”，在網(wǎng)格計算范圍的邊界線上插值計算足夠的高程點，并使用這些點和范圍線內(nèi)的點生成一個與地形完全匹配的正確的三角網(wǎng)文件，可以在兩個周期內(nèi)進行土方計算，完全沒有問題。PS:CASS的新手用戶不推薦使用這種方法來計算兩個階段的土方量。不掌握數(shù)據(jù)處理方法和原始數(shù)據(jù)會造成計算結(jié)果的較大偏差。計算結(jié)果會與手工計算不同嗎？有些用戶會手工統(tǒng)計每個網(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)果與中國社會科學(xué)院自動計算的結(jié)果不同。在中國社會科學(xué)院，每個方塊中顯示的填充和挖掘量受小數(shù)位數(shù)的限制。在實際操作中，它是由實際數(shù)據(jù)計算出來的。也就是說，實際數(shù)據(jù)精確到小數(shù)點后第四位，計算結(jié)果也是如此。在菜單“文件-CASS參數(shù)設(shè)置-測量參數(shù)-高級設(shè)置”中，可以設(shè)置計算的小數(shù)位數(shù)。CASS參數(shù)設(shè)置如果軟件自動內(nèi)插的實地高程值，與實際值出入很大，如何處理？當(dāng)土方計算涉及的高程點數(shù)據(jù)不夠密集時。或者當(dāng)選擇的網(wǎng)格不合適時，CASS自動插值生成的網(wǎng)格點的場高程值與實際值會有很大的差異。CASS9.1增加了菜單功能“工程應(yīng)用-方格網(wǎng)土方計算-根據(jù)注釋重新計算”。修改已生成網(wǎng)格的圖形上網(wǎng)格點的設(shè)計高程或插值高程。根據(jù)修改后的數(shù)據(jù)重新計算土方量。計算過程如下圖所示。修改前的方格修改后的方格