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摘 要

土石方计算方法在水利交通、道路建设、土地开发等投资项目中占有至关重要的地位。所选取的测量方式以及计算精度直接影响施工进度和预算，各式工程由于地形限制对于设计方案的选择和施工的要求也不同。现实生活中的项目工程由于缺乏土方量计算的精确性，纠纷也时有发生，因此提出切实可行的土石方计算方案刻不容缓。本文对DTM法、方格网法、断面法和等高线法进行了原理阐述和分析比较，并结合工程案例，研究了方格网法与DTM法的实际应用。简言之，DTM法精度更高，而方格网法的成果直观易懂。

关键词：数字地形图 土石方 计算

Digital Topographic Map Is Used in Earth Volume Calculation

Abstract

Earthworkcalculation method occupy a crucial position in the water conservancy transportation, road construction, land development and other investment projects. The selected measurement method and the calculation accuracy directly affect the construction schedule and budget. All kinds of engineering due to the terrain restrictions for the design scheme choice and construction requirements are also different. Real life projects often dispute, due to the lack of accuracy of earthwork calculation. Therefore put forward the feasible scheme of earthwork calculationis very urgent.This article have carried on the principle and the analysis comparison to DTM method, the grid method, the section method and the contour line method, and the practical application of the grid method and DTM method is studied with the engineering case.In short, the accuracy of DTM method is higher, and the results of the grid method are intuitive and easy to understand.

Key Words:Digital topographic map; earthwork; calculation

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究的目的和意义 1

1.2 研究思路和技术方法 1

第二章 土方计算方法的介绍与操作步骤 2

2.1 土方量计算的原理 2

2.2 土方计算方法的介绍 2

2.2.1 DTM法 2

2.2.2 方格网法 3

2.2.3 断面法 4

2.2.4 等高线法 5

2.3 DTM法土方计算 5

2.3.1 根据坐标计算 6

2.3.2 根据图上高程点计算 6

2.3.3 根据图上的三角网计算 7

2.4 方格网法土方计算 7

2.4.1 设计面是平面时的操作步骤 7

2.4.2 设计面是斜面时的操作步骤 8

2.4.3 设计面是三角网文件时的操作步骤 8

2.5 断面法土方计算 8

2.6 等高线法土方计算 9

第三章 东郊小镇土方计算实例 10

3.1 DTM法与方格网法计算方法对比 10

3.1.1 DTM法土方计算 10

3.1.2 方格网法土方计算 13

3.1.3 两种方法的计算结果对比 14

3.2 分期计算 16

3.2.1 计算方法简介 16

3.2.2 分期计算过程 16

3.2.3 土方平衡 18

第四章 结论与展望 20

4.1 结论 20

4.2 展望 21

参考文献 22

致谢 23

第一章 绪论

1.1 研究的目的和意义

土石方计算在工程测量施工中是我们常常会接触到的工作。平整施工场地之前进行的土石方测算的测绘工作被我们称作土石方工程测量。测量土石方的目的，是为了计算施工区域所需填挖的土石方数量。土石方的测量、计算具有多样性，它会直接影响到工程施工中工程量预算、施工安排以及编制组织设计，正是由于它直接关系到工程的费用概算及施工方案选优，因此工程施工前的策划阶段必须对严格计算土石方量。现如今人们越来越关心施工单位如何依据原有的数字地形数据以及测量单位现场测勘察出的地形数据简单准确的计算出土石方量。本篇论文就土方测量的几种方法进行阐述及分析。

1.2 研究思路和技术方法

根据施工场地自然地形的不同，常用的测量计算方法有DTM法、断面法、方格网法、等高线法等。随着数字化测绘技术的迅速发展，在国防建设和经济建设中，各个阶段都需要了解工程建设地区的地形和环境条件，以便使规划和设计符合实际情况。而地形图则是提供这些资料的重要形式。与传统的纸质地形图相比，数字地形图具有明显的优越性和广阔的发展前景。在CAD软件环境下，可以绘制并输出不同比例尺的地形图，也可以轻易地获取如坐标、高程、距离、方位角、坡度等各种地形信息。

现在，大型测绘科研单位开发的计算土石方的软件很多。其中，具有代表性的南方测绘公司设计的CASS测绘成图软件。CASS软件是南方测绘仪器有限公司基于CAD软件开发的一套集成土石方算量、工程应用、地形、地籍、空间数据建库等功能为一体的软件系统。在计算土方量时可根据实际的情况（比如精度要求）选用不同的方法。

本文就南方CASS中各土石方计算方法步骤进行简要介绍及结合CASS进行实际的土方量计算和结果分析。

第二章 土方计算方法的介绍与操作步骤

2.1 土方量计算的原理

土方量计算的目标是为了求取地表物质体积差，而其关键在于对原始地形和改造后地形的表述。改造后地形是人为设计的结果，而且往往是规则的，易于清楚、准确地表述出来^[1]。而原始的地表是由无数个点组成的表面，我们所获得的只是离散的有限数据，因此对于原始地形的任何表述只能是模拟和近似^[2]。各种模拟和近似的方法，都是基于地表连续和渐变的假定。微积分就是描述连续变化的数学方法，这里通过其借鉴思维方法，将研究区域分成微小的单元，并在地表渐变的假定下将各微元的地形特征作简化处理，以现有数据或经空间插值后的数据去近似表述各微元的地形，分别求取各微元体积差，然后求和，就得到总的土方量^[3~5]。

2.2 土方计算方法的介绍

2.2.1 DTM法

DTM（Digital Terrain Models）即数字地面模型，它是地形起伏的数字表达，它由对地形表面取样所得到的一组点的X、Y、Z坐标数据和一套对地面提供连续描述的算法组成^[6]。简单的说，数字地面模型是按一定结构组织在一起的数据组，它代表着地形特征的空间分布。

DTM法计算土石方量是利用实测地形碎部点、特征点进行三角构网，对计算区域按三棱柱法计算土方，最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量。其实质就是在坐标数据基础上建立不规则三角网后在计算土方量^[7]。

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