《测绘学报》

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编者按:上周和大家聊了,广为应用的方格网土方计算法。这次来聊聊,DTM土方计算那些事。老规矩,也是从适用土方工程、计算原理、常见问题,这三个方向来展开。

前期回顾:

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我们来聊聊,CASS土方计算那些事儿(一)

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DTM法

此方法计算过程几乎全部采用实测高程点。只是在计算范围线上,根据设置间距来内插高程点。软件内插高程点,最少的一种算法。

01

适用土方工程

适用的工程设计面是平面、平面带边坡。以及两期土方计算。

02

计算原理

由DTM模型来计算土方量是根据实地测定的地面点坐标(X,Y,Z)和设计高程,通过生成三角网来计算每一个三棱锥的填挖方量,最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量,并绘出填挖方分界线。

 

设计面为平面

图 DTM土方计算界面

平场标高:指设计平面的目标高程值。

边界采样间距:指计算范围线上,高程点间距过大时,根据设置的间距,由软件自动内插高程点。默认是20m,即范围线上的高程点距离超过20m时,软件自动内插高程点。

边坡设置:当设计面是平面,且带边坡时,要进行边坡的设置。向上和向下放坡,是相对于设计平面来说的。当边坡坡面高程,高于设计平面高程时,就是向上放坡。比如基坑底部向上放坡。当边坡坡面高程,低于设计平面高程时,就是向下放坡。比如带边坡的祭台。

:这里的边坡是没有范围线的。软件根据坡度和范围线外的高程点,自动推算放坡区域。计算完成之后,会生成蓝色的边坡区域。

图 DTM土方计算结果

 

DTM两期土方

两期土方计算指的是对同一区域进行了两期测量,利用两次观测得到的高程数据建模后叠加,计算出两期之中的区域内土方的变化情况。适用的情况是两次观测时该区域都是不规则表面。此法不能用于道路土方两期计算。两期数据的平面位置重合的区域,是有效的计算区域。超出重叠区域的部分,没有参与计算。

参与两期的土方计算的可以是当前图面生成的DTM,也可以是三角网文件。计算完成,会生成蓝色的重叠区域和计算最终结果。注:这里的三角网文件,指用设计面高程点生成的三角网文件(*.sjw),用菜单“等高线-建立DTM”生成DTM之后,选择“等高线-三角网存取-写入文件”生成三角网文件。下图a为生成的计算结果表格和弹出的计算结果信息(如图b)。dtmtf.log记录每个参与计算的三角形填挖方数据。

图a

图b

03

常见问题探讨

Q1

DTM法可用于计算由范围线向内的放坡吗?

A:CASS的DTM法只能处理由范围线向外放边坡的工程,不能处理向内的。

Q2

DTM法可用于计算道路两期土方吗?

A :道路土方涉及断面,一般不用此法算两期土方。

Q3

DTM法可用于露天煤矿的方量计算吗?

A: 一般用DTM两期土方计算露天煤矿的方量。获取计算期初和期末的煤场地形数据,即可计算。主要两次数据的计算范围,要有重叠区域。

Q4

如何判断参与DTM土方计算的三角网是否合理?

A:判断三角网是否合理,一般采用菜单“等高线-绘制等高线”,通过等高线的走向,判断DTM建立是否合理。不合理的地方,可以通过重组和修改三角形完成。必须将修改的结果,写入三角网文件。(执行菜单:等高线-三角网存取-写入文件)。

Q5

DTM法计算土方时,土方计算的范围要和数据范围基本吻合吗?

ADTM算土方时,如果参考的数据文件时。最大最小高程,和范围线上的插点。是参考整个数据文件,不只是计算范围内高程点。所以用DTM法计算土方的时候,采用的坐标数据范围和计算范围不要相差太大。这样在内插范围线上高程点时,才不会出现很大偏差。

结束语

CASS的DTM土方计算法,计算过程中只用了少量的内插高程点。如果数据质量够好,这种方法常用来验算方格网法算的结果,或者复杂设计面的工程、露天煤矿的方量计算……

以上是CASS土方计算中出现的一些高频问题,如果大家还存在疑问,欢迎大家来南方数码生态圈(https://o.southgis.com)一起讨论交流。

更多关于CASS土方计算的干货,敬请留意后续推送!

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整理:南方数码生态圈

来源:南方数码生态圈(https://o.southgis.com)

《测绘学报》2018年第9期网刊发布

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