方格网法与三角网法相结合准确计算土方量

2011-05-31雷松王海英艾云毅

城市勘测 2011年6期

雷松，王海英，艾云毅

(南宁市勘测院，广西南宁 530012)

1 引言

在场地平整土方测量中，方格网法和三角网法是用得最多的两种方法，它们各有优点，又各有缺点:用方格网法做的土方成果直观易懂，是绝大部分客户的首选方法，但传统的方格网法测量土方量，是在特定位置(方格点上)测量高程，外业测量时，首先要放样方格点位置，然后再测量方格点高程，外业工作效率低下，而且容易出现图1所示的情况，方格的一端在坎底，另一端正好在坎顶边，这样算出来的每个方格的土方量是不对的，特别是当一整行方格都是这种情况时，土方计算结果就会出现错误;而三角网法测量土方量，只要根据地形来采集高程点就可以了，不仅外业工作效率高，而且土方成果精度高，但其可读性差。实际工作中很少有客户选择用三角网法。如何既能满足客户的需要，使用方格网法出具测量成果，又要保证土方计算结果的正确性，提高工作效率，是摆在广大测量工作者面前的一道难题。笔者在实际工作中，采用方格网和三角网相结合的办法，很好地解决了这一难题。

图1 方格网穿过陡坎示意图

2 基本做法

首先在外业根据地形采集离散点数据，然后在内业根据离散点数据，生成三角网，再根据实际地形调整三角网，建立与实际地面相吻合的数字地面模型，在数字地面模型上布设方格网并进行方格网土方计算，同时进行三角网土方计算(作为可靠的土方数据)。然后将由方格网计算的土方与之比较，若相差小于5%(经验值)，则方格网土方计算成果是可靠的，可以出具方格网土方测量成果;如果大于5%，则检查方格网的布设是否合理，然后调整方格网的布设，再进行方格网土方计算，直到与三角网计算的土方量比较的差值小于5%，再出具方格网土方测量成果。

3 土方计算流程(如图2所示)

图2 土方计算流程

4 关键流程

无论是方格网土方计算还是三角网土方计算，要想获得正确的土方量，关键是要有一个准确的数字地面模型。有了准确的数字地面模型后，就可以直接进行三角网土方计算了，其结果必然是正确的，而对于方格网土方计算来说，方格网土方计算成果是否正确，还要看布设的方格网是否合理，因此，本文着重介绍“建立数字地面模型”和“布设方格网”这两个流程。

4.1 建立数字地面模型

为了建立数字地面模型，必须在外业采集离散点数据的同时，绘出地形略图，特别是地形变化特征线，如:山脊线、山凹线、坡顶坡脚线、陡坎线。内业处理时，首先必须对离散点数据进行处理，剔除掉一些错误的或带有粗差的点，然后再生成三角网，但自动生成的三角网，不一定与实际地形相吻合，需要调整三角网，使任何一个三角形都不穿过地形变化特征线，才能建立起与现状地面相吻合的数字地面模型，如图3、图4、图5、图6分别是三角形穿过山脊、山凹、斜坡、陡坎后三角网的调整示意图。

图3 三角网穿过山脊线时调整前和调整后图形

图5 三角网穿过斜坡时调整前和调整后图形

图6 三角网穿过陡坎时调整前和调整后图形

4.2 布设方格网

一般情况下，在数字地面模型上自动计算的方格网土方量，与用三角网法计算的土方量差值基本上是在5%以内，如果超过5%，基本上是由于出现图1所示的情况，这时，只需整体移动方格网，使地形变化特征线(如陡坎)处在方格的中间(如图7)，使每个方格填挖方量均衡，从而避免了土方计算出现系统性的误差，提高了土方计算的精度，其结果与三角网法计算的方量相比，差值一般会在3%左右。

图7 方格网穿过陡坎调整后图形

5 应用

在南宁市某小区场地平整土方测量中，笔者根据现场地形采集散点数据，绘制地形略图，在内业处理时，首先剔除掉散点数据中错误的和含有粗差的点，再用软件自动生成三角网，然后根据地形略图调整三角网，建立与实际地形相吻合的数字地面模型，然后分别进行方格网土方计算和三角网土方计算，表1是首次方格网法与三角网法计算成果的对比，从表中可以看出:填方量差值比率达到了9.0%，超过了5%，于是检查方格网的布设是否合理，结果发现方格网的布设出现了图1所示的情况，从而导致出现大的偏差，于是按照图7的做法重新调整方格网，再进行方格网计算，计算结果如表2所示，从表中可以看出:无论哪个项目，方格网法与三角网法差值的比率都在0.9%以内，说明方格网的布设是合理的，方格网土方计算的成果是正确的。