为什么在开挖没有外运南方cass计算两期间土方怎样出数据量的情况下用cass算出来了的挖方和填方不一样呢?

南方数码CASS针对工程中常见情况提出了多种土方量计算方法,其中包括DTM模型法、断面法、方格网法、等高线法,本文重点介绍其中的方格网法,对其他几种方法作简要介绍。

分为三种:根据坐标文件计算,根据图上高程计算,根据图上三角网计算。方法为根据实测的地面点坐标(X, Y, Z )和设计高程,建立三角网并计算每一个三棱锥的填挖方量,最后累加得到指定范围内填挖方量,并绘制出填挖分界线。DTM法主要适用于设计面为平面或单一斜面情况,DTM法可以进行坡边设置,根据坡度及放坡方向计算填挖方量,因此可用于道路施工的土方测量;DTM法还可以将两次观察数据建模后叠加(蓝色部分表示高程已经变化,红色部分表示没有变化),因此可用于计算同一区域两时期间的土方量变化。

利用DTM法进行土方计算时,应该对已经生成的三角网进行必要的添加和删除,使结果更接近实际地貌。同时,用三角网法进行土方量计算时,不要求给定区域边界,系统会分析所有被选取三角形,因此在选择三角形时要注意不要漏选或多选,否则会造成计算结果出错。

分为四种:道路断面、场地断面、任意断面、二断面线间土方计算。其工作原理为根据纵断面上各个里程处实际测量的地面横断面线与设计横断面线,获得各个里程处的横断面的填挖面积,并由相邻两横段面的间距计算出土石方量,最终汇总出纵断面上所有两相邻横断面间的土石方量,并绘出土石方量计算表。

断面法土方量计算四大步骤:(1)生成里程文件(纵断面、复合线、等高线、三角网、手工输入和编辑等方法实现);(2)选择断面土方量计算类型;(3)指定横断面设计线参数,生成各个里程处的横断面图;(4)选中所有里程处的横断面图,生成土方量计算表。

原理为:两条等高线所围面积可求,两条等高线之间的高差已知,可求出这两条等高线之间的土方量。

适用于用户将白纸图扫描矢量化后得到的图形,因为这样的图形没有高程数据文件,所以无法用前面的几种方法计算土方量。用等高线法可计算任两条等高线之间的土方量,但所选等高线必须闭合。

方格网法简便直观、易于掌握、通用性强、适用面广,但美中不足的是复杂地形的土方量计算精度相对不高,不及DTM法的精度。方格网法是很多业主单位很青睐的方法,因为可以用笔或计算器来直接进行复核审查,这里进行深入介绍。

CASS方格网法计算的设计面可以是平面或斜面(A.一个方向放坡:斜面【基准点】、B.二个不同方向放坡:斜面【基准线】),也可以是多个坡面(利用三角网文件完成),能够满足不同情况下的土方计算,尤其是在处理多级放坡非常出色。

工作原理:系统将方格的四个角上的高程相加(如果角上没有高程点,通过周围高程点内插得出其高程),取平均值与设计高程相减。然后通过指定的方格边长得到每个方格的面积,再用长方体的体积计算公式得到填挖方量。

方格网法CASS操作实验

图-2 方格网土方计算对话框

A、设计面是平面时的操作步骤:

用复合线画出所要计算土方的区域,一定要闭合,但是尽量不要拟合。因为拟合过的曲线在进行土方计算时会用折线迭代,影响计算结果的精度。

步骤:选择“工程应用\方格网法土方计算”命令。命令行提示:“选择计算区域边界线”;选择土方计算区域的边界线(闭合复合线)。屏幕上将弹出如图(图-2)方格网土方计算对话框,在对话框中选择所需的坐标文件;在“设计面”栏选择“平面”,并输入目标高程;在“方格宽度”栏,输入方格网的宽度,这是每个方格的边长,默认值为20 米。点击“确定”,命令行提示最小高程、最大高程、总填方、总挖方数字,同时图上显示填挖方分界线,并给出每行的挖方和每列的填方。如图(图-3)所示。

图-3 方格网法(菜单命令)土方计算成果图

B、设计面是斜面时的操作步骤:

设计面是斜面的时候的,操作步骤与平面的时候基本相同,区别在于在方格网土方计算。

步骤:对话框中“设计面”栏中,选择“斜面【基准点】”或“斜面【基准线】”。如果设计的面是斜面(基准点),需要确定坡度、基准点和向下方向上一点的坐标,以及基准点的设计高程。点击“拾取”,命令行提示:点取设计面基准点: 确定设计面的基准点。

指定斜坡设计面向下的方向: 点取斜坡设计面向下的方向;如果设计的面是斜面(基准线),需要输入坡度并点取基准线上的两个点以及基准线向下方向上的一点,最后输入基准线上两个点的设计高程即可进行计算。

点击“拾取”,命令行提示:点取基准线第一点: 点取基准线的一点;点取基准线第二点: 点取基准线的另一点;指定设计高程低于基准线方向上的一点: 指定基准线方向两侧低的一边;方格网计算的成果如图(图-3)所示。

C、设计面是三角网文件时的操作步骤:

设计面是三角网文件时,可以计算两期间土方,也可以计算设计面是多个坡面的土方。

若计算两期间土方时:计算两期间土方,分别在野外测量好第一期与第二期地面点的高程数据,二期间土方计算的区域边界必须一致。区域边界在野外测量时,一般不可能采集的完全相同,但可在内业处理时,调整到一致,并且采用内插法求得每个边界的高程数据。利用第二期地面点的高程数据生成三角网文件,具体操作利用南方CASS9.0软件中的“绘图处理”与“等高线”二个菜单中的功能按照相应的提示完成。

步骤:在“绘图处理”菜单中:定显示区改变当前图形比例尺展高程点连接边界线。在“等高线”菜单中:建立DTM(或图面DTM完善)选择边界线构成三角网修改三角网修改结果存盘三角网存取写入文件。

点击“写入文件”时,出现一个“输入三角网文件名”对话框,提示将已构成的三角网以*.sjw扩展名格式取名保存在指定的文件下。二期间土方计算要用的三角网文件就这样一步一步的完成,有了这个三角网文件后,就可以进行二期间土方计算了。二期间土方计算采用设计面是“三角网文件”的时候,操作步骤与“平面”的时候基本相同,区别在于方格网土方计算对话框中选择“高程点坐标数据文件”必须选择第一期的地面点高程数据,还有在“设计面”栏中,选择“三角网文件”。在选择三角网文件时,一定要选择以第二期的地面点高程数据所构成的三角网。

若计算设计面是多个坡面的土方:设计面是多个坡面的时候,这种方法比较适合一个规划区内的土方计算,不同的坡面上有着不同的竖向标高。计算方法基本与利用“三角网文件”计算两期间土方一样,区别在于把竖向标高转换成南方CASS90软件能够识别的高程点,然后利用这些高程点用同样的方法生成三角网文件。

D、方格网法中“fgwtf_getpt”隐藏命令的应用:

隐藏命令“fgwtf_getpt”解决了这一难题。

步骤:1.命令行中输入:fgwtf_getpt命令,并确定。2.命令行提示:“选择计算区域边界线”;选择土方计算区域的边界线(闭合复合线)。3.屏幕上将弹出如图(图-2)方格网土方计算对话框,在对话框中选择所需的坐标文件;在“设计面”栏根据实际需要选择对应的设计面,并按照上面“方格网法计算步骤”完成对应操作;在“方格宽度”栏,输入实地所布设的方格网宽度相同。由原理可知,方格网的宽度越小,计算精度越高,但如果给的值太小,超过了野外采集点的密度也是没有实际意义的;如果任意输入一个值,可能与实地布设的方格又不重合,所以在设置方格网宽度时,必须同时满足以下二点:必须是实地布设方格网宽度的约数;必须与实际采集高程密度基本相近。

1.点击“确定”,命令行提示:最小高程=XX.XXX ,最大高程=XX.XXX请确定方格网起始位置:<缺省位置>;选择规划图或老地形图上布设的同一轴上的任意两个方格网点。2.命令行再次提示:总填方=XXXX.X 立方米, 总挖方=XXX.X 立方米。

屏幕上可能什么也没看,点击“全图”命令,这时刚才所计算的土方成果全屏显示如图(图-4)所示.

图-5 土方施工(挖或填的高度)

实地布设的方格网点能与土方计算的方格网重合,不但能够利用这些方格网点有效地控制好土方施工(挖或填的高度)如图(图-5)所示,而且利用这些方格网点可作为多个土方施工队的施工界线,便于施工。从图-4 上也可看到,fgwtf_getpt命令生成的方格网,不但可以是南北(东西)方向,也可以生成任一方向或与任一建筑物平行。

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第二步:选择土方计算类型。
l 用鼠标点取“工程应用断面法土方计算道路断面”。如图8-14:
图8-14 断面土方计算子菜单
l 点击后弹出对话框,道路断面的初始参数都可以在这个对话框中进行设置的,如图8-15:
图8-15 断面设计参数输入对话框
第三步:给定计算参数。
接下来就是在上一步弹出的对话框中输入道路的各种参数,以达所需。
点击确定左边的按钮(上面有三点的),出现“选择里程文件名”的对话框。选定第一步生成的里程文件。
l 横断面设计文件:横断面的设计参数可以事先写入到一个文件中点击:“工程应用断面法土方计算道路设计参数文件”,弹出如图8-16输入界面。道路设计参数设置中各个选项的含义详见《参考手册》第一章。
图8-16道路设计参数输入
l 如果不使用道路设计参数文件,则在图8-15中把实际设计参数填入各相应的位置。注意:单位均为米。
l 点“确定”按钮后,弹出对话框:
图8-17绘制纵断面图设置
系统根据上步给定的比例尺,在图上绘出道路的纵断面,
l 至此,图上已绘出道路的纵断面图及每一个横断面图,结果如图8-18所示:
图8-18 纵横断面图成果示意图
如果道路设计时该区段的中桩高程全部一样,就不需要下一步的编辑工作了。但实际上,有些断面的设计高程可能和其它的不一样,这样就需要手工编辑这些断面。
l 如果生成的部分设计断面参数需要修改,用鼠标点取“工程应用断面法土方计算修改设计参数”。如图8-19:
图8-19 修改设计参数子菜单
选择断面线 这时可用鼠标点取图上需要编辑的断面线,选设计线或地面线均可。选中后弹出如下图8-20所示对话框,可以非常直观的修改相应参数。

图8-20 设计参数输入对话框
修改完毕后点击“确定”按钮,系统取得各个参数,自动对断面图进行重算。
l 如果生成的部分实际断面线需要修改,用鼠标点取“工程应用断面法土方计算编辑断面线”功能。
选择断面线 这时可用鼠标点取图上需要编辑的断面线,选设计线或地面线均可(但编辑的内容不一样)。选中后弹出如图8-21所示对话框,可以直接对参数进行编辑。
图8-21 修改实际断面线高程
l 如果生成的部分断面线的里程需要修改,用鼠标点取“工程应用断面法土方计算修改断面里程”。
选择断面线 这时可用鼠标点取图上需要修改的断面线,选设计线或地面线均可。
断面号: X,里程: XX..XXX,请输入该断面新里程: 输入新的里程即可完成修改。
将所有的断面编辑完后,就可进入第四步。
l 用鼠标点取“工程应用断面法土方计算图面土方计算”。如图8-22:
图8-22 图面土方计算子菜单
选择要计算土方的断面图: 拖框选择所有参与计算的道路横断面图
指定土石方计算表左上角位置: 在屏幕适当位置点击鼠标定点。
l 系统自动在图上绘出土石方计算表,如图8-23。

图8-23 土石方计算表
l 至此,该区段的道路填挖方量已经计算完成,可以将道路纵横断面图和土石方计算表打印出来,作为工程量的计算结果。

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