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        方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法相結(jié)合 準(zhǔn)確計算土方量

        2011-05-31 11:11:14雷松王海英艾云毅
        城市勘測 2011年6期
        關(guān)鍵詞:測量模型

        雷松,王海英,艾云毅

        (南寧市勘測院,廣西 南寧 530012)

        1 引言

        在場地平整土方測量中,方格網(wǎng)法和三角網(wǎng)法是用得最多的兩種方法,它們各有優(yōu)點,又各有缺點:用方格網(wǎng)法做的土方成果直觀易懂,是絕大部分客戶的首選方法,但傳統(tǒng)的方格網(wǎng)法測量土方量,是在特定位置(方格點上)測量高程,外業(yè)測量時,首先要放樣方格點位置,然后再測量方格點高程,外業(yè)工作效率低下,而且容易出現(xiàn)圖1所示的情況,方格的一端在坎底,另一端正好在坎頂邊,這樣算出來的每個方格的土方量是不對的,特別是當(dāng)一整行方格都是這種情況時,土方計算結(jié)果就會出現(xiàn)錯誤;而三角網(wǎng)法測量土方量,只要根據(jù)地形來采集高程點就可以了,不僅外業(yè)工作效率高,而且土方成果精度高,但其可讀性差。實際工作中很少有客戶選擇用三角網(wǎng)法。如何既能滿足客戶的需要,使用方格網(wǎng)法出具測量成果,又要保證土方計算結(jié)果的正確性,提高工作效率,是擺在廣大測量工作者面前的一道難題。筆者在實際工作中,采用方格網(wǎng)和三角網(wǎng)相結(jié)合的辦法,很好地解決了這一難題。

        圖1 方格網(wǎng)穿過陡坎示意圖

        2 基本做法

        首先在外業(yè)根據(jù)地形采集離散點數(shù)據(jù),然后在內(nèi)業(yè)根據(jù)離散點數(shù)據(jù),生成三角網(wǎng),再根據(jù)實際地形調(diào)整三角網(wǎng),建立與實際地面相吻合的數(shù)字地面模型,在數(shù)字地面模型上布設(shè)方格網(wǎng)并進行方格網(wǎng)土方計算,同時進行三角網(wǎng)土方計算(作為可靠的土方數(shù)據(jù))。然后將由方格網(wǎng)計算的土方與之比較,若相差小于5%(經(jīng)驗值),則方格網(wǎng)土方計算成果是可靠的,可以出具方格網(wǎng)土方測量成果;如果大于5%,則檢查方格網(wǎng)的布設(shè)是否合理,然后調(diào)整方格網(wǎng)的布設(shè),再進行方格網(wǎng)土方計算,直到與三角網(wǎng)計算的土方量比較的差值小于5%,再出具方格網(wǎng)土方測量成果。

        3 土方計算流程(如圖2所示)

        圖2 土方計算流程

        4 關(guān)鍵流程

        無論是方格網(wǎng)土方計算還是三角網(wǎng)土方計算,要想獲得正確的土方量,關(guān)鍵是要有一個準(zhǔn)確的數(shù)字地面模型。有了準(zhǔn)確的數(shù)字地面模型后,就可以直接進行三角網(wǎng)土方計算了,其結(jié)果必然是正確的,而對于方格網(wǎng)土方計算來說,方格網(wǎng)土方計算成果是否正確,還要看布設(shè)的方格網(wǎng)是否合理,因此,本文著重介紹“建立數(shù)字地面模型”和“布設(shè)方格網(wǎng)”這兩個流程。

        4.1 建立數(shù)字地面模型

        為了建立數(shù)字地面模型,必須在外業(yè)采集離散點數(shù)據(jù)的同時,繪出地形略圖,特別是地形變化特征線,如:山脊線、山凹線、坡頂坡腳線、陡坎線。內(nèi)業(yè)處理時,首先必須對離散點數(shù)據(jù)進行處理,剔除掉一些錯誤的或帶有粗差的點,然后再生成三角網(wǎng),但自動生成的三角網(wǎng),不一定與實際地形相吻合,需要調(diào)整三角網(wǎng),使任何一個三角形都不穿過地形變化特征線,才能建立起與現(xiàn)狀地面相吻合的數(shù)字地面模型,如圖3、圖4、圖5、圖6分別是三角形穿過山脊、山凹、斜坡、陡坎后三角網(wǎng)的調(diào)整示意圖。

        圖3 三角網(wǎng)穿過山脊線時調(diào)整前和調(diào)整后圖形

        圖5 三角網(wǎng)穿過斜坡時調(diào)整前和調(diào)整后圖形

        圖6 三角網(wǎng)穿過陡坎時調(diào)整前和調(diào)整后圖形

        4.2 布設(shè)方格網(wǎng)

        一般情況下,在數(shù)字地面模型上自動計算的方格網(wǎng)土方量,與用三角網(wǎng)法計算的土方量差值基本上是在5%以內(nèi),如果超過5%,基本上是由于出現(xiàn)圖1所示的情況,這時,只需整體移動方格網(wǎng),使地形變化特征線(如陡坎)處在方格的中間(如圖7),使每個方格填挖方量均衡,從而避免了土方計算出現(xiàn)系統(tǒng)性的誤差,提高了土方計算的精度,其結(jié)果與三角網(wǎng)法計算的方量相比,差值一般會在3%左右。

        圖7 方格網(wǎng)穿過陡坎調(diào)整后圖形

        5 應(yīng)用

        在南寧市某小區(qū)場地平整土方測量中,筆者根據(jù)現(xiàn)場地形采集散點數(shù)據(jù),繪制地形略圖,在內(nèi)業(yè)處理時,首先剔除掉散點數(shù)據(jù)中錯誤的和含有粗差的點,再用軟件自動生成三角網(wǎng),然后根據(jù)地形略圖調(diào)整三角網(wǎng),建立與實際地形相吻合的數(shù)字地面模型,然后分別進行方格網(wǎng)土方計算和三角網(wǎng)土方計算,表1是首次方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法計算成果的對比,從表中可以看出:填方量差值比率達到了9.0%,超過了5%,于是檢查方格網(wǎng)的布設(shè)是否合理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)方格網(wǎng)的布設(shè)出現(xiàn)了圖1所示的情況,從而導(dǎo)致出現(xiàn)大的偏差,于是按照圖7的做法重新調(diào)整方格網(wǎng),再進行方格網(wǎng)計算,計算結(jié)果如表2所示,從表中可以看出:無論哪個項目,方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法差值的比率都在0.9%以內(nèi),說明方格網(wǎng)的布設(shè)是合理的,方格網(wǎng)土方計算的成果是正確的。

        首次方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法計算成果對比 表1

        調(diào)整方格網(wǎng)布設(shè)后方格網(wǎng)法與三角網(wǎng)法計算成果對比 表2

        6 結(jié)語

        傳統(tǒng)的方格網(wǎng)法由于工作效率低,土方測量精度無法評估,已不再使用;基于數(shù)字地面模型,并與三角網(wǎng)法相結(jié)合的方格網(wǎng)法,既具備了傳統(tǒng)方格網(wǎng)法直觀易懂的優(yōu)點,又具備了三角網(wǎng)法工作效率高,土方計算成果準(zhǔn)確的優(yōu)點。

        [1]李青岳.工程測量學(xué)[M].北京:測繪出版社,1993

        [2]柯正誼,何建邦,池天河.數(shù)字地面模型[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1992

        [3]劉友光,黃桂蘭,黃全義等.工程中數(shù)字地面模型的建立與應(yīng)用及大比例尺數(shù)字測圖[M].武漢:武漢測繪科技大學(xué)出版社,1997

        [4]李志林,朱慶.數(shù)字高程模型[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2001

        [5]程會超,張永珍.DTM法土方計算與誤差分析[J].城市勘測,2011(3)

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