摘要：進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，經(jīng)濟(jì)科技都得到了迅猛的發(fā)展。而隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到了很大的提升。突飛猛進(jìn)的計(jì)算機(jī)科技以及現(xiàn)代通訊科技等技術(shù)很大程度上推動(dòng)了測(cè)繪行業(yè)的高速發(fā)展。而伴隨著人們對(duì)于測(cè)繪行業(yè)的深入研究，數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)提取等手段正向多樣化、智能化發(fā)展。著這過(guò)程中，土方計(jì)算法就是測(cè)繪行業(yè)里一個(gè)典型的應(yīng)用。本文將簡(jiǎn)要闡述關(guān)于土方計(jì)算法的一些相關(guān)方法研究。

關(guān)鍵詞：工程；土方計(jì)算法；研究

1 引言

近些年來(lái)，隨著科技經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化建設(shè)的進(jìn)程也在加快。各個(gè)城市都建立起了空前規(guī)模的高樓以及公路，而在這些工程的建設(shè)過(guò)程中，土方量的計(jì)算可以說(shuō)是一個(gè)不可或缺的重點(diǎn)工作。在整個(gè)工程實(shí)施的過(guò)程中，土方工程占有者相當(dāng)大的比例，而且土方量的工程最為關(guān)鍵的是精確度的高低，這也很大程度上會(huì)影響到整個(gè)建設(shè)工程的施工效果以及之后所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。因此，對(duì)于土方量的相關(guān)計(jì)算進(jìn)行進(jìn)一步的探究顯得尤為重要，我們能夠通過(guò)對(duì)土方量計(jì)算有著更為深入的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而能夠提高我們工程施工過(guò)程中的精準(zhǔn)度，從而能夠創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)利益。

2 土方量計(jì)算方法

關(guān)于土方量的計(jì)算，它可以說(shuō)是建筑工程施工過(guò)程中一個(gè)尤為關(guān)鍵的步驟。對(duì)于一個(gè)大型工程來(lái)講，在工程施工的前期，必須能夠?qū)ν潦搅窟M(jìn)行初步的預(yù)測(cè)，這直接影響到了整個(gè)方程的費(fèi)用概算以及相關(guān)的方案優(yōu)選問(wèn)題。在現(xiàn)實(shí)的工程實(shí)施過(guò)程中，往往會(huì)由于土方量計(jì)算的精確度不一而產(chǎn)生不必要的糾紛。因而，我們要能夠更好地利用測(cè)量單位在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出的地形數(shù)據(jù)，進(jìn)而快速準(zhǔn)確地算出土方量?，F(xiàn)階段，常見(jiàn)的土方量計(jì)算方法主要有方格網(wǎng)法、斷面法、等高線法以及DEM法等。

1）方格網(wǎng)法

方格網(wǎng)法，它可以說(shuō)是土方量計(jì)算最為基本的方法，由于其具有簡(jiǎn)便直觀且易于操作的優(yōu)點(diǎn)，因而在實(shí)際的工程中應(yīng)用十分廣泛。通常來(lái)講，方格網(wǎng)適用于一些地形較為平坦并且高差不是很大的、但是面積又相對(duì)比較大的工程。例如在我們身邊的大型工業(yè)廠房以及車站等工程，都是運(yùn)用了方格網(wǎng)法的計(jì)算。

方格網(wǎng)法對(duì)于測(cè)繪行業(yè)來(lái)說(shuō)也是一個(gè)較為常見(jiàn)的土方量計(jì)算法，方格網(wǎng)需要精準(zhǔn)的測(cè)量，而測(cè)繪工程的介入則是這方面的一個(gè)重要影響環(huán)節(jié)，方格網(wǎng)一般會(huì)存在以下兩種誤差[2]：1.總長(zhǎng)測(cè)量誤差——由于人眼極限分辨率的影響因素圖上直線長(zhǎng)量測(cè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差；2.施工高度的誤差。

2）斷面法

斷面法它是指沿著一個(gè)平直的方向，并且能夠在每隔一段距離就能夠在它的垂直方向上測(cè)量出一個(gè)斷面值，斷面間的土方量測(cè)量其實(shí)就等于是斷面的平均截面積和斷面間距兩個(gè)因素的乘積。但是斷面法主要存在著其測(cè)量工作量會(huì)相對(duì)較大，并且相對(duì)繁瑣。對(duì)于行業(yè)外的人士來(lái)講，斷面法的測(cè)量精度主要可以說(shuō)是取決于我們測(cè)量的橫斷面的密度以及它的平衡度；而對(duì)于行業(yè)內(nèi)的人士來(lái)講，則該操作過(guò)程會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單些，一般都是采用了相鄰間斷面的面積平均值以及相鄰間斷面的存在間距的乘積來(lái)得到我們測(cè)量工程的土方總量。

3）等高線法

等高線法，其基本原理就是兩條等高線所圍成的面積是可以計(jì)算的，例如在地形圖上我們就可以利用求積儀按照等高線分別來(lái)求出他們所包圍的面積。當(dāng)兩條等高等高線之間的高差已經(jīng)知道的情況下，其體積可以分為相鄰的等高線以各自圍成的面積之和的平均值再乘以兩條等高線之間的高度之差，由此便可以得到各個(gè)等高線之間的土石方量。求得該值之后，再求得全部相鄰的等高線，它們所圍起的總體積之和便是所求工程土石方的總方量。

對(duì)于我們?cè)谑┕み^(guò)程中遇到的一些坡度較大并且伴隨著地面起伏較為多的地段，我們就可以采用等高線的方法來(lái)估算土石方量，這中方法在圖形是地形圖形的時(shí)候其結(jié)果會(huì)更為精準(zhǔn)。根據(jù)相關(guān)材料我們知道等高線法是可以用來(lái)計(jì)算任意兩條等高線它們之間的土石方量。然而一般的情況下，我們所選取的等高線是必須要閉合的，如果我們?cè)谟?jì)算過(guò)程中選取的等高線并閉合等高線，那么我們可以采取對(duì)這些等高線進(jìn)行離散之后再進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算[3]。一般來(lái)講，等高線法適合在缺少采集的數(shù)據(jù)或是經(jīng)過(guò)掃描矢量化后得到的相關(guān)數(shù)據(jù)在進(jìn)行計(jì)算。通常的來(lái)講等高線法對(duì)于測(cè)量精度要求并非十分高，因此其可以對(duì)工程量進(jìn)行概算的時(shí)候再使用。

4）DEM法

DTM法，它的全稱是數(shù)字地面模型，它簡(jiǎn)單來(lái)講就是利用一群地面上的點(diǎn)的平面坐標(biāo)和進(jìn)而來(lái)描述地表形狀的一種方式。在我們地表上的任何一個(gè)向量?jī)?nèi)容，例如植被、土壤類型以及高程等數(shù)據(jù)量都可以作為DTM的特征值。而在這當(dāng)中以高程為特征值的數(shù)字地面模型就稱為DEM，即數(shù)字高程模型[4]。DEM它是利用了數(shù)字的形式進(jìn)而將三維坐標(biāo)拿來(lái)表示區(qū)域內(nèi)的地貌形態(tài)等，以縮微的形式進(jìn)一步體現(xiàn)了地表形態(tài)的起伏變化等特征。DEM具有直觀、形象以及準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，在工程的建設(shè)過(guò)程中有著廣泛地使用價(jià)值。DEM不僅僅可以使用在各種工程的規(guī)劃以及地形的分析，它還可以利用于土方工程量的計(jì)算。

利用DEM的土方計(jì)算法，實(shí)際上就是計(jì)算原始地面以及設(shè)計(jì)地面之間的體積乘積。具體來(lái)講就是在計(jì)算的區(qū)域內(nèi)我們要建立起兩個(gè)DTM，其中一個(gè)就是最為原始的地表DEM，另外一個(gè)則是設(shè)計(jì)地表的DEM。之后再根據(jù)這兩個(gè)不同DEM之間的差便可以球的我們所需要的土方量。而且值得一提的是，DEM在土方量的計(jì)算方法中，可以說(shuō)是精確度最高的一種先進(jìn)方法。

3 結(jié)論

近些年來(lái)，我國(guó)的城市化建設(shè)規(guī)模日益增大，越來(lái)越多的公路以及高樓出現(xiàn)在了人們的生活中。而土方量計(jì)算是工程建設(shè)過(guò)程一個(gè)重要的步驟。我們要能夠做到詳細(xì)了解土方計(jì)算法的適用范圍以及相關(guān)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，在對(duì)應(yīng)的工程中能夠選擇具有針對(duì)性的、合適的方法，進(jìn)而為整個(gè)工程的建設(shè)節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，使得工程取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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[2]常青.工程土石方量計(jì)算方法的對(duì)比研究[J].中國(guó)勘察設(shè)計(jì)，2013，04：82-84.

[3]潘紅飛，趙翠薇.基于TIN模型較高精度土方量計(jì)算方法[J].價(jià)值工程，2012，05：63-65.

[4]席靖智.基于DEM的工程土方計(jì)算方法優(yōu)化分析及應(yīng)用研究[D].重慶交通大學(xué)，2013.