土方测量方法的分析

土方测量方法的分析

汪斌

沅江市自然资源局， 湖南 沅江 413100

摘要：为了符合新建筑的基础要求，城市建设将不可避免地改变原始土地的形状。土地类型的变化需要高质量的土方测量技术，并且我们正在通过增加垃圾填埋场和挖掘的数量来调查原始土地。调查内容应包括对田野，山脉，河流，池塘和田野的测量，并且过程相对复杂。目前，在土方测量中一般采用三角剖分的方法收集内部数据，并结合现场数据收集来改善土方测量的操作，以确保测量质量。随着国民经济的发展，各种工程项目不断增加，施工前的土地平整也相应增加。在土地平整中，通常需要计算土方工程量以控制施工进度，并同时作为预算的基础。典型的内部计算包括网格方法，轮廓方法，截面方法和数字高程模型（DEM）方法。不同的计算得出不同的结果。土方计算的标准化要求对计算过程进行研究。特别是，测量设备日益发展，计算机已全面普及，各种土方计算软件层出不穷。评估软件的计算结果具有实际意义。CASS7.0测绘软件是基于AutoCAD平台技术的数字测绘数据采集系统，主要涵盖地质测绘，地籍测绘和工程应用三个领域。其中，工程测量模块提供了以上四个土方计算功能。讨论使用CASS7.0软件进行土方测量和计算的方法和过程，可以为将来的工程土方测量和计算提供参考。

关键词：土方测量；方法分析；计算方法

引言

土方测量(计算)是工程设计、工程施工中一项重要工作内容。在区域土方平衡、场地平整、矿业开采、道路施工、建筑施工中，都需要精确地计算出填、挖方量，并以此作为土方施工费用结算、工程造价预算的重要依据。土方测量(计算)结果的准确性是项目管理方、施工方、审计方等关注的重点。影响土方测量结果准确性的因素，集中在外业数据采集、内业土方计算两个阶段。随着GNSSＲTK技术、大地水准面精化技术、机载雷达技术、三维激光扫描技术、无人机倾斜摄影技术等高新测绘技术的应用，作业人员按规范要求作业，外业数据采集精度可得到有效保证。因此，采用合理严谨的土方计算方法，提高土方测量的准确性，显得尤为重要。常用的土方计算方法中，方格网法具备直观、易验算等特点，易于满足非专业的项目管理方、审计方、财评方的工作要求，因此该方法应用广泛。

1 概述

随着城市经济的发展，基建项目越来越多，在许多建筑工程的施工中，通常需要计算现场的土方填挖量。土方量计算的本质就是开方前的三维曲面与开方后的三维曲面之差，这里所指的三维曲面可以是自然地表面，也可以是设计表面。传统的土方测量方法一般是采用全站仪和GPS来获取数据，但是这种测量方法会受现场地形的复杂条件而受到阻碍和限制，尤其在荆棘杂草丛生的地方进行测量就比较困难，而且其精度也会随着地形的复杂程度增加而呈现明显下降的趋势。最近几年有些工程采用三维激光扫描仪进行土方数据的采集，虽然三维激光扫描仪在采集数据上有着密度大、精度高的优势，但是内业在每站的三维点云模型拼接上对人员要求较高，不同站的拼接融合误差就直接影响了成果数据的精度，另外，对于站点的架设也需要人员成本的投入。采用无人机技术对土方进行测量，不仅可以保证整个项目数据的一体性，获取高精度的地形数据，而且效率高，能减轻作业人员的劳动程度。

2 土方测量方法的分析 

2.1 设备的选择

如今，用于土方测量的最常用工具是全站仪和RTK。在山区，河流和树木等地形复杂的地区，视野较差。仅全站仪用于测量。如果建设工期不紧张，可以进行测量工程，但效率很差，测量成本很高；仅使用RTK时，测量效率很高，但是如果有一棵树并且树比较高，则会影响GPS信号，而RTK会产生信号。没有浮点数。溶液，单点溶液无法测量或测量精度不足。某些带有树木的区域可能无法测量，在办公室处理过程中会出现插值点，会出现地形失真，并且计算误差很大。因此，使用全站仪和RTK进行复杂地形的土方测量可获得最佳结果，使用RTK在卫星信号良好的地方收集数据，提高工作效率，在卫星信号较弱的地方使用全站仪。收集数据。弥补了RTK的弱点，有可能以一种全面而真实的方式从所有地形点收集数据。

2.2 全地形要素采集

外业数据采集技术有传统的全站仪技术、GNSSＲTK技术，以及三维激光扫描技术、无人机倾斜摄影测量等高新测绘技术，以上方法均有优缺点及实用区域，本文不再论述。外业数据采集中，可根据测区情况，选择多种测绘技术手段进行，测量的地面高程点，应满足以下要求:(1)高程点间距应小于计算要求的格网间距;高程点测量应测出范围线;由于内业处理时，所有曲线都需折线化，因此，外业测量时，曲线要素上必须有足够密度的高程点。(2)所采集的高程点应能反映地形及地形变化特征，地形变化大处应加密高程点。(3)所采集的高程点，均能完整地表述坡顶线、坡底线、坎上线、坎下线。(4)对于大片高程变化均匀或平坦的地形(如沙滩、田块、房屋、运动场等)，应完整地测绘其边界;带坎的房屋建筑，应将坎的位置测准。(5)沟的处理。沟的两侧为坡或坎，其高程点的采集应满足上面的要求;同时，反映沟底特征的点必须采集。(6)局部区域的最高点、最低点必须采集。(7)自然形态的山。反映山体特征的重要高程点(如山顶点、鞍部点、山脊点、山谷点、山脚点等)必须采集，反映山脚线、山脊线、山谷线等特征线的关键点必须采集。

2.3 通过对采集数据的应用来计算水塘填方量

开发商的想法是将池塘填平之后作为主要的住宅楼的建筑用地，在此基础上，需要计算相应的地平高程。在计算的过程中选取地形图上填平前地面个点高程的平均值，H=35.63.池塘最低点的高程是+30.78，最高点的高程是H14=+32.51，两者之间的差距是1.73。在更大程度上使所测量的数据和实际的数据相一致是必须要做的。要实现这一目标，需要采用精度和准确率更高的测量方法。此次研究过程中所使用的方法是CASS5.0软件，将其中的土方计算的功能应用到这次计算中，建立起相应的数字高程模型，同时对方格网法进行充分的应用，计算出池塘的填方量。在利用方格网法进行池塘的填方量的计算的过程中，需要按照相应的要求和规范进行，将实地测定的地面坐标和设计高程作为重要的基础和参照，然后生成相应的方格网，对多个长方体的填挖方量进行有效的计算。在此基础上，进行相应的累积，得到相应的指定范围中的填方挖方的土方量，并且绘制出相应的填方挖方的分解线。在做出的要求中，所设定的地平高程，要远高于池塘中的各点高程，同时与所涉及的标高相比，池塘周围的高程也没有很大的出入，从本质上来说，主要的区别就在于填方量的计算。第一步要做的就是对复合线进行相应的应用，画出计算土方区域，必须保证其闭合的效果，也要保证不要拟合。如果将其拟合，会有很大的影响，对于精度的计算是非常不利的，在进行土方计算的时候会有相应的折线迭代。接着点取工程应用菜单下的方格网法土方计算。当点击完后，就会出来相应的对话框，对话框的内容是选择高程坐标文件，然后选择坐标文件和全站仪中的采集的高程坐标。根据相应提示输入相应的内容，最终得到相应的数据，即填方量大约是24万m2。

3 结语

土方测量的质量取决于土方范围的准确性与高程点的密度大小。从资料收集、外业测量、数据编辑、内业计算、检查复核等，每一步的过程都要认真仔细。作业中注意上述内、外业罗列的几个问题并加以处理，土方计算质量将进一步提高。

参考文献：

［1］丁佩，缪建军．三维激光扫描技术在土方测量中的应用［J］．城市勘测，2018－12(6):156～159．

［2］李博，徐敬海．无人机倾斜摄影测量土方计算及精度评定［J］．测绘通报，2020(2):102～106+112．