【干貨】CASS土方量計算攻略

南方數(shù)碼CASS針對工程中常見情況提出了多種土方量計算方法，其中包括DTM模型法、斷面法、方格網(wǎng)法、等高線法，本文重點(diǎn)介紹其中的方格網(wǎng)法，對其他幾種方法作簡要介紹。

一

DTM法

分為三種：根據(jù)坐標(biāo)文件計算，根據(jù)圖上高程計算，根據(jù)圖上三角網(wǎng)計算。方法為根據(jù)實(shí)測的地面點(diǎn)坐標(biāo)(X， Y， Z )和設(shè)計高程，建立三角網(wǎng)并計算每一個三棱錐的填挖方量，最后累加得到指定范圍內(nèi)填挖方量，并繪制出填挖分界線。DTM法主要適用于設(shè)計面為平面或單一斜面情況，DTM法可以進(jìn)行坡邊設(shè)置，根據(jù)坡度及放坡方向計算填挖方量，因此可用于道路施工的土方測量；DTM法還可以將兩次觀察數(shù)據(jù)建模后疊加（藍(lán)色部分表示高程已經(jīng)變化，紅色部分表示沒有變化），因此可用于計算同一區(qū)域兩時期間的土方量變化。

利用DTM法進(jìn)行土方計算時，應(yīng)該對已經(jīng)生成的三角網(wǎng)進(jìn)行必要的添加和刪除，使結(jié)果更接近實(shí)際地貌。同時，用三角網(wǎng)法進(jìn)行土方量計算時，不要求給定區(qū)域邊界，系統(tǒng)會分析所有被選取三角形，因此在選擇三角形時要注意不要漏選或多選，否則會造成計算結(jié)果出錯。

二

斷面法

分為四種：道路斷面、場地斷面、任意斷面、二斷面線間土方計算。其工作原理為根據(jù)縱斷面上各個里程處實(shí)際測量的地面橫斷面線與設(shè)計橫斷面線，獲得各個里程處的橫斷面的填挖面積，并由相鄰兩橫段面的間距計算出土石方量，最終匯總出縱斷面上所有兩相鄰橫斷面間的土石方量，并繪出土石方量計算表。

斷面法土方量計算四大步驟：（1）生成里程文件（縱斷面、復(fù)合線、等高線、三角網(wǎng)、手工輸入和編輯等方法實(shí)現(xiàn)）；（2）選擇斷面土方量計算類型；（3）指定橫斷面設(shè)計線參數(shù)，生成各個里程處的橫斷面圖；（4）選中所有里程處的橫斷面圖，生成土方量計算表。

三

等高線法

原理為：兩條等高線所圍面積可求，兩條等高線之間的高差已知，可求出這兩條等高線之間的土方量。

適用于用戶將白紙圖掃描矢量化后得到的圖形，因為這樣的圖形沒有高程數(shù)據(jù)文件，所以無法用前面的幾種方法計算土方量。用等高線法可計算任兩條等高線之間的土方量，但所選等高線必須閉合。

四

方格網(wǎng)法

方格網(wǎng)法簡便直觀、易于掌握、通用性強(qiáng)、適用面廣，但美中不足的是復(fù)雜地形的土方量計算精度相對不高，不及DTM法的精度。方格網(wǎng)法是很多業(yè)主單位很青睞的方法，因為可以用筆或計算器來直接進(jìn)行復(fù)核審查，這里進(jìn)行深入介紹。

CASS方格網(wǎng)法計算的設(shè)計面可以是平面或斜面（A.一個方向放坡：斜面【基準(zhǔn)點(diǎn)】、B.二個不同方向放坡：斜面【基準(zhǔn)線】），也可以是多個坡面（利用三角網(wǎng)文件完成），能夠滿足不同情況下的土方計算，尤其是在處理多級放坡非常出色。

工作原理:系統(tǒng)將方格的四個角上的高程相加（如果角上沒有高程點(diǎn)，通過周圍高程點(diǎn)內(nèi)插得出其高程），取平均值與設(shè)計高程相減。然后通過指定的方格邊長得到每個方格的面積，再用長方體的體積計算公式得到填挖方量。

方格網(wǎng)法CASS操作實(shí)驗

圖-2 方格網(wǎng)土方計算對話框

A、設(shè)計面是平面時的操作步驟：

用復(fù)合線畫出所要計算土方的區(qū)域，一定要閉合，但是盡量不要擬合。因為擬合過的曲線在進(jìn)行土方計算時會用折線迭代，影響計算結(jié)果的精度。

步驟：選擇“工程應(yīng)用\方格網(wǎng)法土方計算”命令。命令行提示：“選擇計算區(qū)域邊界線”；選擇土方計算區(qū)域的邊界線（閉合復(fù)合線）。屏幕上將彈出如圖（圖-2）方格網(wǎng)土方計算對話框，在對話框中選擇所需的坐標(biāo)文件；在“設(shè)計面”欄選擇“平面”，并輸入目標(biāo)高程；在“方格寬度”欄，輸入方格網(wǎng)的寬度，這是每個方格的邊長，默認(rèn)值為20 米。點(diǎn)擊“確定”，命令行提示最小高程、最大高程、總填方、總挖方數(shù)字，同時圖上顯示填挖方分界線，并給出每行的挖方和每列的填方。如圖（圖-3）所示。

圖-3 方格網(wǎng)法(菜單命令)土方計算成果圖

Ｂ、設(shè)計面是斜面時的操作步驟：

設(shè)計面是斜面的時候的，操作步驟與平面的時候基本相同，區(qū)別在于在方格網(wǎng)土方計算。

步驟：對話框中“設(shè)計面”欄中，選擇“斜面【基準(zhǔn)點(diǎn)】”或“斜面【基準(zhǔn)線】”。如果設(shè)計的面是斜面（基準(zhǔn)點(diǎn)），需要確定坡度、基準(zhǔn)點(diǎn)和向下方向上一點(diǎn)的坐標(biāo)，以及基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)計高程。點(diǎn)擊“拾取”，命令行提示：點(diǎn)取設(shè)計面基準(zhǔn)點(diǎn): 確定設(shè)計面的基準(zhǔn)點(diǎn)。

指定斜坡設(shè)計面向下的方向: 點(diǎn)取斜坡設(shè)計面向下的方向；如果設(shè)計的面是斜面（基準(zhǔn)線），需要輸入坡度并點(diǎn)取基準(zhǔn)線上的兩個點(diǎn)以及基準(zhǔn)線向下方向上的一點(diǎn)，最后輸入基準(zhǔn)線上兩個點(diǎn)的設(shè)計高程即可進(jìn)行計算。

點(diǎn)擊“拾取”，命令行提示：點(diǎn)取基準(zhǔn)線第一點(diǎn): 點(diǎn)取基準(zhǔn)線的一點(diǎn)；點(diǎn)取基準(zhǔn)線第二點(diǎn): 點(diǎn)取基準(zhǔn)線的另一點(diǎn)；指定設(shè)計高程低于基準(zhǔn)線方向上的一點(diǎn): 指定基準(zhǔn)線方向兩側(cè)低的一邊；方格網(wǎng)計算的成果如圖(圖-3)所示。

C、設(shè)計面是三角網(wǎng)文件時的操作步驟：

設(shè)計面是三角網(wǎng)文件時，可以計算兩期間土方，也可以計算設(shè)計面是多個坡面的土方。

若計算兩期間土方時：計算兩期間土方，分別在野外測量好第一期與第二期地面點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)，二期間土方計算的區(qū)域邊界必須一致。區(qū)域邊界在野外測量時，一般不可能采集的完全相同，但可在內(nèi)業(yè)處理時，調(diào)整到一致，并且采用內(nèi)插法求得每個邊界的高程數(shù)據(jù)。利用第二期地面點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)生成三角網(wǎng)文件，具體操作利用南方CASS9.0軟件中的“繪圖處理”與“等高線”二個菜單中的功能按照相應(yīng)的提示完成。

步驟：在“繪圖處理”菜單中：定顯示區(qū)→改變當(dāng)前圖形比例尺→展高程點(diǎn)→連接邊界線。在“等高線”菜單中：建立DTM（或圖面DTM完善）→選擇邊界線→構(gòu)成三角網(wǎng)→修改三角網(wǎng)→修改結(jié)果存盤→三角網(wǎng)存取→寫入文件。

點(diǎn)擊“寫入文件”時，出現(xiàn)一個“輸入三角網(wǎng)文件名”對話框，提示將已構(gòu)成的三角網(wǎng)以＊.sjw擴(kuò)展名格式取名保存在指定的文件下。二期間土方計算要用的三角網(wǎng)文件就這樣一步一步的完成，有了這個三角網(wǎng)文件后，就可以進(jìn)行二期間土方計算了。二期間土方計算采用設(shè)計面是“三角網(wǎng)文件”的時候，操作步驟與“平面”的時候基本相同，區(qū)別在于方格網(wǎng)土方計算對話框中選擇“高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件”必須選擇第一期的地面點(diǎn)高程數(shù)據(jù)，還有在“設(shè)計面”欄中，選擇“三角網(wǎng)文件”。在選擇三角網(wǎng)文件時，一定要選擇以第二期的地面點(diǎn)高程數(shù)據(jù)所構(gòu)成的三角網(wǎng)。

若計算設(shè)計面是多個坡面的土方：設(shè)計面是多個坡面的時候，這種方法比較適合一個規(guī)劃區(qū)內(nèi)的土方計算，不同的坡面上有著不同的豎向標(biāo)高。計算方法基本與利用“三角網(wǎng)文件”計算兩期間土方一樣，區(qū)別在于把豎向標(biāo)高轉(zhuǎn)換成南方CASS90軟件能夠識別的高程點(diǎn)，然后利用這些高程點(diǎn)用同樣的方法生成三角網(wǎng)文件。

D、方格網(wǎng)法中“fgwtf_getpt”隱藏命令的應(yīng)用：

為了更好的控制土方施工，所以常常很多土方施工單位利用規(guī)劃圖或老地形圖在圖上布設(shè)一般為20×20 米的方格網(wǎng)點(diǎn)，并且統(tǒng)一編號。在實(shí)地采用放樣的辦法，把每個方格網(wǎng)點(diǎn)逐個定位打樁，同時采集好每個樁的地面高程。但在內(nèi)業(yè)土方計算時，南方CASS9.0 軟件菜單中的“方格網(wǎng)法土方計算”命令實(shí)現(xiàn)不了方格網(wǎng)與野外布設(shè)的方格網(wǎng)重合。

隱藏命令“fgwtf_getpt”解決了這一難題。

步驟：1.命令行中輸入：fgwtf_getpt命令，并確定。2.命令行提示：“選擇計算區(qū)域邊界線”；選擇土方計算區(qū)域的邊界線（閉合復(fù)合線）。3.屏幕上將彈出如圖（圖-2）方格網(wǎng)土方計算對話框，在對話框中選擇所需的坐標(biāo)文件；在“設(shè)計面”欄根據(jù)實(shí)際需要選擇對應(yīng)的設(shè)計面，并按照上面“方格網(wǎng)法計算步驟”完成對應(yīng)操作；在“方格寬度”欄，輸入實(shí)地所布設(shè)的方格網(wǎng)寬度相同。由原理可知，方格網(wǎng)的寬度越小，計算精度越高，但如果給的值太小，超過了野外采集點(diǎn)的密度也是沒有實(shí)際意義的;如果任意輸入一個值，可能與實(shí)地布設(shè)的方格又不重合，所以在設(shè)置方格網(wǎng)寬度時，必須同時滿足以下二點(diǎn)：①必須是實(shí)地布設(shè)方格網(wǎng)寬度的約數(shù)；②必須與實(shí)際采集高程密度基本相近。

1.點(diǎn)擊“確定”，命令行提示：最小高程=XX.XXX ,最大高程=XX.XXX請確定方格網(wǎng)起始位置：＜缺省位置＞；選擇規(guī)劃圖或老地形圖上布設(shè)的同一軸上的任意兩個方格網(wǎng)點(diǎn)。2.命令行再次提示：總填方=XXXX.X 立方米, 總挖方=XXX.X 立方米。

屏幕上可能什么也沒看，點(diǎn)擊“全圖”命令，這時剛才所計算的土方成果全屏顯示如圖(圖-4)所示.

圖-4 方格網(wǎng)法(fgwtf_getpt命令)土方計算成果圖

圖-5 土方施工（挖或填的高度）

實(shí)地布設(shè)的方格網(wǎng)點(diǎn)能與土方計算的方格網(wǎng)重合，不但能夠利用這些方格網(wǎng)點(diǎn)有效地控制好土方施工（挖或填的高度）如圖（圖-5）所示，而且利用這些方格網(wǎng)點(diǎn)可作為多個土方施工隊的施工界線，便于施工。從圖-4 上也可看到，fgwtf_getpt命令生成的方格網(wǎng)，不但可以是南北（東西）方向，也可以生成任一方向或與任一建筑物平行。

來源：網(wǎng)絡(luò)