土方量的计算是工程费用概算及施工方案选取的重要依据，所以工程施工前的设计阶段必须对施工区域的土石方量进行计算。土石方量计算是以设计高程作为底面高程，以施工前该区域的实际地形高程作为顶面高程。土石方量的计算方法有等高线法，方格网法，断面法和三角网法等。在实际工作时，无论采用哪一种方法，都需要利用测量仪器获得大量的地形数据，其采样的间隔越小，其计算出的土方量越准确。在这几种土方量计算方法中，三角网法由于很好的拟合实际地貌的几何特征，并且能克服地形起伏不大的地区产生冗余数据的问题，其计算精度高于等高线法，方格网法，断面法精度。

 

　　2三角网法土方量计算

 

　　2.1建立三角网

 

　　数字高程模型（DEM）的格网间隔（数据点密度）与其同比例尺地形图高程精度相适配，并形成有规则的格网系统，根据不同的高程精度，可分为不同类型产品。为完整反映地表形态，可配套提供离散高程点数据。三角网是数字高程模型中的一种，是在一定区域内规则三角网点的三维坐标数据的集合，这个数据集合可以代表该区域地形地貌的起伏状态。利用CASS（数字地形地籍绘图软件）可以较为容易的生成三角网，其建立方法分为两种：一种是根据“坐标数据文件”生成，另一种是根据“图面高程点”生成。无论采用哪一种方法，都必须是依据坐标数据文件，必须采用如下格式：“点号，编码，Y坐标，X坐标，高程”才能在CASS软中将高程点展绘出来。需要注意的是编码一位可以是空缺的，但是“逗号”不能省略，此文件格式必须是五个“逗号”，并其需要注意横坐标在前，纵坐标在后。

 

　　因实际地貌的多样性和复杂性，自动构成的三角网模型与实际地貌会有一定偏差，如果出现了三角网与实际地形不符合的情况，可以采用如下方法进行局部的修改：（1）删除三角形：如果区域边界生成了多余的三角形，应把其删除；（2）增加三角形：如果边界区域某范围没有生产三角网，则应通过内插点生产三角形，否则没有三角形的范围不参与土方量的计算；（3）过滤三角形：如果某些三角行的某个角度过小，可以采用该方法，将这些三角行重新组合成三角形；（4）删三角形顶点：采用该方法可以将有公共点的三角形统一删除，这样该区域范围不参与土方量的计算；（5）重组三角形：三角网应表示地址起伏的状态，如果某些三角网悬空，可以通过此方法将三角形重组。

 

　　2.2土方量计算

 

　　三角网法计算土方量的原理是：依据实地测定的地貌点三维坐标（x，y，z）和平场设计高程，依据生成的三角网和平场高程来构成很多个三棱柱体，然后依据棱柱的体积计算公式得到指定范围内填方和挖方的土方量，并绘出场地内填挖方分界线。

 

　　2.2.1根据坐标文件计算

 

　　（1）用多段线绘制出包含坐标文件的封闭区域，该区域要同实际地貌保持一致，如果实际地貌编辑就是折线的，则该部分多段线不能拟合。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；（2）在CASS软件中执行“DTM法土方计算”中的“根据坐标文件”命令；（3）根据系统提示，用鼠标选取所绘制的封闭的多段线，并输入编辑的内插值间隔，系统默认是20米；（4）经系统提示，在弹出的对话框内选取三角网的坐标数据文件；（5）系统会显示出该区域的平场面积，并提示用户输入该区域的设计高程；（6）回车后屏幕上显示填挖方的提示框，命令行显示挖方量和填方量。

 

　　2.2.2根据图上高程点计算

 

　　（1）利用CASS软件中的展绘高程点的功能，在绘图区域展出高程点，然后用多段线将该高程点封闭；（2）执行CASS软件中“DTM法土方计算”下拉菜单中的“根据图上高程点计算”命令；（3）用鼠标选取该封闭的多段线，并输入边界的插值间隔（米），系统默认是20米；（4）用鼠标选取图面的高程点，可以分区域旋转或整体旋转都可以；（5）系统自动显示出平场面积，并提示用户输入设计高程；（6）回车后系统弹出对话框，显示出挖方量和填方量。

 

　　2.2.3根据图上的三角形计算

 

　　（1）如果生成的三角网同实际地形不附和，可以通过加入地性线的方法加以修改，地性线即地貌的骨架线，代表地物的特征轮廓；（2）在CASS软中执行“DTM法土方计算”下拉菜单中的“依图上三角网计算”命令；（3）在弹出的对话框中输入平整的目标高程，并用鼠标选取图面上的三角网，可以分开选择或全部选择。

 

　　该方法计算土方量时，用户可以不选定区域边界，此时系统只计算选取的三角形范围，所以三角形选择时要准确，而不能多选或漏选，否则计算的结果就不准确。

 

　　2.2.4计算两期土方计算

 

　　两期土方计算必须生成两次三角网，其土方量是两期三角网封闭组成的几何体的体积。这适用于两次观测的区域表面都是不规则的。计算两期土方之前，应对该区域依据不同的坐标数据分别进行生成三角网，并将生成的模型保存起来。最后点取“工程应用＼DTM法土方计算＼计算两期土方量”命令。按系统提示分别选择两期三角网后，系统就会弹出相应的对话框显示出计算的土方量。

 

　　3结束语

 

　　数字地图是以数字形式存储在计算机中，来表达地物、地貌的几个特征和属性特征。在各个领域中，随着计算机技术应用的广泛与加深，数字地图在工程的设计、施工等阶段的应用也日益加深。AutoCAD是一种常用的绘图软件，可以作为数据测图软件的开发平台，其精确的绘图工程和各种查询工具给用户提供了绘制及查询各种空间实体几何特征的基础。利用运用数字测图软件可以方便地进行平面面积、表面积、土方量的计算和道路纵、横断面图的绘制等。

 

　　参考文献

 

　　[1]谭立萍，孙艳崇.数字化地形地籍测量与实训指导[M].西安交通大学出版社，2014.

 

　　[2]孙艳崇，王占武.数字化测图技术[M].东北大学出版社，2013.