1、高阜工业园区土地平整土方量计算第 22 卷第 1 期2008 年 3 月黑龙江 T 程学院( 自然科学版 )JournalofHeilongjiangInstituteofTechnologyVoI.22.1Mar.,2008高阜工业园区土地平整土方量计算秦卫祥,谢旭晖,臧德彦(东华理工大学地球科学与测绘工程学院,江西抚州 344000)摘要:土方量的计算方法有方格网法,断面法,等高线法及基于 DEM 的计算方法等.为计算高阜工业园区的土方量,采用方格网法;并重点讨论在不同地形坡度下,得到的不同土方量计算结果 ;最后根据测区需要,做出合理选择.关键词:土方量计算;坡度;差异;方格网法;土地平整
2、中图分类号:P223 文献标识码:A 文章编号:16714679(2008)01 005003EarthworkcalculationonlandlevelingprojectofGaofuIndustryAreaQINWeixiang,XIEXu-hui,ZANGDe-yan(SchoolofGeosciencesandSurveyingEngineering,EastChinaInstituteofTechnology,Fuzhou344000,China)Abstract:Therearesomedifferentmethodsforearthworkcalculation,suchas
3、squaregrid,section,contour,DEMmethod,andSOon.ThispaperhasappliedthesquaregridmethodtodealwiththecalculationofearthworkforGaofuIndustryArea.Differentterrainslopeisdiscussedmainlyinthispapertoobtaindifferentresults.ThereasonablechoicecanbemadeaccordingtoGaofuIndustryArea.Keywords:earthworkcalculation;
4、slopes;difference;squaregridmethod;landlevelingproject各种工程建设如铁路,公路,港口,城市规划,常需要将自然地貌改造为水平的或者一个或几个坡度的场地,以便适于布置各类建筑物和构筑物.土方量的大小与工程的投资直接相关,因此,准确,快速地计算土方量对开展规划设计,控制总投资及分配资金具有重要意义.土方量计算方法有方格网法,断面法,等高线法及基于 DEM 的计算方法等.1 土方量计算方法土方计算的目的主要是计算同一地块开挖(或填充)前后的填方量( 或挖方量),实际上就是计算体积.由于土方量计算精度的高低直接影响到建设工期,经济效益,因此,很多学者
5、,专家对此进行了许多研究.DEM 方法有 DTM 模型(数字地面模型),是根据实地测定的地面坐标 X,y,Z 和设计高程,通过生成三角网来计算每个三棱柱的填挖方量,最后累收稿日期:200709 一.4基金项目:国家自然科学基金资助项 El(40574008);江西省研究生创新专项基金;东华理工大学研究生创新基金资助作者简介:秦卫祥(1983),男,硕士研究生,研究方向:地图数据库合并与匹配;测量数据处理.积得到指定范围内填方和挖方分界线来计算土方量.该计算土方量精度高,但其计算过程中数据量大,占用大量存储空间.在实际生产中,由于数据采集方法,设备,内插算法等因素,DEM 误差不可避免而且往往比
6、较大,并且该方法也存在确定高程分组和保证计算精度等问题.方格网法是由方格网来计算土方量,根据实地测定的地面点坐标 X,y,Z 和设计高程,通过生成方格网来计算每一个长方体的填挖方量,最后累加得到指定范围内填方和挖方的土方量,并绘出填挖方分界线.该方法不论在平原还是在山区都与DEM 值最接近,且数据量小,计算速度快.方格网法一般适用于地形起伏不大,且地面坡度有规律,范围比较大的施工场地,也适合于平坦地区及高差不大的地形场地的平整处理.等高线法的工作内容与步骤和方格法大致相同,不同之处在于计算场地平均高程的方法.该方法只适合于地面起伏较大,坡度变化较多时的情形.断面法一般用在地形变化较大,场地狭长
7、的带状地区,如公路,铁路等.第 1 期秦卫祥,等:高阜工业园区土地平整土方量计算2 研究实例资溪县地处江西省抚州市的东部边缘,居闽赣交界的武夷山脉西北麓,介于东经 116.4636“至1l7.1753“,北纬 27.3839“至 27.5440“之间,属亚热带季风型湿润气候.由于高阜工业园靠近县城,且这一测区地面高差不是太大,并且坡度变化比较平缓.所以本次土方量计算根据徕卡 GPS 采集的实际地形测量高程点,再用内插法计算格网点高程,也就是方格网法.2.1 绘方格网.并求格网点高程根据场地绘制方格网.方格网的大小根据地形复杂程度,地形图的比例尺,施工精度要求而定.本次计算采用的是 20mX20
8、m 的方格.由等高线内插出每一方格顶点的地面高程,标注在相应顶点的右上方,见图 1(其中不规则的虚线代表填挖分界线即零线).554714755-384.4855.267.0052.5753.2256.9255.081.7554.98.2.0454886.0651.4852.73?54.8654.691.5654.590.3754.494.1951.0451.7053.17图 1 方格顶点高程2.2 确定场地平整的平均标高设计高程可以按下述集中方法计算:算术平均法:将格网的 4 个角点高程相加求和,除以点的总数即为平均标高.加权平均法:如果将每个方格的 4 个角点高程取平均即为该方格的平均高程.
9、各方格的平均高程加到一起,除以方格数,即为该方格网的加权平均高程.如图 1 所示,整个区域 4 个角A,B,C,D 的高程在计算中只用了 1 次,边上各点的高程用了 2 次,而格网内各点的高程都用了 4 次.各网点在计算平均高程使用时的次数即为该点的权.加权平均高程公式为格网点高程,P 为各方格网点的权 ,为方格网点的个数.实际作业中,计算填挖方量平衡的设计高程计算式为H 设一(H 角点H 边点2+ H 拐点3+H 中点4)/4N.(2)式中:N 为方格总数.根据式(2)求得设计高程 ,在地形图中按内插法绘出设计高程的等高线,这条等高线就是填挖的分界线.2.3 计算各方格顶点的填充(或挖方)高
10、度计算各方格顶点处的挖,填高度.用方格顶点处高程减去设计高程,得到每一方格点的挖填方高度,即挖填高度一地面高程一设计高程.“+“表示挖方高度,“一 “表示填方高度 .挖,填高度应标在相应方格点右下方.2.4 计算挖,填土石方量实际计算时,可按方格依次计算.土石方量等于挖方面积(或填方面积) 乘以平均挖填高度.若格内既有填方又有挖方则分别求之,然后再计算挖方量总和和填方量总和.计算出各点的工程量后,再分别计算挖方量和填方量总和,填挖方工程量应大致相等.由于本测区为一坡面,所以计算时设计面为倾斜的,为了顾及到与路面的高差(原始路面高50m),所以设计坡度的时候分别按照 0.8,1.2,2 计算,3
11、 次计算结果见表 1.表 1 各坡度比较表由表 1 可以看出,当坡度比较小的时候,填方与挖方比较大,并且与原始路面的高差相差也较大,而采用坡度相对大一点的 2 时,填方与挖方相对较小,并且填挖差也是最小的,更适合填挖一致原则.所以,最后征求甲方意见,采取了坡度为 2 的设计面,结果见图 2(其中 T 代表填方量,w 代表挖方量).H 平均一HP/P.(1)3=1i 一 1式中:H 平均为各方格网点的加权平均值,H 为各方 ,结束语工程测量中计算土方量的方法很多,软件也很?52?黑龙江工程学院 (自然科学版 )第 22 卷79843934旨一一一00h 一一,.-_一.00=.总面积 45l79
12、24010I44414156919182614I35372132769110448I81240总填方 74476.0总挖方 728453爵度图 2 坡度为 2%方格网法土方量成果多,各有各的特点.但是方格网法比较简便快捷,易于掌握.并且方格网法计算土方量可以简化计算,大大减少了工作量,提高了设计速度,也在一定程度上提高了工作效率.但它也有自己的缺点,对于地貌比较复杂的情况,用方格网法计算土方量,误差较大.因此,在计算土方量时要根据实际情况选择合适的方法与软件,才能得到所需要的结果.参考文献E13tp 长顺,齐实,杜丽娟.土地整理项目土方量计算方法EJ.中国水土保持科学,2003(2):8082
13、.2罗德仁,邹自力 ,汤江龙.工程土方量计算比较分析 EJ.东华理工学院,2005(1):6267.E3高楠,张超 ,王秀茹.浅谈基本农田整理中的土方量计算问题 EJ.水土保持研究,2006(2):270272.E43 吴敬文,周丰年,赵辉.基于格网节点的土方量计算方法研究 EJ3.测绘通报,2006(11):4648.E53 张婷婷,王铁良.土方量计算方法研究 EJ3.安徽农业科学,2006,34(22):60476050.E6刘学军,龚健雅 ,周启鸣 ,等.基于 DEM 坡度坡向算法精度的分析研究 EJ3.测绘,2004,33(3):258 263.责任编辑: 郝丽英(上接第 22 页)统
14、之间应具有互操作和重构能力,适应异构的使用环境.工作流管理系统需要能够支持虚拟企业运行的各个阶段,具有开放性,便于用户定制.3)ASP 安全技术 .网络化制造应用服务平台总体可采用总站点 ASP 和分站点 ASP 的方式.ASP 的安全技术是网络化制造应用服务平台顺利实施的重要保证.ASP 的安全性需要从网络安全,应用安全,ASP 系统安全,ASP 安全管理,客户端的安全等多方面采取措施保证 ASP 的安全性.ASP 平台的建立和应用涉及到大量的技术,但最重要的是必须解决 ASP 使用过程中企业间协作的技术标准,企业应用的集成标准以及 ASP 服务标准等关键技术.4 结束语基于 ASP 的网络
15、化制造平台主要以中小企业群为应用对象,企业采用 ASP 模式实施制造业信息化具有明显的优越性.企业用户不必购买昂贵的计算机设备,只需要根据自己系统功能需要和等级支付非常低廉的租金费用.降低企业的信息化成本,实现了网络化制造环境下多企业协作开发的目标.采用以多家 ASP 合作竞争为主要模式,开发和建立网络化制造服务平台,在网络环境下整合,进行 ASP 集成服务试点,开发 ASP 点播服务,通过后台 MSP 保障网络安全,为制造业企业提供全方位服务.平台的体系结构按照 Web 浏览器/web 服务器/应用服务器的三层结构,通过基于代理的方式实现任务的实时动态调度.对于网络上的资源采用建立上层控制代
16、理,局域网控制代理和资源代理的方式分层管理.基于 INTERNET 宽带网络,商用工具搭建平台,部分采用成熟的商品化软件,并在此基础上进行二次开发.参考文献1杨海成.ASP 应用服务平台概述 EJ3.机械工业信息与网络,2004(2).E23 何卫国,梁式,向家伟,等.基于 ASP 模式的区域性制造业信息化技术服务网络 EJ3.现代制造工程,2004(4).E33 赵慧娟,王淑营,孙林夫.面向中小企业信息化建设的ASP 服务平台 EJ3.计算机集成制造系统一 CIMS,2004(11).4王云莉,肖田元 ,杨楠,等.协同产品开发平台的研究与实现 EJ3.计算机集成制造系统一 CIMS,2002(8).5张桂荣,贾振元 .一种 ASP 应用服务平台的结构设计与实现 EJ3.现代机械,2005(2).E63 严为,吉晓民,董仲元.制造业信息化中 ASP 应用服务平台结构探讨 EJ3.机械设计,2003(5).责任编辑: 郝丽英
