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测量土石方量的几种计算方法【摘要】：随着现代化技术的不断发展和使用，测绘技术也得到了很大的发展，现代数字测绘技术逐渐向着智能化发现，但是在应用中还存在不少的问题，土石方量计算方法有很多，各种方法精确度和使用范围存在一定差异，本文主要分析测量土石方量计算方法。【关键词】：土石方量；精度；方格网法计算工程量是测量技术人员必要的基础工作，准确的工程量计算对施工方案的合理设计至关重要，目前土石方量计算方法主要包括方格网法、断面法等，不同方法的适用范围和精确度有一定差异，本文主要分析测量土石方量的计算方法。1 .方格网法计算方法分析方格网法在计算中利用现有的数字地形图将场地划分为若干网格，根据实际测量求出零线位置，然后计算工程量。基本计算公式为V=Ah均=A2ph2p,式中A代表场平总面积,公式进行微分得到V=h均A÷php,从简化问题角度出发，建设方格网划分均为正方形，=L2,在方格网中不存在拐点的情况下，L=NS,土方时计算相对中误差mv2V2=(2A)2ml2+ma22P2h均2(P)2,式中Inl代表边长测量中误差，mh代表施工高度误差，mo代表等高线高程中误差。由于人眼存在的误差，图上直线长量测中误差一般在±0.1mm,在比例尺为1：500情况下，ml=0.IOm,在比例尺为1：2000时，ml=+0.20m,hi=H地-H设,H地二-Hed2dh0,mh2=m02+(d2+dl2)h02md2d4o由于方网格法在计算中假设两点的坡度均匀，但是实际情况并非如此，因此该方法适合使用在地形起伏小的区域，地形图比例尺越大，精度越高。2 .断面法计算方法分析断面法在计算中，沿着垂直方向每隔一段距离测量一个断面，断面间的土石方量等于截面积乘以间距的值，假设第i各断面间距为Li,则土石方量V=2(Ai-l÷i)Li20从该方法的计算中可以看到，在地形起伏不大的情况下，或者是挖掘深度不大，采用断面法计算非常方便。断面法的计算结果精度与L的选取相关，L越小，计算量越大，精度越高。在实际的应用中，断面法存在很大的工作量，计算速度很慢，若是土石方量计算范围比较法，对精度要求比较高，这种方法显然不太合适。另外场地在测量中若是存在高低差，还需要通过计算平均值减小误差，工作量大，在精度要求不高，场地范围小的情况下可以考虑采用断面法计算土石方量。3 .DEM计算方法分析DEM法(数字地面模型计算方法DigitalTerrainModel)是随着科学技术的发展而出现的一种计算法，用一群地面点的平面坐标和高程描述地表形状，DEM的特征值可以采用土壤类型、高程以及植被等进行表示，区域内的地貌特征采用X、丫、Z等坐标表示，以坐标形式代表地表起伏变化特征，具有形象、直观以及精确的特点，在计算中直接运用原始数据，剖面图可信度很高，极大地提高了计算精度和计算速度。DEM模型在计算中根据实际测定的地面坐标和设计标高，形成三角形网，计算填填挖方量，最后得到挖方的土石方量，若是将DEM看作为空间曲面，填挖前后两个DEM就可以作为空间曲面，计算机就可以计算两个曲面的交线，对曲面任意切割得到曲面间空间体积就是土石方量。一般可以采用曲线方程、横断面或者是三角网来描述，区中曲面方程难以准确描述地面起伏情况，可以采用了另外两种方法描述,地面的起伏情况可以采用平行截取的横断面拟合，断面数目越多，起伏描述越精确。该方法在计算中需要先建立两个DEM,通过差值计算土方量，ADEM=DEMt-DEMd,Z(i,j)=Z(i,j)t-Z(i,j)doDEM法误差来源包括自然真实表面的采样、中心采样以及平均偏差等，自然表面的采样误差主要室友使用仪器引起，重新采样误差受到采样区间和所用插值方法的影响，误差的表达与实际地面的平均偏差属于非随机空间分量，与研究对象要求精度有关。DEM法实际精度主要来来自原始数据的采集误差以及内插误差，数据采集出现的误差可以通过使用精密仪器来减小，如采用仿射变换消除图纸误差、高密数字仪器减小误差等。高程内插误差与所采用的数学方法和采样的方式相关。采用DEM法计算土石方量,作业人员工作量小，计算精度高，出现错误的机会很小，而且能够实现计算机自动化计算，目前市场面的GIS软件均具有相应的DEM产品，值得注意的是，不同软件对地形的精度也存在一定的差异，因此在计算中需要根据地形合理选择软件。4 .等高线法等高线法可以计算两条等高线的土石方量，这种计算方法在计算中要求等高线必须闭合，若是没有这个条件，需要三离散化等高线,然后再计算，假设量等高线体积为截锥形体，计算公式V=(Ai+Ai+l)(hi+1-hi)/3,式中Ai和hi分别代表第i条等高线的底面积和高程。该计算方法与高踞的关系紧密，测量中，每隔一定距离测量一个碎部点，在地形比较复杂的情况下，误差很大，一般等高线法使用在土石方量的估算中。【结束语】：综上所述，本文主要分析土石方量的计算方法，在地面起伏比较大、坡度变化较多的情况下，可以采用方格网法计算，断面法更加适合使用在高差变化大的计算中，DEM法适合使用在所有场地中，精度也是比较高，在具体的计算中还需要根据实际条件合理的选择计算方法。【参考文献】：1李宏奎，张海亮，樊杰，等.浅谈土石方工程量计算方法的应用J露天采矿技术，2010,zl：27-28.2常青.工程土石方量计算方法的对比研究JL中国勘察设计,2013,4：82-84.3张小成，涂群生，余意，等.特殊土石方量计算方法在工程中的应用J.湖北理工学院学报，2013,6：46-49,62.
