土石方量计算中的方格网法与DTM法在CASS软件中的对比分析
摘要：就道路，桥梁，土地合并而言，地球和石体积的计算起着重要作用，其测量方法和计算准确性对项目的建设期和资金产生了很大的影响。地球和石材体积的计算计划是否合理设计，结果是否准确会影响项目的投资。本文使用现场测量数据来分别在CASS软件中计算和分析网格网格方法和DTM方法，并从操作原理的各个方面，所需的工作量，结果的准确性以及合适的位点进行详细的比较和分析。
关键词：地球和石头数量；网格网; DTM;卡斯
0简介
地球和石材体积的计算是建筑测量的主要项目之一。它主要使用地球和石头计算来使飞机上建筑物的地理位置和高程满足我们的设计要求。在现代数字测量和映射技术的探索和应用中，多样化，自动化和智能数据收集，提取和处理方法的水平正在逐渐改善。但是，许多测量和映射结果无法完全应用实际工程，例如地球和石材的测量和计算：传统的网格方法，DTM方法以及其他地球和石材测量计算方法不是很合适[1]。每个单元对地球和石头数量的测量和计算都有喜悦，并担心。令人高兴的是，地球和石头数量的测量和计算具有明显的好处，令人担忧的是，计算过程是复杂且繁琐的，结果的准确性很差。在我国的土方工程市场中，各种建筑公司正面临非常激烈的竞争。如何为产品提供良好的工程质量，较短的工程时间和优惠价格是提高市场竞争力的关键。因此，在大数据地球和石头计算项目的背景下，如何尽可能减少地球和石头计算的误差并提高地球和石头计算的准确性具有很大的实际意义[2]。
In recent years, with the rapid progress of computer technology, a series of computer-based calculation methods such as the calculation of the cross-sectional method earth and stone volume based on CASS software, the calculation of the earth and stone volume based on DTM method, the calculation of the earth and stone volume based on contour method, the calculation of the earth and stone volume based on grid method [5], and the calculation of the earth and stone volume based on Excel tables has emerged one after another [3]。关于地球和岩石体积计算方法的研究往往是建模和系统的，并且对诸如地球和岩石量的优化分配模型，地球和岩石体积的分配模型和模拟，地球和岩石体积分配的可视化，地球和岩石量的多目标优化的地球和岩石量分配以及地球和岩石量的管理系统的多目标优化[4]。这些研究的主要目的是使用计算机软件技术来实现土方工程的自动计算，缩短计算时间并降低成本。
本文研究了在网格方法和DTM方法中计算地球和石数的原理和方法，并使用CASS软件根据实际工程数据来计算地球和石头的数量，并比较每个步骤的相似性和差异以了解各种方法的优势和弊端。通过多组数据计算，我们最终得出一个结论，列表分析显示了各种方法的优点和缺点。通过示例，在不同的项目中选择了工程应用中的不同方法计算地球和石材的成本以及不同的计算方法。
1地球和石头计算方法的基本原理
1.1网格方法计算的原理和方法
网格网格方法是将测量区域划分为具有一定距离的许多正方形网格[5]。相应的高程值是在每个网格的顶点测量的，然后根据四角高程的平均值法，每个网格的开挖和填充量的总和，计算位点的开挖和填充量。
1）确定网格和现场高程
根据现有的地形图，所需的计算区域分为多个平方网格，并且网格的大小是根据场地接地的复杂性，地形图的规模以及构造的设计准确性确定的。
该地点的果汁设置高度是在地面上获得每个网格顶点的高度值，并在计算其他网格的平均高度值时使用该点的总次数的加权平均值[6]。因此，设计高程H0的计算公式为：
在公式中，P是重量，占1、2、3和4。
在右下角和网格的每个顶点的右下角和左下角编写相应的设计高程数据和自然地面高程数据。通过设计地面高度值和自然地面高度值之间的差异获得的数量是每个顶点需要填充和挖掘的高度。将其写入网格顶点的右上角。发掘是一个，填充是 +。如图1所示。
2）计算零点位置
如果在方形网格中存在填充含义和开挖，则有必要计算平方网格中零点的位置。按线按顺序连接所有零点，以在填充区域和开挖区域（即中性线）之间绘制边界线。零点的位置是根据公式（2）计算的：
在公式（2）中，x1。 x2是从角点到零点（m）的距离； H1和H2是相邻顶点的构造高度（M），并且两者都使用绝对值。 A是网格的侧面长度（M）。
3）计算土方工程数量
常见计算公式如表1所示。
表1常用网格网络计算公式
续表1
4）网格法的特征
当使用平面，倾斜的表面和三角形网状作为设计表面时，使用网格方法来计算具有相对平坦的地形或更大步骤的区域的地球和石头量。尽管计算方法很麻烦，但其精度很高。方格方法通常用于白纸映射。绘制轮廓线时产生的错误将对此计算方法的准确性产生很大的影响；此外，当在一定程度上计算平方网格的顶点的高度值时，人眼和地图中的比例尺的分辨率将影响插值的准确性，并最终影响地球和岩石体积计算的准确性在很大程度上。
1.2 DTM（DEM）方法的计算原理和方法
DTM方法通过使用地面上点的实际测量空间坐标（x，y，z）来计算地球和岩石的量，并使用设计高度的数据点形成相邻的三角形。使用此方法，确保数据的准确性[7]。
数字地面模型的DTM表示形式之一是不规则的三角网络（TIN）。该方法使用实际测量的地形碎片点数据和特征点数据来形成三角网络，并根据需要计算的区域计算地球和石头的量[6]。使用TIN模型可以大大提高计算结果的准确性。
建立三角形净的净净后，根据形成的三角净净计算每个三角净的体积，并将结果添加在一起以计算测量区域中的填充和切割量。三角棱镜的上表面使用斜面拟合，下表面是水平面或参考平面。计算公式为[8]：
在公式（3）中，Z1，Z2，Z3是三角形顶点的角度； S3是三角形棱镜的底部区域。
DTM方法具有很高的精度。这主要是因为三角网络具有良好的适应能力，可对复杂而可变的地理环境，因此它可以更准确地模拟实际的地面特征。通过DTM方法获得的用于计算地球和石材量的结果的准确性很高，但是在计算过程中将产生大量数据并占据大量存储空间。因此，在计算具有大量数据的地形图时，它不是很适合。
2 Cass中的地球和石材体积的计算方法
2.1 Cass中的网格网格法
In CASS software, first, you need to obtain the elevation value of the vertex of each grid (if this vertex has no elevation point, it can be calculated based on the known elevation point nearby), then calculate the average value of the elevation values of the 4 vertices, make the difference between the average value and the design elevation, calculate the area of the corresponding lattice based on the side length of the grid, and then calculate the required fill or excavation amount through the立方体积计算公式。
当使用网格网格方法计算土方工程量时，所有高程点都设置在同一层上，然后在原始地形图中提取高程点，以促进软件的后续操作。在“工程应用程序”中运行“网格网格方法的接地工程计算”。该软件提示选择“计算区域边界线”，选择“高程坐标数据文件”（即该字段收集的点的数据文件，格式为dat格式）。下面有四个选项：设计表面是平面，倾斜平面（参考点），倾斜平面（基线）和三角净文件。根据计算需求选择相应的选项。该软件将自动绘制网格，填充和发掘的边界线，同时标记每个正方形的填充数量，以及每个行和列所需的挖掘数量和填充量。
注意：确保计算区域中的所有高程点均在同一层，并且在计算过程中选择的计算区域的边界线必须关闭。
2.2 Cass中的DTM（DEM）方法
CASS软件现在可以使用三种方法根据DTM模型来计算地球和石材的数量：首先，根据坐标数据文件计算；其次，根据图上的高程计算；第三，根据图上建立的三角网络进行计算。其中，必须重新建立第一个和第二个计算方法，最后一个计算方法是直接使用图中的三角形，而不重新建立三角网络。
通过DTM模型方法计算土壤数量的步骤：
1）使用复合线绘制土方工程项目的边界，只需将其关闭，最后不适合它。由于拟合线将在计算过程中用多线线代替，因此计算精度降低。
2）在“工程应用程序”项目中运行“ DTM方法接地工程计算”，选择“计算区域边界线”，输入平面高中的设计高程，然后根据项目的实际情况输入边界采样间距。系统默认为20 m。
3）点击操作可以提供与最大和最小高程，设计高程，平面区域，填充体积，发掘音量和图形有关的各种信息数据。最终计算结果是挖掘卷XXX M3，填充卷XXX M3，并生成DTMTF.1OG文件。根据图的实际情况选择适当的位置以生成图形。
2.3比较分析
网格方法的精度取决于场收集点的密度和网格的距离。在具有较大波动地形的区域，可以使用加密的网格来提高计算精度。正方形的大小根据位点的大小或现场收集点的密度设置。一般而言，网格的宽度越小，计算结果的准确性越高。必须收集野外点收集，测量误差，地形类型，数字和位置的密度，这决定了DTM方法的准确性，尤其是必须收集地形特征点。应用DTM方法计算时，您需要根据收集的高程数据文件建立三角网络，然后对已建立的三角网络进行适当的调整。 CASS软件的不同方法具有某些合适的字段，用于计算土壤工程量。在实际使用中，应根据实际情况选择正确的方法。如果条件允许，最好使用多种方法来计算和比较结果，以便计算结果的准确性和准确性将更高。该计算结果可以准确地反映施工现场的实际情况，并且可以准确计算地球和石头的数量是合理的。
3结论
用于地球和石材量的各种计算方法中的每一种都有其优点和特定的局限性。在实际的运营过程中，基于内部和外部行业的合理处理，必须根据综合因素（例如区域和地形的差异，准确性要求，每种方法的优势和缺点以及施工成本）确定适当的方法。
1）网格法的特征
经过练习和分析后，发现地面上没有波动的区域通常更适合使用网格方法来计算土壤工程量，这可以有效地控制内部和外部场的工作量。缺点是您只能计算一般的土方工程量，计算结果的准确性相对较低，并且在山区波动较大的山区将暴露出大量错误的缺点。但是，计算过程非常简单，计算结果可以非常简洁地表达每个网格中的挖掘和填充量，从而使人们很容易理解并具有地球和石头平衡的计算中具有优势。
2）DTM方法的特征
DTM方法是通过数据构建三角网络，然后通过三角网络计算体积以计算地球和岩石的量。从定性上讲，三角网络方法DTM方法是具有最高计算精度的方法。较密集的高度点，它越多地显示实际地形的细微变化，就越能使地球工程的计算结果接近真实值。它适用于具有极为复杂且可变的地形的区域中土壤和岩石体积的计算。三角网络方法的两种方法的计算结果也相对接近。从中，我们可以看到，基于DTM的地球和石材的计算均可在任何地形中使用。
随着科学，技术和经济的快速发展，基础设施的建设已取得了迅速的进步，这也导致了各个方面对测量工作的需求不断增长，尤其是在计算地球和石材量的情况下。因此，地球和石体积的计算变得越来越重要。地球和石材体积的计算方法随着科学技术的发展而不断变化，其准确性与项目体积的估计和效率密切相关。为了响应不同类型的工程需求，仍然有很大的探索空间可以使用方法来计算土壤的数量。这将是本文研究的主题。
参考
[1] Li Yong，Hu Song，Li Lian等。关于测量和计算地球和石头数量的几种方法的比较研究[J]。北京测量和映射，2013年，第27卷（6）：68-72。
[2]他hanzhi。工程领域计算方法的优化分析研究及其计划实施[D]。长沙：湖南大学，2009年。
[3]刘十二。简要讨论使用Excel [J]来计算土方工程的数量。富裕的科学技术指南，2011，11，2）：146。
[4] Cao shengrong，Zhou Hougui，Shen Mingliang。公路工程地球和石头的最佳分配模型和工程应用[J]。四川大学杂志：工程科学版，2007，51（5）：21-25。
[5] Ma Zhanlin，Li Jilan，Yu Xiaorong。地球和石质量的计算方法的比较[J]。地质和矿物测量和映射，2010，26（1）：29-32。
[6]两种土方测量方法的应用和比较[J]。工程测量与检测，2012，30（4）：138-141
[7] Wang Zhen。使用数字地形图[J]比较计算地球和石体积的方法。科学技术信息，2013，11（22）：49。
[8] Ma Zongren，Zheng Bing，Gong Zhanming。水库和水力发电项目中挖掘地球和石头的测量方法[J]。云南水电生成，2012，28（6）：118-120。