Cass与Surpac软件计算矿石方量方法比较

闫学军（新疆亚克斯资源开发股份有限公司 哈密 839000）



Cass与Surpac软件计算矿石方量方法比较

闫学军
（新疆亚克斯资源开发股份有限公司 哈密 839000）

摘要本文针对矿山建设中常用的计算土石方类工程的软件Cass和sSurpac，进行了功能上的比较。Cass软件是南方测绘公司开发的地形地籍测绘软件，可用于土石方工程的计算工作，具有比较广泛的用户群。Surpac软件是澳大利亚gemcom公司开发的一套三维矿业软件。它具有使用直观的特点，代表着未来矿业软件的发展方向。其也提供了相应的土石方计算模块。在矿山中，有许多与土石方量计算有关的工作比如：地表矿石堆场的存矿量、废石堆、矿区简易道路的修建、为房屋建设或竖井建设所进行的开山平场工作等，这些工程都需要计算土石方量。Cass软件和Surpac软件均提供了土石方量计算模块，那么，两者之间优缺点各是什么，什么情况下用那种软件更好呢，我们不妨对此比较一下。

关键词Cass软件Surpac软件矿石方量计算功能

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.01.016

1　Cass软件计算土石方的主要方法

Cass软件提供的土石方计算方法主要有3种：

1.1断面法

断面法主要用于狭长地形的土石方计算，比如：修建道路、尾矿坝坝体等。断面法计算精度与所截取的断面间距有关系，断面间距越小，计算精度越高，但计算量会有所增加。

1.2方格网法

方格网法适合于大面积的土石方估算以及一些地形起伏较小、坡度变化平缓的场地。这种方法是将场地划分成若干个正方形格网，然后计算每个正方形格网的体积，将所有格网的体积汇总得到总的土方量。这种方法的精度和所划分的格网大小有关系，格网越小，精度越高，一般趋近于DTM的精度。方格网法有较为直观详细的计算过程数据、图表等，施工队比较偏爱这种方法。

1.3Dtm法

Dtm法即不规则三角形网法，它是通过构建地表数字三角网高程模型来计算土石方。Dtm法适合于任何地形，特别是起伏变化较大的地形。因此，dtm法是我们计算土石方量的首选方法。

除此之外，Cass还提供了等高线法。这种方法主要用于没有全站仪采集数据文件的情形。比如矢量化后的旧图，直接使用等高线值数据进行计算。一般情况下，极少采用这种方法。

关于Cass以上三种主要计算土石方方法精确度的比较，已有文章做过探讨，得出的结论是dtm法的计算准确度最高，适应各种地形。次之精度的是方格网法。而断面法适用于狭长地带的土石方计算。

由于矿山处在丘陵多山地带，所以常采用的计算方法是dtm法的两期土石方法计算。计算菜单见图1。

图1　

两期土石方方量计算的操作流程是：开挖前测得一期土石方地形数据，建立其dtm三角网，保存为*. swa三角网文件（一般称第一期数据），开挖后，再测得一期土石方地形数据，保存为*.Swa三角网文件（一般称为第二期数据），圈出填挖方边界，利用“计算两期间土方”菜单功能，软件进行圈定边界内的两期地形比较，最后得出填挖方量。

在使用两期土石方计算时，应注意建立三角网文件时，对边界的插值间距参数的选择，一般矿山中，对于较小的矿堆测量，可以选择3～5 m的插值边界为宜。另外第一期地形范围应该测量的比规划范围稍大一些，以免出现地形数据空白的地方。

两期土石方计算的中间结果保存在dtmtf.log文本文件当中，可以用记事等打开浏览。它也可以作为土石方计算的档案保存。

2　Surpac软件计算土石方的主要方法

Surpac软件计算土石方的方法比较单一，只提供了Dtm法计算填挖方。计算模块在Dtm工具下的“体积运算”菜单中，见图2。

图2　

使用“dtm间挖方和填方”计算土石方前，应首先做好如下几件事情：

2.1建立好第一期地形的Dtm模型

方法是：菜单文件-导入-从一个文件导入数据，弹出窗口。

图3　

选择欲导入数据的文本文件路径，填写好输出的线文件名，线串号填写30003号线。选30003号线时，线是离散点的形式，正好符合野外测量点的特征。分界符一般选逗号，其它一般选默认值，如图3所示。点击“执行”，弹出窗口。

在上述窗口中，填写好文本文件中测量数据的X、Y、Z坐标所在列的对应位置，点击执行，就将文本文件中的测量数据导入到了Surpac的线文件中。

然后，将线文件拖入到Surpac的编辑区中，执行菜单dtm工具-由当前层建立dtm即可建立起第一期地形的DTM模型。

图4　

2.2建立起第二期地形的DTM模型

第二期地形的dtm模型建立方法与第一期地形模型建立的方法一致，这里就不详述了。只是在保存线文件时注意不要和第一期dtm重名。

2.3圈定填挖方边界线

这项工作可以在Surpac的xy平面内直接圈定，保存成边界线文件。也可以在Cass（或者Cad）中用多段线做好圈定工作，再将边界线导入到Surpac中。

2.4计算dtm间填方和挖方量

点击菜单dtm工具-体积运算-dtm间挖方和填方，弹出如图5窗口，在窗口中，分别填入第一期dtm文件名、第二期dtm文件名、边界线和报告文件名，最后点击执行，填挖方量报告就弹出来了。

通过以上4个步骤，填挖方量就计算出来了。

图5　

3　Cass和Surpac软件计算土石方优缺点比较

3.1从计算结果上比较

Cass软件和Surpac软件所共有的计算土石方的方法是dtm法。下面通过一个实例：亚克斯公司某山头994.5 m高程平场实例，比较计算结果见表1。

表1　

两者填方相差463.7 m3，挖方相差36.1 m3，均小于2%的误差。所以两者计算土石方量结果相当。在实际工作中，用不同的土石方量工程，我们多次比较了两者的计算结果，均误差较小，和这里的实例结论一致。

3.2从易用性上比较

Cass软件导入全站仪数据比较容易，圈定边界也比较快。Surpac软件本身的测量模块，导入数据程序接口能力较有限，一般使用导入外部数据的方法。圈定边界则在xy平面下进行，因Surpac是三维软件，在不熟练画线操作的情况下，较易出现错误。再则，所圈定边界线不能超出第一期或第二期dtm模型的边缘，即使微小的越界也不行，不然计算就会无法进行下去。而Cass软件对此会顺势自动模拟边缘的地形，不会对计算过程产生影响。

3.3从直观性上来比较

Cass软件是一款2维空间的软件，surpac软件是一款3维空间上的软件。在surpac中，能够较直观地看到所要计算区域的初始和最终地形地貌情况，可以对照实际地形，及时发现测量中的漏测或者少点的情况。对于方量计算有争议测量区域或不懂得土石方计算的人来说，Surpac的立体模型有较强的说服力，较易让人接受。而Cass软件不易发现局部地形测量出现的缺陷情况，一般情况下，在使用Cass软件生成两期的三角网文件前，都应生成一下等高线，观察一下地形地貌特征是否有问题。

3.4从计算方式的多样性方面比较

Cass软件作为一个国产软件，有断面法、方格网法和dtm法这3种主要方法。用户可以根据行业特点和地形的复杂程度选择不同的计算方法，以适应不同行业的习惯做法。Surpac软件是一个国外软件公司针对矿山企业制作的三维软件产品，只提供dtm一种土石方计算算法，当然也是目前最好的计算土石方的方法，但计算手段显得较为单一。

4　结语

从以上分析可知，用Cass软件和Surpac软件计算土石方，各有优缺点。在计算矿山一般的填挖方类工程量时，都能胜任。Surpac三维矿业软件作为未来矿业软件发展的方向，其土石方计算方法，我们应该掌握和运用好。一般在计算大的填挖方量时，结合各自软件的优点，应该用两种软件分别计算一遍，相互映证，这样就可把工作做得更好。

收稿：2016-01-21