CASS7.0软件在土方量计算中的应用及精度分析

曹筱平

摘 要：本文主要阐述了CASS7.0成图软件的土方计算方法，其中包括：DTM法，断面法，方格网法等，把这些方法运用到实例当中，通过计算结果精度比较得出，DTM法其计算精度最高。通过对这几种计算方法的应用研究分析，找出这些方法的不同之处，为今后的土方量计算提供借鉴作用。

关键词：CASS7.0;土方量计算;精度分析

中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）07-0161-02

0 前言

近年来，我国的基础建设在不断的发展，土石方工程量的计算在各项工程建设中的应用很广泛，通过计算土石方工程量来控制施工的进度，土石方工程量的计算也是工程预算造价和工程款结算的依据。因此，在工程测量当中对土方测量精度要求越来越高。DTM法、断面法、方格网法和等高线法等是CASS7.0软件常见的内业计算方法，如果运用不同的计算方法，土方量计算所得出的结果都不一样。现代社会信息技术高速发展，计算机的使用已经成为普遍现象，测绘技术也越来越先进，出现了各种各样的土方计算软件。要想规范土方量计算，就要从计算过程入手，对软件计算结果的精度做出分析，评价。

CASS7.0成图软件在现今的土方量计算当中使用率很高，它涉及的领域主要有三方面，包括地形成图、地籍成图、工程应用等，其中工程应用模块提供以下四种计算土方量的方法，即：DTM法，断面法，方格网法，等高线法。

1 应用实例

CASS7.0地形地籍成图软件是由南方测绘仪器公司研制的，我们使用2秒级全站仪对某一场地土石方平整工程进行实地数据采集，并通过CASS7.0软件把相关数据下载至计算机，文件格式保存为dat格式，生成数字化地形图。由于等高线算法多用于图上没有高程点而只有等高线的老图扫描后的计算，并且要求等高线是闭合的，所以不适用于本例。因此，在数字化地形图上分别用其余三种方法计算同一范围的土方量，并比较不同的采样间距，断面间距和方格边长对计算结果的影响。

1.1 方格网法计算

运用方格网法计算土方量，首先用复合线圈定计算范围，然后根据提示，选中计算区域边界线，分别选择初始和终了两个数据文件及方格网边长，即可计算出土方量的大小（见图1）。

1.2 DTM法计算

在计算过程中，有三种方法需要知道平场标高，它们是：依据图上三角网计算，依据图上高程点计算，由坐标数据文件计算。最后，还有一种计算方法是两期间土方的计算，两期间土方计算法是指对同一区域进行了两次测量，对于各种复杂设计面皆可以适用，而且计算结果比较准确。

计算两期间土方时，首先根据两次所测的数据生成两个三角网文件，然后，运用软件中的计算两期间土方的功能进行计算，并通过相应的提示，就能够算出圈定范围内的土方量（见图2）。

1.3 断面法计算

在土方量计算中，运用断面法计算步骤比较繁杂，操作起来比较繁琐。首先在要计算土方量的范围内，在适当位置用复合线画一纵断面线。然后使用软件的相应功能，根据提示找到新建的功能，在图上生成一定间距的横断面线，然后再把所圈定的范围外的所有线条全部都剪切掉，最后分别引用初期和终了两期dat格式的数据文件生成两个hdm格式的里程文件。最后再应用软件的场地断面功能，根据相应提示，引用工程初期测量数据生成的里程文件绘制初期断面图;然后还需要引用工程末期测量数据生成的里程文件在原来的图上再添加终了断面线，最后，运用软件的两断面线间土方量计算功能，这样就可以通过断面法计算出所求范围的填挖方量。（见图3）

2 实例分析

2.1 土方量计算结果

分别用方格网法、DTM法和断面法通过全站仪测的地面高程数据，计算出在相同范围内土方量的大小，结果见表1、表2和表3。

计算三种方法计算结果的最或是值，观测值中误差为：m计=，结果见表4。

从表1到表4可以看出，在外业测量数据相同的情况下，运用不同的方法来计算，所得出的结果也不同。就算是用同种方法进行计算，也不能保证结果会一样，因为除了计算方法的影响之外，还有采样间距、断面间距和方格边长等因素的影响。

2.2 结果分析

全站仪测量高程的精度，有两个因素起决定性的作用，就是距离误差和高程误差。通过相关研究发现：全站仪采样位置的平面点位中误差为mD=±0.02m。在通常情况下，影响数值化地形图高程精度的因素有很多，不仅仅是算法因素，还有地形类别，采样方法等。如果运用上面的几种不同的方法来进行计算，所得出的结果也不同。就算是用同种方法进行计算，结果也可能会是不一样的，因为中间还有其它一些影响因素，比如采样的间距、断面的间距等。根据测量学误差理论认为，观测中误差大小可以反映其精度的高低，在相同的观测条件下对某一量进行多次观测，观测中误差越小，表明其离散程度越小，其结果精度就越高一些，反之，其结果精度就低一些。因此，在测量中的误差直接影响计算结果精度的高低。通过表4不难发现，运用DTM法来计算的观测值的中误差比其余的都小。所以，计算精度最高的计算方法便是DTM法。在外业数据相同的情况下，影响计算结果精度的因素还有高程内插，DTM法和等高线法在计算时，所计算出的结果精度比较高，因为它们采用的高程点内插是三角网的插点形式来计算高程，其拟合效果较接近地面实际高程。通过相关的实验研究来看，运用方格网法计算的结果误差较大，而且受复杂地形因素的影响，计算的精度不高。运用断面法计算的误差略小于方格网法。

3 结语

（1）CASS7.0软件包含普通的CAD功能，在此基础上开发出来的具有土方计算功能的模块，功能齐全，使用也很方便，利用计算机代替以往的人工计算，效率大大提高，减轻了内业工作量。在计算土方量时，要根据实际情况选择适当的计算方法。并且要注意野外采样方式，主要是碎部点的间距不能太大，特别是地形变化特征点的采集要反映实地现状，这样得出的结果才更准确。（2）有些设计面比较复杂，会对计算土方量，控制工程进度造成一定影响，而运用DTM法计算可以適用于各种复杂的设计面的计算，可以有效帮助控制工程进度，而且，所得到的结果精度也较高。（3）运用断面法计算土方量，得出的结果精度略高于方格网法，通过相邻两断面的面积和其间距来计算土方量，特别适用于线路的土方测量。但是计算步骤比较繁杂。（4）运用方格网法，图面直观，操作也很简单，但它也有一个弊端就是误差较大。这个误差与方格的边长有很大的关系，方格的边长与野外采样点的间距相差越大，计算结果误差就会更大。如果地形的高差越小，那么平均的标高误差就越小，相应的最后结果误差也就更小一些。所以，方格网法比较适合在场地比较平整的地块使用。（5）在某一地形中，如果等高线不是闭合的，那么就不能运用等高线法计算。所以，等高线法比较适用于地形和坡度都相对均匀的地方，而且是地表的物体比较少的地方。

参考文献

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