CASS土方量計算方格網位置與方向的調整

李向民，王麗椿

(廣西建設職業技術學院，廣西南寧 530003)

1 引言

土方量是工程各方都很重視的數據，土方量計算要求既準確合理又直觀易查，方格網法是目前廣泛使用的土方量計算方法，其中，南方測繪儀器公司出品的基于AutoCAD的CASS軟件是常用的土方量計算軟件，可以根據原地面的地形點，按方格網法計算其相對于完成面的土方量。當使用CASS進行土方計算時，其生成的方格網的位置由軟件自動設定，方向為橫平豎直，如圖1所示。

圖1 CASS自動生成的方格網

由于方格網的位置和方向與土方計算范圍線及建構筑物的主要分布和朝向不一致，圖面會出現很多不規則格網，使圖面標注雜亂，影響閱讀;此外，格網與建構筑物的位置關系不明確，不便于土方的復核與檢查。

CASS軟件不提供方格網位置與方向調整的工具，但筆者經過試用和分析，發現可以通過一定的方法，任意調整格網位置與方向，一般是與場地的形狀與朝向一致，使格網與地物的相互位置關系明確，便于復核與檢查，同時減少不規則格網的數量，使圖面簡潔美觀。下面介紹如何根據工程的需要，進行CASS土方量計算方格網位置與方向的調整。

2 格網方向與位置調整的方法

2.1 調整圖形的方向

調整圖形的方向是使圖形計算范圍的主要朝向為水平方向或豎直方向。先明確地形圖的主要朝向，一般是在圖上選取一條與主要朝向一致的直線，例如圖2中的AB。然后繪出調整后的水平目標方向線，例如圖2中的AB'。其中A是兩條方向線的共同始點，它應是明確的可定位點，能根據位置關系調整回原始的方向和位置。AB'與AB的長度可以不相等。

圖2 圖形方向調整前

通過旋轉工具或命令，使地形圖的方向與目標方向一致，即圖形的AB與AB'重合。在旋轉操作時，選A點為旋轉基點，并利用相對關系法來確定旋轉角。即提示行出現“指定旋轉角度或［參照(R)］”時，輸入“R”然后根據提示，在圖上點取旋轉角始點(A點)、原方向點(B點)和新方向點(B')點。旋轉后的圖形如圖3所示。

圖3 圖形方向調整后

2.2 調整地形圖的位置

由于格網線的位置自動取整米，應調整范圍線主要朝向邊的位置，使其為整米。還可根據實際需要，調整到整5 m或整10 m。調整的方法是選取圖形，然后通過平移工具或命令，以A為基點，輸入A點新的整數坐標，將圖形平移過去。例如，圖3中A點的實際坐標為(Y=523 142.224，X=2 520 582.218)，可平移到整 10 m的位置(Y=523 140.000，X=2 520 580.000)。

2.3 調整土方范圍線的西端和南端的位置

經過試驗和分析得知，CASS格網的位置是按照一定的規律來確定的，其中水平格網線的位置與土方范圍線的最小(最南)X坐標有關，豎直格網線的位置與土方范圍線的最小(最西)Y坐標有關。具體為:

式中:X1為從南往北第一條水平格網線的X坐標;

Y1為從西往東第一條豎直格網線的Y坐標;

XS為土方范圍線的最小X坐標;

YW為土方范圍線的最小Y坐標;

L為方格網的間隔。

Int為去除小數點后面的數字的取整函數

為了使格網位置按自己的要求定位，應先確定兩個方向第一條格網線的坐標X1和Y1，然后反推土方范圍線最小坐標XS和YW，由式(1)并考慮到X1和Y1已調整為整數，可得到XS和YW的算式為:

式中的0.2 m是為了確保取整后為所需要坐標數據而增加的值，避免因圖面顯示精度不夠而發生偏差，該值也可以是其他小于0.5 m的數字。

例如，圖4所示范圍線的南側AB是水平線，西側AC是豎直線，要求第一條水平線與AB線重合，第一條豎直線與AC線重合，即X1=2 520 580.0 m，Y1=523 140.0 m，格網寬度L=20 m，代入式(2)得XS=2 520 570.2 m，YW=523 130.2 m。

圖4 計算范圍南端和西端與格網線的關系

在圖上繪出 XS=2 520 580.0 m和 YW=523 140.0 m的點，例如圖4中的A'點。用編輯多段線的工具或命令，在范圍線上增加點，并調整該點到A'，可使范圍線的最小X、Y坐標符合要求。為了使土方的實際范圍土方量不受影響，可讓從A點延伸到A'點再返回的兩條邊重合。

2.4 重新采集地形點的數據文件

CASS方格網計算時，需要調入原地面地形點的坐標高程數據文件，但圖形經過旋轉和平移后，原來的數據文件和圖形對不上，需要獲得新圖形的地形點數據文件。利用CASS的“高程點生成數據文件”功能，可以生成新的數據文件，用于土方量的計算。

如果是兩期土方量計算，即完成面是實測的竣工地形點，也需要進行同樣的旋轉和平移，然后在新的圖形上建立數字地面模型，即三角網。三角網的建立可以直接根據竣工圖上的高程點建立，故不必建立新的完成面地形點數據文件。

2.5 土方量計算

根據新的圖形和數據文件，采用CASS方格網法按正常步驟即可進行土方量的計算，得到格網符合自己要求的土方量計算圖，如圖5所示。由于格網點相對地形點的位置不同，格網調整后的土方量與調整前的土方量可能會略有差別，但只要恰當地根據地形變化程度確定格網間隔，調整前后的土方量之差將小到可以忽略。

圖5 圖形方向和位置調整后的土方計算圖

圖6 圖形方向和位置復原后的土方計算圖

2.6 圖形方向與位置的恢復

如果需要得到與原圖方向和位置一致的計算圖，以便成果圖與原圖及原始數據一致，可將計算圖經過反方向的平移和旋轉，方法與2.1、2.2相同，只是方向相反。如果事先保留一些原圖形的標志線和標志點，例如圖2中的AB，可較快地實現圖形的復原，提高工作的效率。

3 結語

CASS軟件是工程中常用的基于AutoCAD的土方量計算軟件，具有使用方便和成果可靠的特點，不足之處是不能根據工程的需要設置方格網的方向和位置，容易產生大量的不規則格網，影響圖面整潔，同時也不便于確定格網與地物的位置關系，影響土方復核檢查。

本文分析了CASS軟件生成格網的規律，得到格網位置與土方計算范圍線最小X、Y坐標的關系函數，在此基礎上提出將原始圖形旋轉和平移，并調整土方范圍線的最小X、Y坐標，實現任意調整格網的方向與位置，優化成果資料，使其更好地滿足工程的需要。

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