“三角網法”和“方格網法”在土方量計算中的應用

毛志芳，劉開紅

（江西省煤田地質局 測繪大隊，江西 南昌 330001）

土地平整是土地整理項目的一項重要內容，是實現農田機械化、規模化、現代化的重要措施，對實現穩產高產基本農田具有十分重要的作用。其費用在項目總投資中占有較大比重，這與土方量大小和對應土方綜合單價兩個因素相關。因此，在土方綜合單價相同的前提下，土方計算是否準確、區域調配方案是否合理將直接影響到項目的合理性和投資預算。本文以樟樹市閣山鎮孫家村等二個村土地整理項目中6個田塊為例，介紹軟件CASS7.0中“三角網法”和“方格網法”在平整土方量計算中的應用。

1 方法原理及適用范圍

1.1 三角網法

三角網法是指將按地形特征采集的點按一定規則構造出覆蓋整個區域且互不重疊的連續三角形，組成不規則三角網結構，用生成的三角網來計算每個三棱柱的填挖方量，最后累計得到指定范圍內填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。該方法通常適用于小范圍大比例尺高精度的地形情況。

1.2 方格網法

方格網法是根據實地測定的地面點坐標（X，Y，Z）和設計高程，通過生成方格網來計算每一個方格內的挖填方量，最后累計得到指定范圍內填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。該方法通常適用于平坦及高差不太大、地形比較平緩的地形情況。

2 土方量計算

2.1 項目概況

樟樹市閣山鎮孫家村等二個村土地整理項目意義在于打造現代農業科技示范園區，項目位于江西省樟樹市閣山鎮孫家村和渡橋村，在地貌類型上屬平原地貌，地勢平坦，地形起伏不大，但內部仍有一定的高差。本項目以比例尺1∶1000地形圖作為底圖進行溝、渠、路等設計，田塊則按溝、渠、路形成的封閉多邊形來進行劃分。本文選取了項目中TK75-1、TK75-2、TK76-1、TK76-2、TK80-1、TK80-2等6個田塊，進行平整土方量計算。田塊相對位置見圖1。

從圖1中可以清楚地看出，按照設計水流的方向，田塊設計高程應滿足以下要求：

圖1 田塊相對位置

2.2 三角網法計算土方

（1）用軟件CASS7.0打開圖形，單擊菜單欄中“工程應用”-“區域土方量平衡”-“根據圖上高程點”-選取計算區域邊界線-請輸入邊界插值間隔（m）：＜20＞（本項目均輸入10）-回車＜Enter＞，彈出（見圖2）-請指定表格左下角位置：＜直接回車不給表格＞-單擊，彈出（見圖3）。

圖2 土方平整信息

圖3 三角網法土石方計算

（2）按照以上步驟，計算得到6個田塊的平整土方量（見表1）。

表1 田塊平整土方計算表（三角網法）

（3）從表1中可以得到六個田塊設計高程的關系式：

顯而易見，以單個田塊內部平整土方自行平衡為目的的三角網法計算得到的設計高程不能完全滿足設計水流方向的要求。為達到要求，本項目另增加方格網法，對設計高程不能滿足要求的田塊通過人為輸入能滿足要求的目標高程再次進行平整土方量計算。

2.3 方格網法計算土方

（1）從表1及設計高程關系式中可以得出，田塊TK80-1、TK76-1設計高程不僅高差微小，而且滿足了設計水流方向和單個田塊內部平整土方自行平衡的要求。故只需確定TK75-1、TK75-2、TK76-2、TK80-2四個田塊中部分或全部田塊的設計目標高程，然后利用方格網法再次進行平整土方量計算。田塊設計目標高程方案比選見表2。

表2 田塊目標高程方案比選

（2）用軟件CASS7.0打開圖形，單擊菜單欄中“工程應用”—“高程點生成數據文件”—“無編碼高程點”-彈出內容見圖4，保存高程點坐標數據文件（＊.dat）—刪除圖形中原有高程點—單擊菜單欄中“繪圖處理”—“展高程點”—彈出內容見圖4，添加高程點坐標數據文件（＊.dat）—再次單擊菜單欄中“工程應用”—“方格網法土方計算”—選取計算區域邊界線-彈出內容見圖5，添加高程點坐標數據文件（＊.dat）、輸入平面目標高程、輸入方格寬度（本項目均輸入10），單擊確定—彈出內容見圖6。

圖4 文件存儲路徑

圖5 方格網土方計算過程

圖6 方格網土方計算成果略圖

（3）按照以上步驟，計算得到TK75-1、TK75-2、TK76-2、TK80-2四個田塊的平整土方量。

表3 田塊平整土方計算表（方格網法）

（4）從表3中可以看出，利用方格網法人為輸入目標高程計算得到的平整土方量，雖然達到所有田塊總挖方量與總填方量基本平衡，但單個田塊內挖、填方量相差較大，這就將涉及到田塊與田塊之間的區域土方調配工作。

3 結語

在利用“三角網法”和“方格網法”計算平整土方量的過程中，不難發現二者之間的區別：

1）三角網法適用范圍較廣，不論是平坦地形還是復雜不規則地形均能適用。其精度較高，但計算過程中數據量較大，占用大量存儲空間。土方計算成果不夠直觀，可讀性較差。

2）方格網法適用范圍為較為平坦的平原區和地形起伏不大的場地，其精度雖不及三角網法，但計算過程中數據量小，計算速度快。土方計算成果直觀易懂，易于掌握。

本文采用“三角網”和“方格網”相結合的方法計算平整土方量，既提高了計算效率，又保證了土方計算成果的正確性。

〔1〕曹祥寅，趙崇陽.淺談方格網法土石方算法在土石方工程中的應用.廣東科技，2013，2.

〔2〕雷 松，王海英，艾云毅.方格網法與三角網法相結合準確計算土方量.城市勘測，2011，06.

〔3〕王少云.不規則三角網法在土方量計算工程的應用.北京測繪，2009，2.