十 10, 2012 - file 滑坡监测   comment No Comments

坐标法测图应用于土方测量计算

近年来,测绘行业的社会地位有所提高,其服务领域也从单纯的测绘拓广到数据的深加工,并逐步走向数字,信息服务行业。土石方量的计算是工程费用概算及方案选优的重要因素,故土建,道路,沟渠,管道等工程必须计算土石方量。

1、分析比较

传 统上计算道路,沟渠,管道等工程土石方量的常规方法,是实测沿线路条形地带的纵横断面,按照设计坡度和纵横断面的尺寸,计算相邻两断面的挖,填方量,分别 累加各段的挖方填方。若挖,填方量不平衡,一般须调整各段的纵横断面设计坡度,重新计算,直至全线挖,填方平衡为止。计算与量测繁锁复杂,工程量大且易出 错,这种传统的方法远远不能满足设计和施工的要求。在土建工程中,需要进行场地土方测算,常用的方法有方格网和断面法。在实际测量时,无论是方格网还是作 断面,其工作量都较大,而且一旦选定方格网的起始边或断面便很难反映地形的实际特征,使得测出的土方量与实际的土方量有较大的出入。在计算机科学日益发展 的今天,可以用计算机来减少作方格网和作断面的工作测算更准确的土方量。线路土方,场地土方估算中应用数字地面模型原理,可大大节省内外业工程量,所有数 字计算和逻辑判断都由计算机自动完成,能使估算过程达到自动化和规范水平,不必再进行野外测量。

不规则三角网较之正方形格网结构来说,三角网有以下特点:

  1. 省 去了矩形网法中由离散点到网格点的数据转换,三角形网格点数据就是离散点数据(直接观测数据),构成的系统性能最优,精度高于经插值得到的矩形网格点精 度,并能克服地形起伏不大的地区产生冗余数据的问题,但其存储数据量大,数据结构复杂和难以建立,三角网一般适合小范围大比例尺高精度的地形。
  2. 能获得任意边界形状的区域等值线;而矩形网法的边界只能是矩形。
  3. 直 接利用原始数据点插补等值点位置,能较好地顾及地貌特征点,线,逼真地表示复杂地形起伏特征,对特征点部位任意小的等值线都能绘出,几何算法简单,可 靠,而矩形网法由于任意网格内等值线不能闭合,当某一特征点(如最高点)刚好位于矩形网格内时,就会丢掉很小的闭合等值线。

2、文件格式及说明及计算公式

(1)高程的坐标文件格式及说明:

1:2718260.298 505384.656 3.598

2:2718265.666 505420.467 3.119

3:2718300.534 505426.660 3.149

::::

::::

104:2718286.987 505359.991 4.276

105:2718314.006 505368.157 4.217

106:2718333.767 505373.543 4.262

107:2718352.852 505376.260 4.265

点号:坐标X   坐标Y   高程H

::::

::::

点号:坐标X   坐标Y   高程H

(2)计算信息文件,即构成三角网的文件格式及说明:

1:1 2 31

2:1 31 4

3:1 4 18

::::

::::

104:1 30 2

105:2 56 3

三角形序号:点号 点号 点号

::::

::::

三角形序号:点号 点号 点号

(3)土方计算的数据文件格式及说明:

1:2718253 505340.4 224.015

2:2718242 505334.5 162.938

3:2718224 505336.1 177.211

::::

::::

104:2718211 505356.3  -75.002

105:2718220 505374.8  -88.791

三角形序号:中心坐标X 中心坐标Y 土方量UU

::::

::::

三角形序号:中心坐标X 中心坐标Y 土方量U

(4)计算公式:

XAA = (X(A) + X(B) + X(C)) / 3

YAA = (Y(A) + Y(B) + Y(C)) / 3

HAA = (H(A) + H(B) + H(C)) / 3

R = ABS(XA * (YB – YC) + XB * (YC – YA) + XC * (YA – YB)) / 2

v=r*(HAA-H 0)

3、操作应用

根据坐标法测图高程,坐标数据文件,展出各点位,点号。可以用坐标法测图的展点方法。

把点位连接连续的三角形,布满整个平整区域。保证不重不漏。在连接三角形时,避免把处在不同斜面的三个点连成一个三角形为此对于高低起伏濒繁的平整区域,先把分水线,合水线,倾斜换线勾绘出来,每个三角形都不跨越三种地性线中的任何一条。

按顺序给每个三角形编号,把每个三角形的三个顶点序号列出,编写计算信息文件,要注意不要漏任意一个三角形,也不要重复任意一个三角形。

根据坐标法测图高程,坐标数据文件,计算信息文件和设计高程,运行土方量计算程序。计算出指定范围内的填方和挖方的土方量,也可以根据土方填,挖平衡原则,计算边界内理想的平整高程,同时得到土方计算的数据文件和指定范围的总面积及挖方面积,土方量和填方面积,土方量。

根据土方计算的数据文件展出各三角形中心点位,土方量。使土方计算过程可视化,详细明了。可以用坐标法测图的展点方法。

4、土方量计算程序:

10 REM **** Tu Fang Ji Shuan  ****

15 CLOSE : COLOR 10, 0: PRINT : CLEAR

20 PRINT ”           ************ TU FANG JI SHUAN *****************”

25 PRINT ”           |   1.( *.PN1,*.TR1)  —>  HH0,*.TF1,*.TF2          |”

30 PRINT ”           |   2.(*.PN1,*.TR1,HH0 )    —>  *.TF1,*.TF2                |”

45 PRINT ”           |   3. QUIT                                                                     |”

50 PRINT ”           **********************************************”

55 INPUT ”                 CHOOSE: N=”; N

60 IF N =3 THEN END

110 INPUT “FILE NAME -1=?(D:\GET\GET.PN1)”; NB$

112 IF NB$ = “” THEN NB$ = “D:\GET\GET.PN1″

114 INPUT “FILE NAME -2=?(D:\GET\GET.TR1)”; NA$

116 IF NA$ = “” THEN NA$ = “D:\GET\GET.TR1″

118 INPUT “FILE NAME -3=?(D:\GET\GET.TF1)”; NC$

120 IF NC$ = “” THEN NC$ = “D:\GET\GET.TF1″

122  INPUT “FILE NAME -4=?(D:\GET\GET.TF2)”;  ND$

124 IF ND$ = “” THEN ND$ = “D:\GET\GET.TF2″

130 DIM N(500), X(500), Y(500), H(500)

132 OPEN NB$ FOR INPUT AS #2

134 IF EOF(2) THEN 142

136 INPUT #2,I, T,  X(I),Y(I), H(I)

138 PRINT “I=”;I; “XA=”; X(I); “YA=”; Y(I); “HA=”; H(I)

140 GOTO 134

142 CLOSE #2

200 SS = 0: U = 0: UU = 0: S1 = 0: U1 = 0: S2 = 0: U2 = 0

205 INPUT “X0=”; X0; “Y0=”; Y0

210 OPEN NC$ FOR OUTPUT AS #4

222 OPEN NA$ FOR INPUT AS #1

226 IF EOF(1) THEN 284

228 INPUT #1, K, T, A, B, C

230 PRINT “XA=”; X(A); “YA=”; Y(A); “HA=”; H(A)

232 PRINT “XA=”; X(B); “YA=”; Y(B); “HA=”; H(B)

234 PRINT “XA=”; X(C); “YA=”; Y(C); “HA=”; H(C)

240 XAA = (X(A) + X(B) + X(C)) / 3

242 YAA = (Y(A) + Y(B) + Y(C)) / 3

244 HAA = (H(A) + H(B) + H(C)) / 3

246 XAA = INT(XAA * 1000 + .5) / 1000

248 YAA = INT(YAA * 1000 + .5) / 1000

249 HAA = INT(HAA * 1000 + .5) / 1000

250 XA = X(A) – X0: YA = Y(A) – Y0

252 XB = X(B) – X0: YB = Y(B) – Y0

254 XC = X(C) – X0: YC = Y(C) – Y0

256 R = ABS(XA * (YB – YC) + XB * (YC – YA) + XC * (YA – YB)) / 2

258 R = INT(R * 1000 + .5) / 1000

260 U = R * HAA

262 PRINT #4, K; XAA; “,”; YAA; “,”; HAA; “,”; R

266 SS = SS + R: UU = UU + U

280 PRINT “A=”; A: PRINT “B=”; B: PRINT “C=”; C: PRINT “K=”; K

281 PRINT “R=”; R

282 GOTO 226

284 CLOSE #1

286 CLOSE #4

287  PRINT “HH0=”; UU / SS; “UU=”; UU; “SS=”; SS

288 IF N = 1 THEN  DHH = UU / SS: GOTO 310

300 IF N = 2 THEN  INPUT “HH0=”; DHH:GOTO 310

305 GOTO 10

310 OPEN ND$ FOR OUTPUT AS #10

320 OPEN NC$ FOR INPUT AS #6

322 IF EOF(6) THEN 338

324 INPUT #6, K, XAA, YAA, HAA, R

326 DH = HAA – DHH: UUU = R * DH

328 UUU = INT(UUU * 1000 + .5) / 1000

330 PRINT #10, K; “,”;  “,”; XAA; “,”; YAA; “,”; UUU

334 IF UUU < 0 THEN S1 = S1 + R: U1 = U1 + UUU ELSE S2 = S2 + R: U2 = U2 + UUU

336 GOTO 322

338 CLOSE #6

340 PRINT “S1=”; S1; “U1=”; U1

342 PRINT “S2=”; S2; “U2=”; U2

343 PRINT #10, K; “DHH”; “, “; DHH

344 PRINT #10, K; “S1″; “,”; S1; “,”; “U1″; “,”; U1

346 PRINT #10, K; “S2″; “,”; S2; “,”; “U2″; “,”; U2

348 CLOSE #10

350 GOTO 10

500 END

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