【技术】南方CASS土方计算方法—方格网法

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概述

在我们的日常工作中，遇到大量的土方修正算的相关咨询，为什么CASS的方格网土方修正算，方格设定为10米和20米，修正算结果有很大差异呢？从软件计算原理、数据质量等方面进行分析，读了这篇文章，与大家分享。

逐渐积累数了大量CASS的土方计算应用经验，下面从适用土方工程、计算原理、常见问题来讲讲CASS方格网土方计算。

一句话就知道方格网法简便直观，操作方便，手工管理方便，因此该方法在实际工作中应用非常广泛。

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适用土方工程

适用于土方工程的设计面是平面、是斜面和不规则面。

不规则的土方

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计算原理

当设计曲面是平面时，输入目标高程，即平场高程。设置网格的宽度，点击“确定”得到计算结果；当设计面倾斜时，可以选择“参考点”和“参考线”；当设计图面不规则时，选择三角剖分文件。注意：这里的三角测量文件指的是三角测量文件(*)。sjw)由设计图面的高程点生成。

方格网土方计算界面

按网格计算土方量：根据实地测量的地面点坐标(x，y，z)和设计标高，通过生成网格计算每个网格内的填挖方量，最终累计指定范围内的填挖方量，并绘制填挖方边界线。CASS首先减去网格四个角上的实际高程和设计高程(如果角上没有高程点，则通过插值周围的高程点得到高程)，并将得到的值进行平均。然后，通过网格的指定边长得到每个网格的面积，再利用长方体的体积计算公式得到填挖方量。

方格网土方计算详解

PS：总是想弄明白计算原理的各位朋友，记得收藏这张图。

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常见问题探讨

经常被问到的问题和解决方法如下：

（1）方格网法的计算范围线是否可以拟合？

不可以。在CASS中，方格网法土方计算的范围线是闭合的不拟合多段线。如果用拟合的多段线。软件会弹出如图3对话框，将其按设置的内插角度变为折线。

（2）方格网法土方计算的格网起点如何确定？

执行正方形网格土方计算命令后，命令行上会出现如下图所示的提示。首先选择计算区域的边界线，然后软件自动计算所选区域的最大和最小高程值。然后让用户指定网格的起始位置，直接输入或右键单击，这是默认的默认位置。您也可以在此时指定网格的起点，并在绘图区域中选择它。如果要生成特定方向的倾斜网格，也可以在下一步中选择网格的倾斜方向。

（3）同一个计算区域，同一套设计参数，多次计算，为什么会得到不同的计算结果？

CASS默认方格网的起点随机选定，所以同一个计算区域，同一套设计参数。多次计算的方格网起点可能都不相同，导致不同的计算结果。

（4）设计面是斜面的如何指定方向

在CASS中的方格网法土方计算中，设计面是斜面的，分为两种情况。一种是基准点、一种是基准线。

操作界面

基准点：适用于单坡土方工程。输入坡度后，单击“拾取”按钮并选择放坡参考点。然后指定一个向下的点。也就是说，从参考点开始，沿着这个方向，坡度高程逐渐减小。如果坡度设置为从北到南，高程将随着北坐标的减小而减小。从参考点开始，在垂直南方向稍微点一下，以确定坡度设定方向。

基线：适用于双坡边坡土方工程。例如，基于建筑场地边线本身的坡度有一个坡度。参考线方向的坡度反映在两个参考点之间的设计高差中。其余的操作过程与“参考点”相同。

基准点放坡示意图

PS：不知道如何指定放坡线的朋友，请仔细看看此图。

（5）可否用于两期土方计算？

很多用户喜欢用CASS的方格网土方计算里的第三种，设计面是“三角网”来计算两期土方量。用此法计算，对于三角网文件中三角网的网形的组成，有特定的要求，请看下图的例子：

上图中的高程数据都是一样的，但是三角网的形状不同，会导致图中黑圈中心的地面高程有很大的差异。在这种情况下，如果使用相同的数据和设计数据，三角网的网形问题将不会受到重视，这将导致土方计算结果的巨大差异。因此，如果我们使用这种方法，我们必须注意，在保存三角测量文件之前，我们必须绘制等高线来检查地形的重合度。只有当完全重合时，我们才能保存三角测量文件进行土方计算，这样结果才会准确。

对于设计三角网文件的边界与网格的计算范围不完全相等的处理，我们可以使用菜单“等高线——查询指定点的高程”，在网格计算范围的边界线上插值计算足够的高程点，并使用这些点和范围线内的点生成一个与地形完全匹配的正确的三角网文件，可以在两个周期内进行土方计算，完全没有问题。

PS:CASS的新手用户不推荐使用这种方法来计算两个阶段的土方量。不掌握数据处理方法和原始数据会造成计算结果的较大偏差。

(6)计算结果会与手工计算不同吗？

有些用户会手工统计每个网格的填挖方量，然后汇总最终的工程填挖方量。发现其结果与中国社会科学院自动计算的结果不同。在中国社会科学院，每个方块中显示的填充和挖掘量受小数位数的限制。在实际操作中，它是由实际数据计算出来的。也就是说，实际数据精确到小数点后第四位，计算结果也是如此。在菜单“文件-CASS参数设置-测量参数-高级设置”中，可以设置计算的小数位数。

CASS参数设置

（7）如果软件自动内插的实地高程值，与实际值出入很大，如何处理？

当土方计算涉及的高程点数据不够密集时。或者当选择的网格不合适时，CASS自动插值生成的网格点的场高程值与实际值会有很大的差异。CASS9.1增加了菜单功能“工程应用-方格网土方计算-根据注释重新计算”。修改已生成网格的图形上网格点的设计高程或插值高程。根据修改后的数据重新计算土方量。计算过程如下图所示。

修改前的方格

修改后的方格

根据注记重新计算后的方格

(8)如何选择网格的大小？

软件网格的默认长度为20m。一般来说，这种尺寸便于施工。并不是网格越小，计算越精确。如果多个测量的高程点均匀分布在每个网格中，请根据高程点的密度选择网格的大小。这个网格大小是合理的。

(9)哪些项目不能用网格法计算？

无法处理有岛屿的项目。例如，在一个大的平坦的领域，有几个小坑和池塘，不需要参与计算；超过两个坡度的斜坡不能同时处理。如扇形弧形斜坡；不能处理的，只有边坡的方向和坡度，边坡工程没有边坡的范围。

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总结

关于CASS方格网土方计算的那些事，就说到这里了。南方CASS的功能还是十分强大，在数字成图方面也足够专业，能够满足我们测量专业的使用需求，但是它同样也有一些不足。增加了许多的专用工具和符号，为数字化测量和成图带来了很大的方便。但在应用中存在着许多注意事项和技巧，正确的使用这些工具和技巧，可以达到事半功倍的效果。

来源：水经注GIS