什么是土方測量

一、基本概念

土（石）方量是土方工程施工組織設(shè)計的主要數(shù)據(jù)之一，包括填、挖土方量的總和，是采用人工挖掘時組織勞動力或采用機械施工時計算機械臺班和工期的依據(jù)。

在各種工程建設(shè)中土方量計算是一項經(jīng)常性的、不可缺少的工作，且在整個工程量中，土方工程常占有較大比例。土方量的大小與工程的投資直接相關(guān)，土方量計算精度的高低直接影響到建設(shè)工期、經(jīng)濟效益。需要合理地進行土方調(diào)配，節(jié)省施工費用，加快工程進度。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

土方測量的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，包括：

建筑施工

路橋建設(shè)

礦山開采

園林綠化

水利工程

鐵路建設(shè)

可以說，但凡是涉及挖掘、開采、填埋的工程都少不了土方測量的影子。

三、工作方法

1、傳統(tǒng)測量法

傳統(tǒng)的土方測量方法有水準儀測量法、全站儀測量法和GPS測量法。但這些方法均有受場地影響大、效率低下、人工成本高等缺陷，亟待尋求一種高效、安全且經(jīng)濟的測量方法。

2、無人機測量法

新興無人機航測技術(shù)為解決上述難題開辟了一條嶄新途徑 。無人機航測作為測繪發(fā)展的新技術(shù)，以其機動靈活、數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性強、影像分辨率高、減輕勞動強度、提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點。

國內(nèi)外眾多學(xué)者也已開始使用該技術(shù)進行土石方量測量。該方法不受場地障礙影響，費用相對低廉，在對場地土石方量追蹤管理方面成本較低，同時由于避免了大量人工現(xiàn)場作業(yè)，大幅提高了測量人員的安全保障。

傳統(tǒng)測量與無人機測量的對比

四、工作流程

1、外業(yè)測繪

航線設(shè)計

像控點布設(shè)

航測現(xiàn)場

2、航測數(shù)據(jù)處理

航測數(shù)據(jù)處理流程圖

3、土石方量計算與分析

在計算機處理過程中，地表面模型DEM 的主要數(shù)字表現(xiàn)形式是不規(guī)則三角網(wǎng)TIN，故土石方量計算主要是利用TIN進行的 。因此，需要將改造前地表DEM 生成的TIN 和改造后生成的TIN 疊加，形成交線，即是場地開挖過程中開挖區(qū)與回填區(qū)的分界線。通過計算每條分界線所包圍成的封閉區(qū)域的體積大小，就可以計算每一個開挖區(qū)與回填區(qū)的體積，然后對每個開挖區(qū)與回填區(qū)進行累加，即為所求區(qū)域里土石方的挖方與填方量。

（1）將改造前的點云數(shù)據(jù)DEM 導(dǎo)出為文本格式，并導(dǎo)入Autodesk的Civil3D軟件中，生成TIN曲面模型。對改造前的地形進行分析，統(tǒng)計各處最大高程、最小高程以及各高程區(qū)間范圍。

（2）將改造后的點云數(shù)據(jù)DEM 導(dǎo)出為文本格式，并導(dǎo)入Autodesk的Civil3D軟件中，生成TIN曲面模型。對改造后的地形進行分析，統(tǒng)計各處最大高程、最小高程以及各高程區(qū)間范圍。

(3) 在正射影像上圈出需要計算土石方量的區(qū)域，并用確定的邊界對該區(qū)域地形的TIN曲面模型進行提取。無人機航測可同時得到測量區(qū)域影像，可直接在影像上確定土石方量的計算范圍。

(4) 在Civil3D中打開需要計算土石方量區(qū)域的兩期地形TIN 模型，利用軟件中的地形分析工具，以改造前的地形為參考基準，計算改造后地形的填方量和挖方量。

(5)統(tǒng)計分析兩期地形變化，得出填挖方量結(jié)果。

五、土方量計算方法

在對土方量進行計算時，根據(jù)地形特征、精度要求以及施工成本的不同，選擇合適的計算方法也有所區(qū)別。

1、方格網(wǎng)法：按照計算范圍將場地劃分為一定間距的方格，從地形圖或?qū)崪y得到每個方格角點的高程，對每個格網(wǎng)面按四角高程取平均值計算土方，各方格土方量之和為總土方量。適用于平坦的平原區(qū)和地形起伏不大的場地。

方格網(wǎng)法

優(yōu)點：簡便直觀，通用性強，使用面廣，數(shù)據(jù)量小，計算速度快。利用南方軟件以滿足平面、斜面等不同情況下的土方計算。

2、斷面法：根據(jù)土方計算范圍將場地劃分為若干平行的橫截面，由兩斷面的平均截面積和斷面間距計算斷面間土方量，各斷面間土方量之和為總土方量。適用于狹長地帶，比如公路、渠道、溝道。

斷面法

優(yōu)點：適合地形起伏變化大，或地形狹長，挖填深度較大且不規(guī)則的地段。

3、DTM法：以實地坐標和高程屬性為主要元素的數(shù)據(jù)集合，從微分角度三維地描述測區(qū)地形地貌的空間分布，利用實測地面碎部點、特征點構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)，對計算區(qū)域按三棱柱法計算土方。適用于面積大、地形起伏較大、精度要求高的情況。如：山區(qū)、機場、大片農(nóng)田。

利用點云建立DTM格網(wǎng)

優(yōu)點：不改變原始數(shù)據(jù)和精度，計算精度高；能很好的的適應(yīng)復(fù)雜、不規(guī)則的地形，能清楚的表現(xiàn)地表特征。

六、企業(yè)簡介及資質(zhì)

1、企業(yè)簡介

陜西浩榮測繪公司成立于2009年2月，是陜西浩榮工程服務(wù)有限公司下屬成立的專業(yè)測繪公司。經(jīng)陜西省工商行政管理局核準注冊。主要從事無人機航測、控制測量、地籍測量、地形測量、城鎮(zhèn)規(guī)劃定線與撥地測量、市政工程、建筑工程測量、公路、鐵路、橋梁、礦山、隧道測量、線路工程測量、水利工程及水下地形測量、土石方測量、風(fēng)電工程測量、變形測量、沉降觀測、地下管線測量以及房產(chǎn)測繪等。

公司前臺

公司現(xiàn)有員工50余人，國家注冊測繪師4人,高級工程師8人，中級工程師12人。助理工程師及各類專業(yè)技術(shù)人員25人，各類設(shè)備和測繪儀器80余臺，有多旋翼無人機6架，固定翼無人機3架，GPS接收器30臺，全站儀40臺，校驗臺2部，經(jīng)緯儀17臺，水準儀、測距儀、手持GPS等30臺/套。

公司自成立以來致力國土資源、建設(shè)、民政、農(nóng)業(yè)、水利、交通、電力等行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)服務(wù)，在數(shù)字陜西、資源調(diào)查、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、國土規(guī)劃、地籍管理、房地產(chǎn)市場工程測繪與無人機航測、不動產(chǎn)測繪、地理信息系統(tǒng)建設(shè)及軟件開發(fā)等方面承接了諸多項目，受到政府管理部門及廣大用戶的好評。在過去的發(fā)展歷程中，公司秉承“開拓創(chuàng)新、誠實守信、求真務(wù)實”的職業(yè)精神，與相關(guān)行業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，取得了驕人的成績。

2、企業(yè)資質(zhì)

七、土方測量項目部分重點業(yè)績

西安市:西安市城建檔案館建設(shè)項目土方測量項目。

西安市:西安市火車站北廣場改造項目土方測量項目。

西安市:中科遙感西安空間信息產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項目土方測量項目。

西安市:井上村拆遷建筑垃圾土石方測量項目。

西安市:西安市碑林區(qū)城市管理和綜合執(zhí)法局轄區(qū)建筑垃圾測量及處置方案。

西安市:新時代公館土方測量項目。

西安市:萊安城DK-5場地土方測量項目。

西安市:崗家寨村拆遷建筑垃圾土方測量項目。

西安市高陵區(qū):龍發(fā)天泉灣二期建設(shè)項目土方測量項目。

西安市西咸新區(qū):灃東智能制造創(chuàng)新園土方測量項目。

西安市西咸新區(qū):西安市中醫(yī)醫(yī)院遷建項目土方測量。

西安市西咸新區(qū):秦漢文化服務(wù)中心土方測量項目。

咸陽市涇陽縣:涇陽縣茯茶鎮(zhèn)休閑農(nóng)莊建設(shè)項目土方測量。

寶雞市眉縣:寶雞市眉縣西部蘭花產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項目土方測量。