关于土石方计算的几种方法比较分析

    高红岩

    摘要：本文介绍了三种土石方计算的方法，即DTM（Digital Terrain Model）法土方计算，两期间土方计算，3Dmine三角网建模计算。对同一数据模块（见图1）利用上述三种计算方法计算出的数据进行对比分析，进而分析每种计算方法的适用性。

    关键词：DTM法土方计算 两期间土方计算 3Dmine三角网建模

    引言： 随着采场境界的不断外扩，采场作业面积大，标段多，台阶多，内业数据处理量大，这就需要对算量软件进行合理选择，一方面保证数据的准确性，另一方面可以大大提高工作效率。本文通过对同一作业区域分别采用三种计算方法，计算出各自计算结果，通过比较分析，针对不同作业性质，选择合适的计算方法。

    1、DTM法土方计算

    由DTM模型来计算土方量是根据实地测定的地面点坐标（X，Y，Z）和高程，通过生成三角网来计算每一个三棱锥的填挖方量，最后累计得到指定范围内的挖方和填方的土方量。CASS7.1》工程应用》DTM法土方计算（新地形）》根据图上高程点》平场标高设定为0，边界采样间距设定为5》得出该平场标高下的填方量，同理得出同一平场标高下老地形的填方量，两表填方量之差即为该区域两次验收期间的挖方土方量。即V=359713.8-351577.0=8136.8立方米。见图2。

    2、两期间土方计算

    两期间土方计算指的是对同一区域进行两期测量，利用两次观测得到的高程数据建模后叠加，计算出两期之中的区域内土方的变化情况。计算前，首先对该区域新老地形分别进行建模，即生成DTM模型，并将修绘好的模型保存起来然后点取CASS7.1》工程应用》DTM法土方计算》计算两期间土方量》命令区提示：第一期三角网：（1）图面选择（2）三角网文件（2）

    第二期三角網：（1）图面选择（2）三角网文件（2）

    选定区域边界后，系统会弹出计算结果V=挖方量-填方量=9004.6- 985.7=8018.9立方米

    说明：第一期为老地形，第二期为新地形

    3、3Dmine三角网建模

    利用3Dmine矿业工程软件进行露天矿采剥工程量的计算，经实践证明已凸显其优越性，尤其对于分台阶计算工程量，大大减少了内业数据处理量。首先修绘地形图，利用新老地形分别进行建模，3Dmine矿业工程软件》表面》体积计算》三角网法》点选作业区域边界

    生成的体积报告显示V=净挖方=挖方体积-填方体积=9150.53- 1107.3=8043.24立方米。见图3

    4、数据比较分析

    以上为通过对同一作业区域运用以上三种方法得出的数据，若以3Dmine算法得出的数值为真值，用第一种算法得出的相对误差为（8136.8- 8043.24）/8043.24*100%=1.16%，用第二种算法得出的相对误差为│（8018.9- 8043.24）│/8043.24*100%=0.30%，综上可知，对于采场面积大，作业位置多，台阶多的区域，宜优先选择3Dmine三角网建模，DTM法土方计算和两期间土方计算可作为对于3Dmine软件算出的数据有异议的情况下的检核，同时，对于小范围和不分台阶区域可选择DTM法土方计算和两期间土方计算，操作相对简便。

    参考文献

    [1]刘建波.DTM法提高土方计算精度的应用技巧. 今日科苑. 2009年18期

    [2]刘建英. 南方CASS软件土方量计算方法的探讨以及特殊地貌土方量的计算.城市勘测. 2008年第5期

    [3]李殷、朱益虎. 2006 DTM在土方计算中的应用. 地矿测绘