利用数字化地形图进行土石方计算开题报告

1. 研究目的与意义

背景：近年来，道路、桥梁和房产等建设越来越多，工程建设中需将建筑区的自然地貌改造成水平面，以此来满足各类建筑物的平面布置，地下管线敷设等工作需要，这时土石方的测量和计算就显得很重要了。在大型建筑物规划设计中，一项重要的工作就是经计算复合地基沉降量及整体倾斜满足设计要求。土石方工程量的计算，实际上就是设计标高与自然地面标高之间的土石方体积。设计面有平面，斜面和曲面，而自然面更是不规则，由于土石方计算直接关系到工程的造价，关系到各方的利益，所以土石方计算的精确性也越来越重要了。传统的土石方计算法需要人工在地形图上画方格网，根据等高线内插求出各方格网顶点的高程，然后计算平整后的高程，再计算各顶点挖深或填高数值，最后计算总的挖方量和填方量。传统的方法外业劳动强度大，内业计算复杂，精度也不高，已不再适合经济社会发展的需要。随着计算机的发展，数字地形图也趋于成熟。目前国内外计算土石方的方法有DTM法，方格网法，断面法和等高线法。原理是利用全站仪获取地面点三维坐标，得到数字地形图，并且把测量的结果输入计算机，通过相关软件处理，从而计算出土方量。新方法计算速度快而准确，已经变得越来越普及。随着GPS技术的发展，其应用也广泛地被测量所接受。通过GPS测量坐标和高程，然后输入计算机也可以得到数字化地形图。目前罗清松，廖小延研究的用多基线近景摄影测量系统（Lensphoto）改变了传统数据采集方法，它基于摄影测量和计算机视觉原理代替了原有的全站仪数据采集法。Kerry T，Dianne K和 James P. Peterson研究的基于三维激光扫描采集数据也应用到了土石方的计算中。北京师范大学的柳长顺和北京林业大学的杜丽娟利用Arcview和DEM提供的高程信息进行土地整理项目土石方计算。东华理工大学的陈竹安，罗亦泳，张立亭把Surfer应用于土石方计算中，证明应用Surfer 进行土地整理中土石方量计算的精度可靠性。湖北理工学院的张小成，涂群生和余意利用平面建立法，花坛联测法和四周土方计算法提高了特殊情况下土方计算的精度。目的：土石方计算是平整场地而进行的填方和挖方的测量和计算。利用数字化地形图进行土石方计算的目的是通过对现有的方法进行研究，减少工作量，提高计算准确度，平衡各方的利益。意义: 传统的测算方法费时费力，结果还不准确，利用数字化地形图进行土石方计算能在降低劳动强度的情况下计算出需要挖填的土方量，降低了成本，提高了精度。新方法的普及加快了工程建设的进度，促进了经济社会的发展。

2. 研究内容和预期目标

方格网法，将场地划分为若干个正方形方格，在格网点测定点高程，对每一个格网面按四角高程的平均值计算土方。

步骤1划分格网、2计算零点位置、3计算土方工程量、4计算土方总量。

断面法，将场地按一定距离间隔划分为若干个相互平行的横断面并测量各个断面的地面线，由设计标准断面与原有地面断面组成断面图，计算每条断面线所围成的面积，以相邻断面的填挖面积的平均值乘以间距。

3. 研究的方法与步骤

4. 参考文献

[1]张本平.基于全站仪和cass软件的土石方量计算[j]. 科技创新导报,2011（23）

[2]刘敏.利用地形图估算土方工程量的一种新方法[j]. 吉首大学学报,2011（05）

[3]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[j]

5. 计划与进度安排

1 2022-3-16至2022-3-27：接受任务，了解指导教师对论文的要求和工作内容，根据论文题目阅读指导教师规定的文献，通过网络、期刊、专业书籍等进行相关背景资料了解，撰写开题报告。

2 2022-3-28至2022-4-17：翻译英文文献。

了解纸质地形图与数字地形图中土石方计算的各种方法。