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温州市瓯政测绘信息有限公司 浙江温州 325000
摘要：随着经济不断发展，我国的工程建设得到了飞速提高。为了能够保证工程在建设时的经济性与环保性，需要工程建设单位在最大程度上做到挖填平衡。土石方的计算对工程的建设有着特殊的意义，计算结果是否准确将会直接关系到工程建设投资的合理性、人力资源的具体分配以及工程的完成工期，因此为了保证工程建设的顺利完工，必须要加强土石方的计算工作。土石方的计算方法有很多，主要包括断面法、等高线法以及DTM法等。文章将会根据工程建设的实际情况，对工程土方量的计算以及DTM计算方法进行系统的研究与分析，从而保证更为准确、快捷的得到土方量的计算结果。
关键词：工程土方量计算；DTM法；具体应用
随着我国经济的不断繁荣，各地都开始进行土木工程建设，这样就会出现非常多的土石方開挖以及弃填，为了能够有效的保护环境，减少工程投资，我国大力倡导减少弃渣占地现象，注重土石方的填挖平衡。然而，在知道待弃土方量的条件下，如何才能找到一处合理的弃渣场，满足相应的弃填要求，这给工程的测量工作带去了很大的难题。现代建筑的规模逐渐膨胀，这对弃土场的工程测量提出了更高的要求，传统的测量方式已经无法切实的地满足相关要求。因此，为了尽早解决此项问题，我国工程建设中关于计算土石方量的新方法与新理念应运而生。
一、土石方的计算方式
土石方工程是我国工程建设中的一项非常重要的内容，它的计算精度将会关系到工程的投资程度以及经济发展指标。根据多年来的计算实践，常用的土方量计算方式主要有断面法、等高线法以及方格网法与DTM法。
（一）断面法
断面法主要是指沿着道路或者条形地带部分的纵横断面进行测定，依据测得的断面线与设计线来对每一条断面的面积进行计算，通过断面之间的实际距离来对相邻断面的填方量与挖方量进行计算，之后再将计算得出的每一条线路的填方量与挖方量进行累加。利用平行截取得出的断面对地面的状况进行描述，再通过断面的面积以及固定公式对土方量进行系统的计算，公式是VI=（ΔSI-1+ΔSI）L/2。
断面法的主要优点在于计算较为简便，断面的实际数据比较容易进行采集，而且方法多样，非常适合在一些地形较为复杂，主要呈现的是狭长带状的场地进行测量。主要的缺点在于计算的精度会受到断面间距L的影响，如果是在变化幅度较大的地区更加需要对断面进行加测从而提高计算的精度。
（二）等高线法
在测量土方量时，使用的一种方式称为等高线法。等高线测量法主要指的是利用图上的封闭等高线对土方量进行计算，首先要算出相邻的两条等高线组合成的面积，利用两条等高线的高度差，将这两条封闭等高线组成的墩台形土方量计算出来，之后再将每一个墩台的土方量进行累加计算，从而得出测量范围之内的土方量。此种测量方式在实际的测量中具有很大的限制性，涉及到的条件较为复杂，而且计算的结果有时会出现一定的误差，在实际的测量中很少用到。
（三）方格网法
在传统的测量方式中，有一种方式使用的频率较高，那便是方格网法。方格网法主要指的是将需要测量的项目区域平均分割成N个方格网，将这些方格网的底面积设置为S，用方格4个角的地性线高程与设计高程的高差平均值作为（高设置为Hi），土石方量就是计算得出的N个长方体体积和。在计算过程中，N=S总/S，S总作为项目区域的投影面积，将计算的公式简化得到V=∑SHI，依照微积分的计算原理，当N ∝ ∞，V趋向真值。
方格网法在计算与测量中主要适应的范围在于地形较为平坦且高差较小的地区，如果遇到起伏较大的网格，要通过对网格进行加密的方式提高计算的精准度。此法的主要优点在于在计算VI=SHI的时候较为简单，在地形平缓的区域计算精度较为准确。主要的缺点在于采集数据需要方格网的分布较为均匀，只适合在平缓的地形使用，当山地起伏过大此法的误差将会非常大。同时，此法需要的数据量很大，需要一定量的计算才能完成。
二、DTM在土方计算中的应用
（一）DTM法的在土方计算中的相关内容
DTM法（数字地面模型，Digital Terrain Model），表示的是区域地貌的离散程度，又称数字高程模型。DTM主要是利用数字坐标（X，Y，Z）对区域的地貌形态进行表述，直接展现出地表的起伏状态，具有十分强烈的直观效果，适用各种地形，而且计量的准确度非常高，在现代的生产领域有着非常广泛的应用价值。例如：道路工程建设时，对挖填的土石方量进行计算；对道路设计的路线以及地址进行选择；对工程建设中的坡度以及坡向等进行计算，分析地貌特征等。
DTM法主要是利用原始数据采集样点，进而构建起一张地形的表达形式，本质就是通过一些不交叉、不重叠的特殊三角形面片，构建成一组网络对地形的表面进行描述，体现的数学特征在于三维空间分段线性特殊模型，在区域内不可微但连续。计算土方量实际就是对原始地表以及设计地表的体积值进行计算，利用DTM法只需要在计算的区域内建立起两个DTM模型，一个是原始地表的DTM模型，一个是设计地表的DTM模型。将原始地表的DTM模型设置成为DTM，将设计地表的DTM模型设置成为DTM设，在同样的坐标原点与同样大小的格网条件下，将同一区域的二者进行叠加，形成新的DTM模型，称之为△DTM，那么可得DTM=DTM-STM设，用Z1（Ij）表示地表DTM模型的格网点高程，用Z2（Ij）表示设计的DTM模型的格网点高程，得出的分量表现形式是△Z（Ij）=Z1（Ij）-Z2（Ij）。对于任意一个格网（Ij）来讲，如果△Z（Ij）>0，那么此格网就是挖方；如果Z（Ij）<0，那么此格网就是填方。计算的方式是，设格网的面积为S，公式是S=dx×dy，此格网的土方量设置为V（ij），V（ij）=△Z（Ij）×S，之后将Z（Ij）>0与Z（Ij）<0的相关数据进行累加，就能够求出该计量区域的填方量与挖方量。
（二）DTM法计量的优缺点
DTM法的主要优点在于，三角网中设置的点与线能够在分布密度与整体结构上同地表的实际特征相吻合，适应地表的起伏状态，对土石方进行计算的精确度较高。利用三角网将DTM模型建立起来，即使在地表不规则的条件下，也能更为准确的计算出土石方量。DTM法的主要缺点在于，整个计算的过程涉及到的数据量较大，需要通过计算机进行计算，会占据大量的存储空间以及计算机内存，但是这类问题可以得到有效的解决。
（三）DTM法计量的实际案例
以我国某水利枢纽工程为例，在建设对策过程中需要挖出大量的土石方，但是如何才能更为合理的对待弃的土石方进行安置，关系到整个工程建设的整体质量，这就需要在第一时间找到合理的弃渣场。
通过勘测施工现场的实际情况，决定采用相关数据建立起DTM模型，对弃渣场的容量进行计算。利用DTM法对施工现场的土石方量进行计算得到了一定的数据，例如，工程的预测弃渣量为165.16万m2，渣场的允许高程是150m，弃渣场的土地面积大致在44万m2，可以装下170万m3的弃渣。经过实际的弃渣表明，工程所征的弃渣场能够容纳下所用的弃渣量，这符合之前的计算结果，也证明了DTM计量法的准确性。
结语：
综上所述，文章已经对DTM在土方计算中的应用进行了系统的描述。DTM法较传统的测量方式具有着更高的计算效率，而且计算的准确程度也有了很大的提高。DTM法在操作方面具有着简洁高效、经济准确的特点，不仅节约了人力与物力，而且提高了工程建设工作效率。通过DTM法在土石方量的计算上的推广与应用，能够为工程建设提供更为准确的基础数据，减少数据计算的重复率，为工程节约投资发挥了重要的作用，提高了我国工程建设的整体质量。
参考文献：
[1]袁程.DTM法在某土石方工程中的实际应用[J].市政技术，2013.
[2]谢宗繁，王文贯.DTM模型法在土石方计算中的应用[J].水利规划与设计，2010.
[3]毛小芳，屠春伟.土方量的计算方法和精度分析[J].中国新技术新产品[J].2009.
[4]康艳霞.DTM在土方计算中的应用[J].技术创新，2011.
摘要：随着经济不断发展，我国的工程建设得到了飞速提高。为了能够保证工程在建设时的经济性与环保性，需要工程建设单位在最大程度上做到挖填平衡。土石方的计算对工程的建设有着特殊的意义，计算结果是否准确将会直接关系到工程建设投资的合理性、人力资源的具体分配以及工程的完成工期，因此为了保证工程建设的顺利完工，必须要加强土石方的计算工作。土石方的计算方法有很多，主要包括断面法、等高线法以及DTM法等。文章将会根据工程建设的实际情况，对工程土方量的计算以及DTM计算方法进行系统的研究与分析，从而保证更为准确、快捷的得到土方量的计算结果。
关键词：工程土方量计算；DTM法；具体应用
随着我国经济的不断繁荣，各地都开始进行土木工程建设，这样就会出现非常多的土石方開挖以及弃填，为了能够有效的保护环境，减少工程投资，我国大力倡导减少弃渣占地现象，注重土石方的填挖平衡。然而，在知道待弃土方量的条件下，如何才能找到一处合理的弃渣场，满足相应的弃填要求，这给工程的测量工作带去了很大的难题。现代建筑的规模逐渐膨胀，这对弃土场的工程测量提出了更高的要求，传统的测量方式已经无法切实的地满足相关要求。因此，为了尽早解决此项问题，我国工程建设中关于计算土石方量的新方法与新理念应运而生。
一、土石方的计算方式
土石方工程是我国工程建设中的一项非常重要的内容，它的计算精度将会关系到工程的投资程度以及经济发展指标。根据多年来的计算实践，常用的土方量计算方式主要有断面法、等高线法以及方格网法与DTM法。
（一）断面法
断面法主要是指沿着道路或者条形地带部分的纵横断面进行测定，依据测得的断面线与设计线来对每一条断面的面积进行计算，通过断面之间的实际距离来对相邻断面的填方量与挖方量进行计算，之后再将计算得出的每一条线路的填方量与挖方量进行累加。利用平行截取得出的断面对地面的状况进行描述，再通过断面的面积以及固定公式对土方量进行系统的计算，公式是VI=（ΔSI-1+ΔSI）L/2。
断面法的主要优点在于计算较为简便，断面的实际数据比较容易进行采集，而且方法多样，非常适合在一些地形较为复杂，主要呈现的是狭长带状的场地进行测量。主要的缺点在于计算的精度会受到断面间距L的影响，如果是在变化幅度较大的地区更加需要对断面进行加测从而提高计算的精度。
（二）等高线法
在测量土方量时，使用的一种方式称为等高线法。等高线测量法主要指的是利用图上的封闭等高线对土方量进行计算，首先要算出相邻的两条等高线组合成的面积，利用两条等高线的高度差，将这两条封闭等高线组成的墩台形土方量计算出来，之后再将每一个墩台的土方量进行累加计算，从而得出测量范围之内的土方量。此种测量方式在实际的测量中具有很大的限制性，涉及到的条件较为复杂，而且计算的结果有时会出现一定的误差，在实际的测量中很少用到。
（三）方格网法
在传统的测量方式中，有一种方式使用的频率较高，那便是方格网法。方格网法主要指的是将需要测量的项目区域平均分割成N个方格网，将这些方格网的底面积设置为S，用方格4个角的地性线高程与设计高程的高差平均值作为（高设置为Hi），土石方量就是计算得出的N个长方体体积和。在计算过程中，N=S总/S，S总作为项目区域的投影面积，将计算的公式简化得到V=∑SHI，依照微积分的计算原理，当N ∝ ∞，V趋向真值。
方格网法在计算与测量中主要适应的范围在于地形较为平坦且高差较小的地区，如果遇到起伏较大的网格，要通过对网格进行加密的方式提高计算的精准度。此法的主要优点在于在计算VI=SHI的时候较为简单，在地形平缓的区域计算精度较为准确。主要的缺点在于采集数据需要方格网的分布较为均匀，只适合在平缓的地形使用，当山地起伏过大此法的误差将会非常大。同时，此法需要的数据量很大，需要一定量的计算才能完成。
二、DTM在土方计算中的应用
（一）DTM法的在土方计算中的相关内容
DTM法（数字地面模型，Digital Terrain Model），表示的是区域地貌的离散程度，又称数字高程模型。DTM主要是利用数字坐标（X，Y，Z）对区域的地貌形态进行表述，直接展现出地表的起伏状态，具有十分强烈的直观效果，适用各种地形，而且计量的准确度非常高，在现代的生产领域有着非常广泛的应用价值。例如：道路工程建设时，对挖填的土石方量进行计算；对道路设计的路线以及地址进行选择；对工程建设中的坡度以及坡向等进行计算，分析地貌特征等。
DTM法主要是利用原始数据采集样点，进而构建起一张地形的表达形式，本质就是通过一些不交叉、不重叠的特殊三角形面片，构建成一组网络对地形的表面进行描述，体现的数学特征在于三维空间分段线性特殊模型，在区域内不可微但连续。计算土方量实际就是对原始地表以及设计地表的体积值进行计算，利用DTM法只需要在计算的区域内建立起两个DTM模型，一个是原始地表的DTM模型，一个是设计地表的DTM模型。将原始地表的DTM模型设置成为DTM，将设计地表的DTM模型设置成为DTM设，在同样的坐标原点与同样大小的格网条件下，将同一区域的二者进行叠加，形成新的DTM模型，称之为△DTM，那么可得DTM=DTM-STM设，用Z1（Ij）表示地表DTM模型的格网点高程，用Z2（Ij）表示设计的DTM模型的格网点高程，得出的分量表现形式是△Z（Ij）=Z1（Ij）-Z2（Ij）。对于任意一个格网（Ij）来讲，如果△Z（Ij）>0，那么此格网就是挖方；如果Z（Ij）<0，那么此格网就是填方。计算的方式是，设格网的面积为S，公式是S=dx×dy，此格网的土方量设置为V（ij），V（ij）=△Z（Ij）×S，之后将Z（Ij）>0与Z（Ij）<0的相关数据进行累加，就能够求出该计量区域的填方量与挖方量。
（二）DTM法计量的优缺点
DTM法的主要优点在于，三角网中设置的点与线能够在分布密度与整体结构上同地表的实际特征相吻合，适应地表的起伏状态，对土石方进行计算的精确度较高。利用三角网将DTM模型建立起来，即使在地表不规则的条件下，也能更为准确的计算出土石方量。DTM法的主要缺点在于，整个计算的过程涉及到的数据量较大，需要通过计算机进行计算，会占据大量的存储空间以及计算机内存，但是这类问题可以得到有效的解决。
（三）DTM法计量的实际案例
以我国某水利枢纽工程为例，在建设对策过程中需要挖出大量的土石方，但是如何才能更为合理的对待弃的土石方进行安置，关系到整个工程建设的整体质量，这就需要在第一时间找到合理的弃渣场。
通过勘测施工现场的实际情况，决定采用相关数据建立起DTM模型，对弃渣场的容量进行计算。利用DTM法对施工现场的土石方量进行计算得到了一定的数据，例如，工程的预测弃渣量为165.16万m2，渣场的允许高程是150m，弃渣场的土地面积大致在44万m2，可以装下170万m3的弃渣。经过实际的弃渣表明，工程所征的弃渣场能够容纳下所用的弃渣量，这符合之前的计算结果，也证明了DTM计量法的准确性。
结语：
综上所述，文章已经对DTM在土方计算中的应用进行了系统的描述。DTM法较传统的测量方式具有着更高的计算效率，而且计算的准确程度也有了很大的提高。DTM法在操作方面具有着简洁高效、经济准确的特点，不仅节约了人力与物力，而且提高了工程建设工作效率。通过DTM法在土石方量的计算上的推广与应用，能够为工程建设提供更为准确的基础数据，减少数据计算的重复率，为工程节约投资发挥了重要的作用，提高了我国工程建设的整体质量。
参考文献：
[1]袁程.DTM法在某土石方工程中的实际应用[J].市政技术，2013.
[2]谢宗繁，王文贯.DTM模型法在土石方计算中的应用[J].水利规划与设计，2010.
[3]毛小芳，屠春伟.土方量的计算方法和精度分析[J].中国新技术新产品[J].2009.
[4]康艳霞.DTM在土方计算中的应用[J].技术创新，2011.