基于全站仪的不规则面土石方测量方法探讨
基于全站仪的山体土石方测量
基于全站仪的山体土石方测量摘要：全站仪具有放样和一次性空间三维坐标测量的特性，利用这种特性测量山体土石方很方便，特别是没有地形原始资料又设计成不规则开挖面时更方便。
本文主要介绍利用徕卡TC-1100全站仪在没有地形原始资料的情况下对开挖土石方量进行数据采集、数据处理及其优点等。
关键词：全站仪；不规则开挖面；土石方；测量在以往的测量工作过程中，利用全站仪在实地先后量测了京津二线高速公路备土场土石方量；四川普光气田三通一平工程场平山体土石方量测；现以四川普光气田三通一平工程为例说明这种方法。
1 数据采集地形概况:普光气田净化厂三通一平工程位于四川盆地东部，大巴山南坡前山带，属盆地边缘低山-丘陵区，地形起伏较大。
厂区内山坡坡面树林密集，灌木杂草较多。
厂区内地表上伏较薄的坡洪积层与坡残积层，厚0-5m，下附基岩为泥岩、砂岩、砂泥岩互层。
主要工程量为挖方，开挖最大标高为478m，开挖的最大高度在100米左右，最低在20米左右。
在开挖之前要进行山体土石方测量，那么要首先要建立测量坐标系。
坐标系建立要依照以下几条原则。
1)此坐标系建立要根据地形特点，考虑实际测量时视线好坏方便与否。
2)此坐标系建立后具有永久性，在需要时能很快恢复出来。
3)坐标系建立能体现设计意图。
即在坐标系建立时就要考虑以后的数据处理。
如果坐标系没有建好，以后数据处理就很麻烦，也就无法体现这种测量方法的优点。
在本次测量中，把坐标原点即第一次架仪时的假设本站坐标(0，0，0)，取为靠近开挖地段的一个废弃房屋的顶端的水泥地面上。
考虑到靠近公路的山坡是挖方边坡，因而具有规则坡面。
为了减少计算不规则方格网，取公路方向为y轴正方向，然后利用全站仪的测距功能，在X轴正方向测定一个距离L，与坐标原点的高差H，则后视点坐标为(L，0，H)。
对好后视以后，就可以采集山体开挖前的数据，为了能在具体施工过程中检查和施工完成后的验收，坐标系设置好以后还要在一个永久性构筑物上另设一个坐标点，跟永久性的坐标原点成为一对已知导线。
如何利用全站仪进行土方测量
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全站仪测土方步骤
一、方格网法Cass7.0软件中的方格网法，需要提供计算区域的“高程点数据坐标文件”作为计算的依据，其具体计算操作如下：首先是导入“高程点坐标数据文件”，然后选择设计面：1）、当设计面为平面时，需要输入“目标高程”，在“方格宽度”一项中输入你需要设置的方格网规格，例如输入20m则为才用20m×20m方格网进行土方计算；2）、当设计面为斜面时，有“基准点”和“基准线”两种方法，其原理是相同的，只是计算条件不同而已。
我们以“基准点”法为例，它需要确定斜面的“坡度”，然后是“基准点”，也就是坡顶点的“坐标”和“高程”，再者就是坡线的“下边点”的坐标了，也就是斜坡方向，最后确定“方格宽度”即可计算出土方量；3）、当设计面非平面也非斜面时，这种情况在土方工程比较常见，场地经开挖或回填后变得杂乱无章就属于这种情况，假如我们有场地前期的“高程点坐标数据文件”，那么我们则可利用它生成“三角网文件”，然后在设计面选项中选择“三角网文件”，然后导入文件，最后确定“方格宽度”即可计算出土方量（把设计高输入cass做成三角网文件，场地设计高选择三角网就可以）。
通过对Cass7.0软件中的方格网法的了解，我们不难看出其计算理论与传统的方格网法事一样的。
只是用户在提交相关的计算条件，如设计面高程、坡度、方格宽度、三角网文件等计算条件后，电脑自动在设计面及待计算场地平面设置相同的方格网，根据“高程点坐标数据文件”、设计面高程、坡度等内插出各方格网角点高程，然后对比相同平面位置上下两期的方格网，计算出该方格网的土方挖填数，最后统计出挖填总方量。
二、DTM法DTM法土方计算以外业采集测量数据为基础，通过建立DTM模型，然后通过生成三角网，（即相邻的三个点连成互不重叠的三角形）来计算每一个三棱锥的挖填方量，最后累计到指定范围内填方和挖方的土方量。
Cass7.0的土方计算方法共有三种：一是由坐标数据文件计算；二是依照图上高程点进行计算；三是依照图上的三角网进行计算。
土石方工程师测量方案
土石方工程师测量方案一、前言土石方工程作为土木工程的基础施工工程之一，涉及到大量土石方料的测量和运输工作，而土石方的测量工作则是土石方工程的前提和基础。
因此，灵活的土石方测量方法和准确的测量数据对土石方工程的施工质量和安全都至关重要。
本文就围绕土石方工程的测量方案进行详细阐述，希望能为土石方工程的测量工作提供一定的参考。
二、测量原则1. 精确性原则：测量过程中应该严格按照相关标准和规范进行测量，并尽可能消除误差，以确保测量结果的精确。
2. 可靠性原则：测量数据应该是可靠的，在采用测量仪器或者测量方法时应严格遵守使用说明，对测量数据进行检查和核实。
3. 实用性原则：在确定测量方法和测量工具时，要考虑实际施工条件和环境，选择适合的测量方法和工具，满足施工实际需要。
4. 经济性原则：在测量方案设计时，应尽量采用经济实用的方法和工具，避免不必要的投入和浪费。
三、测量工具1. 仪器工具：测量土石方工程时，主要使用的仪器工具有水准仪、全站仪、GPS定位仪和测距仪等。
这些仪器工具可以满足测量土石方的高程、坡度和位置等数据的需求。
2. 车辆设备：在测量土石方时，可能需要使用车辆设备来确保测量工作的顺利进行，如运输车辆和挖掘机等。
3. 辅助设备：在进行土石方测量时，还需要使用一些辅助设备，如标志桩、测量桩和标尺等，以帮助进行测量的定位和校正。
四、测量方法1. 静态测量方法：静态测量方法是指在测量过程中，测量对象相对静止，通过使用水准仪、全站仪等测量仪器进行测量的方法。
这种方法适用于平整地面的土石方测量，可以获得较为精确的高程和位置数据。
2. 动态测量方法：动态测量方法是指在测量过程中，测量对象相对运动，通过使用GPS定位仪和测距仪等测量仪器进行测量的方法。
这种方法适用于不规则地形的土石方测量，可以获得较为准确的位置和距离数据。
3. 结合测量方法：在实际的土石方工程测量中，通常需要同时使用静态测量和动态测量方法进行结合测量，以满足不同部位的测量需求。
利用全站仪和计算机应用软件进行土石方的测量和计算方法
对全站仪和计算机应用软件的应用进行推介 ， 说明使用全站仪和计算机应用 软 件进 行 土 石方 测 算 的方 法 、 步骤。
１高 速公 路 路基 土石 方 的测量 与计 算
高 速 公 路路 基 线路 长 ， 穿 越 的 地 区地 形 起 伏 较 大 ， 路 基 填 挖 土 石方 数 量
积， 按计算原理使用格地址建立公式 ， 并拖拉到终桩 即可得出各相邻断面的 路 基土 石 方数 量 ， 利 用 函数 求 和公 式 ， 计 算统 计 出路 基 土石 方数 量 总和 。 由此 可见 ， 利用电子表格 的强大计算功能 ， 简化了有规律 的计算过程 ， 而且在保证 数 据 准确 的前 提 下 ， 大 大 的缩 减 了计 算 时间 ， 另 外还 可 以随 时 打 印输 出 成果 表， 形 成报 告 ， 供 管 理人 员直 观查 阅。
众所周知 ， 土石方的测量和计算直接关系到工程建设造价预算 、 工程设
计 及运 行 ， 起 着 无 法 替 代 的现 实 指
导 作用 。
入Ｌ Ｉ Ｎ Ｅ 命令后复制横断面原始数据至命令行光标 即可 自行绘制 出横断面地 面线图形。完成所有横断面地面线绘制后开始绘制横断面设计线 ， 逐桩根据 填挖类别戴帽子 ， 利用剪切和延伸命令 ， 可以使设计线的效果更加合理 ， 利用 查 询工 具 栏 中的 面积 命令 计 算得 出 每个 横断 面 的填 挖方 面积 。 调 用文 字标 注 命令进行断面信息如中桩桩号、 填挖高度、 填挖方面积等的标注。 对于有一定 计算机语言程序 功底 的人员可利用Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ ａ ｄ 的脚本文件编程绘制横断面 图 形， 可 以明显 提 高 图形绘 制 效率 。 另外 有 条件 的还 可 以使 用一 些 基于 Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ ａ ｄ 平台上开发的计算绘图软件进行相关绘图计算， 可 以极大 的提高计算工作效 率， 节省 时 间 。
基于全站仪的不规则面土石方测量方法
基于全站仪的不规则面土石方测量方法【摘要】全站型电子测速仪简称全站仪，属于一种高技术测量仪器，它巧妙地将机、光、电有机结合为一体。
安装完成全站仪之后，监测站上的所有工作都可以由全站仪来完成。
全站仪分为很多种，但同样具有放样和空间三位坐标测量的特性，利用全站仪的这种特性就可以对不规则面土石方进行测量。
本文针对全站仪测量过程的一些方法进行分析和探讨，以供参考。
【关键词】全站仪；不规则面土石方；分析；测量1前言在工程施工的过程中，常见的土石方工程有很多种，人防工程开挖、地坪填土、基坑开挖等等。
在施工前必须要对土石方进行测量和预算，它直接关系到整个工程的费用和方案的选择。
对土石方工程施工的测量已经成为施工重要的步骤之一。
很对土石方工程的施工都是不规则的，面积比较广，工作量比较大，劳动比较繁重，施工条件比较复杂，所以测量起来必然会存在一定的困难。
而全站仪就能很好的解决这一问题，能够对不规则的土石方进行很好的测量。
2全站仪的组成2.1全站仪的组成全站仪可以由两大部分组成，一个是数据采集部分主要包括电子测角系统和测距系统，还有自动补偿系统。
另一个就是微处理器，微处理器可以说是全站仪的核心组成部分，主要包含中央处理器，随机存储器和制度存储器。
全站仪在工作室，微处理器需要根据程序的指令来对系统各个部分进行控制，对必要的数值运算进行监督。
2.2全站仪的分类2.2.1按照外观结构分按照外观结构分可以分成两类，积木式和整体式。
积木式也是组合式。
它是指全站仪的测距仪器与经纬仪器可以分开使用，并且测距轴与照准部可以不共轴。
全站仪在测量时，测距仪都安装在电子经纬仪上，利用电缆之间的通讯来传递数据，测量结束后可以卸载。
而整体式的一起完全就是一体的组成，这样的仪器使用起来更加方便。
2.2.2按功能分类按功能分类可以分成三类，经典型、机动型、智能型全站仪。
经典型全站仪，应用在一般的测量施工中，具备全站仪的基本功能，运用与基本操作。
土石方测量操作方法
土石方测量操作方法
土石方测量是指对土石方工程中的土方和石方进行量测和计算，以确定工程中的土方和石方的数量和体积。
以下是常用的土石方测量操作方法：
1. 基准测量：首先确定工程地点的基准点，并进行基准测量，确定坐标和高程基准，以确保测量结果的准确性。
2. 土石方测量点的布设：根据设计要求和工程需要，在地面上设置一定数量和布置规律的测量点，用来测量土石方的高程和平面坐标。
3. 土石方体积的计算：通过在测量点上进行土方表面高程和平面坐标的测量，可以计算出土方的体积。
常见的计算方法有剖面法、三角剖分法等。
4. 土石方平面的测量：根据设计及施工要求，在土方平面上选取不同的采样点进行高程和坐标测量，确定土方的坡度和平面的变化情况。
5. 土石方的分类测量：根据土方的性质和用途要求，将土方进行分类测量，如粉土、砂土、黏土等。
6. 土石方量测数据的处理：将测量得到的数据进行整理和处理，计算土方的总量和各个分类的数量和体积。
7. 土石方测量的记录和报表：将测量得到的数据进行记录和整理，编制土石方测量报表，并提供给工程管理和设计单位使用。
在进行土石方测量时，需要使用专业的测量仪器和工具，如全站仪、级差仪、测距仪等，并遵守相关的测量标准和规范，确保测量结果的准确性和可靠性。
同时，还需要注意工程安全和环境保护，确保测量操作的顺利进行。
土石方工程 测量方案
土石方工程测量方案1. 地面平整度测量地面平整度是土石方工程中一个非常重要的指标，影响着后续道路、场地的使用效果。
地面平整度的测量实际上是对地表的不平整进行定量化的过程，通常会采用激光测距仪和水准仪等工具进行测量。
在实际操作中，通常会选择一些代表性的位置进行测量，并利用相关软件进行数据分析和处理，得出地面平整度的评价结果。
具体操作步骤如下：1.1确定测量范围首先需要确定地面平整度的测量范围，一般会选择工程中的典型断面进行测量，以保证测量结果的代表性和参考价值。
1.2激光测距仪测量使用激光测距仪对选定位置的地面进行测量，获取地面高程数据，并记录下来。
1.3水准仪测量使用水准仪对选定位置的地面进行水平度测量，记录下水准仪的读数，并进行数据处理。
1.4数据分析和评价将激光测距仪和水准仪获取的数据进行相关性分析，并结合相关软件进行数据处理和评价，得出地面平整度的评价结果。
2. 土石方体积测量在土石方工程中，土方和石方的体积是工程量的重要指标，也是土方和石方的抛填、挖填等施工操作的依据。
土石方体积的测量通常会采用全站仪等工具进行测量，同时也需要结合工程设计文件和现场情况进行综合分析，具体操作步骤如下：2.1确定测量范围首先需要根据工程设计文件和实际情况，确定土石方的测量范围，包括挖填区域的范围和高程。
2.2全站仪测量使用全站仪对挖填区域进行三维坐标测量，获取挖填区域的地形数据，并记录下来。
2.3数据处理和体积计算将全站仪获取的挖填区域地形数据进行数据处理，计算土方和石方的体积，包括挖掘的土方体积和填方的石方体积。
2.4综合分析和调整通过对挖填区域地形数据的综合分析和与设计文件的对比，对土石方体积进行调整和修正，确保测量结果准确可靠。
3. 堆石体积测量在土石方工程中，堆石体积的测量同样是一个重要的工作内容，通常会选择全站仪进行测量，同时也需要结合相关软件进行数据处理，具体操作步骤如下：3.1确定测量范围根据建设单位要求和施工实际情况，确定堆石的测量范围和高程范围。
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基于全站仪的不规则面土石方测量方法探讨
发表时间：2019-07-29T12:31:41.640Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：吴佳南
[导读] 摘要：全站仪本身带有放样以及一次性空间三位坐标测量的优势，基于这点，在测量山体土石方面更为便捷，尤其是在缺乏地形资料或设计不规则开挖面的时候，其所起到的作用更为明显。
南通市测绘院有限公司江苏南通 226000
摘要：全站仪本身带有放样以及一次性空间三位坐标测量的优势，基于这点，在测量山体土石方面更为便捷，尤其是在缺乏地形资料或设计不规则开挖面的时候，其所起到的作用更为明显。
因此，本文主要深入分析了全站仪在进行不规则面土方石测量上的数据收集和处理，及其具有的积极方面。
关键词：全站仪；不规则开挖面；土石方；测量
前言
最近几年，相关部门曾经利用全站仪对徐州永康大道的不规则面土石方进行了几次测量，笔者以此为实例，对全站仪的不规则面土石方测量方法进行的较为全面的探讨。
1全站仪的概述
测距系统、水平角系统、水平补偿系统等等构成了全站仪。
很大程度上运用自动化处理替代了人工运作，极大的增加了测量的效率和数据的准确性，通过望远镜可以完成距离和角度的测量，诸如此类，全站仪当中的每个部分都有着无法取代的作用。
2数据采集
首先了解地形，永康大道红土岭立交桥桩号为k3+565.14，匝道起始桩号为k3+480。
为保证匝道上行车视距和美化环境需要，开发公司计划将匝道内山体平整好后种植花草，因此k3+480～600为5～15m左右的深挖方。
其次，建立测量坐标系。
坐标系建立要依照以下几条原则。
1)坐标系构建之前，首先要充分调查明确详细的地形地势情况，此外，进行测量工作同时的视线状况也不能够忽视。
2)该坐标系一旦构建完成，要确保其能够长时间的保存，如果日后有需要，要以最快的速度再次呈现到眼前。
3)设计立意和目的要能直接在坐标系当中显露出来，通俗来讲，就是在坐标系建立的时候，要为今后的数据处理打下提前量。
要是在测量之前没有建立好合适的坐标系，那么之后对数据的采集和整理等工作无疑会增加很大的阻力，更加无法突显出该测量方法的优势。
在本次测量中，把坐标原点即第一次架仪时的本站(0，0，0)，取为红土岭立交桥衡阳方向桥台上一个原有的钢筋上。
考虑到靠近永连路的山坡是挖方边坡，因而具有规则坡面。
为了减少计算不规则方格网，取永康大道芝山方向为Y轴正方向，然后利用全站仪的测距功能，在X轴正方向测定一个距离L，与坐标原点的高差ΔH，则后视点坐标为(L，0，ΔH)。
对好后视以后，就可以采集山体开挖前的数据，为了能在具体施工过程中检查和施工完成后的验收，坐标系设置好以后还要在一个永久性构筑物上另设一个坐标点，跟永久性的坐标原点成为一对已知导线。
本次测量的该点设在红土岭立交桥芝山方向的栏杆端部内侧。
3最后数据测量
3.1采集方法
坐标系设计好后，依据地形条件和测量精度要求进行采集。
如果地形复杂，起伏变化大，或精度要求高，则应将山体分解成5m(或10m)的方格网，则对应平面坐标为(0，5)、(0，10)……、(5，0)、(5，5)……，如果山体地势平缓有规则，则可以减少和计算的工程量，可将其分成20m(或30m)的方格网，则对应的平面坐标为(0，20)、(0，40)……、(20，0)、(20，20)、(20，40)……。
利用全站仪的放样和测坐标功能，先放样和测坐标，得到对应方格网交点的高程，同样，在施工完成后，利用原来设置好的坐标系将这些方格网角点恢复出来，再测高程，就可知道开挖是否到位。
本次测量是将山体分成10m的方格网，具体测量数据见图1方格网中的数据，括号外数据是原地面高程。
3.2DEM法测量及土石方计算
利用全站仪进行的DEM法土石方测量，是一种结合了格网法、等高线法等方法优势的一种测量方法，具有精度高，受地形变化影响小，操作简便等特点。
根据土方测量时的精度要求和地形特点，对测量区域进行分解，按地势起伏程度及成果数据的精度要求不同，以5m×5m、10m×10m、20m×20m等不同的点位间距规格进行高程数据采集，地形特征变化处，高程点采集应进行加密，待测区域各特征点的点位数据越密，测量成果的精度就越高。
内业根据全站仪采集的高程点三维数据展点成图，然后，分别根据现场采集的高程三维数据和设计数据，利
用计算机土方计算软件分别生成DEM模型，根据两次DEM围成的空间曲面体积差值，计算土方变化量。
如动土前后各进行一次测量，然后分别进行建模并计算空间曲面体积差值，则可得到实际产生的动土填挖量。
3.3方格网法
方格网法是针对较平坦地区先进行格网划分，并确定格网轴线点及编号，实地利用全站仪按极坐标法放样出个轴线点位并标示，最后对个角点进行高程数据采集，最后对各角点高程进行分格计算或整体加权平均计算的一种测量方法。
3.4等高线法
等高线法是根据地形等高线的走势，对测量区域进行高程数据采集，形成等高线，通过计算两等高线间体积值从而达到计算土方量的一种测量方法。
3.3利用全站仪采集数据有几个阶段
开挖前的山体，即原地面；具体施工过程中的检验数据。
根据检验数据判断此山体是否开挖到位，是否达到设计要求；竣工测量数据采集。
4数据处理
设计要求:本例设计的主要思路是考虑G322线、红土岭立交桥及设计面上的雨水不冲刷永连公路边坡，保证边坡稳定，故在设计开挖面时，以匝道ABK0+070圆管涵为主要排水通道，具体排水方向见图中箭头所示的两边高、中间低的槽形不规则面。
按照设计好的排水系统选定高程控制点，将各坐标轴上的点和方格网角点的设计高程计算出来，计算数据见方格网中括号内数据。
实测高程和设计高程都到图上后，就可以将各点上的高差计算出来，依据方格网土石方计算规则将开挖土石方计算出来。
为计算有条理和利用计算机计算方便，将所有
为高程×。