城市信息系統(tǒng)實(shí)踐課程論文——關(guān)于土方量計(jì)算

1、武漢大學(xué)城市信息系統(tǒng)實(shí)踐課程論文 學(xué)號(hào) 密級(jí) 公開(kāi) 城市信息系統(tǒng)實(shí)踐課程論文基于GIS填挖方計(jì)算的開(kāi)發(fā)造價(jià)計(jì)算及對(duì)總體規(guī)劃的評(píng)價(jià)以某鎮(zhèn)總體規(guī)劃為例學(xué) 生 姓 名 ：蒙俊杰 二一五年七月鄭 重 聲 明本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期： 摘 要 土地平整工程在土地開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中處于非常重要的位置，特別是對(duì)于起伏較大的土地，

2、準(zhǔn)確、快速、高精度的土方量計(jì)算對(duì)于合理安排工程進(jìn)度、工程量大小計(jì)算和投資預(yù)算具有十分重要的意義。本文以大悟縣某某鎮(zhèn)總體規(guī)劃中鎮(zhèn)區(qū)填挖土方量計(jì)算為例，利用ArcGIS軟件平臺(tái)，通過(guò)不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)分別建立項(xiàng)目原始地面和規(guī)劃地面的數(shù)字高程模型(DEM)，利用其表面差異分析功能實(shí)現(xiàn)ArcGIS 在土方量計(jì)算中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用ArcGIS計(jì)算土方量，具有操作簡(jiǎn)便、計(jì)算精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)三維可視化等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于指導(dǎo)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)建設(shè)具有重要作用。關(guān)鍵詞：土地平整；土方量計(jì)算；ArcGIS地面模型；微丘地形AbstractLand levelling project has a very impo

3、rtant position in the process of land exploitation and construction. Especially for the much fluctuant lands, accurate, fast and precise calculation of earthwork calculation has very important significance for making the reasonable arrangement of the project schedule, the calculation of engineering

4、quantity and investment budget. This paper is based on the excavation and backfilling earthwork calculation within the township of The overall planning of Xincheng town in Dawu county, uses the software platform of ArcGIS, the triangulated irregular network (TIN) of the studied area was used to esta

5、blish the original and planned ground digital elevation model (DEM), then uses the surface difference analysis function of ArcGIS in the earthwork calculation. The results show that the application of ArcGIS in calculating earthwork, has the advantages of simple operation, calculation precision, and

6、 threedemon-signal visualization, and other advantages. It has important impact in conducting the development and construction of projects.Key words: land leveling; earthwork calculation; ArcGIS ground model; micro dune terrain目 錄摘 要1Abstract4第一章 緒 論61.1研究背景61.2 ArcGIS在填挖土方量計(jì)算中的應(yīng)用現(xiàn)狀71.3本文研究的主要內(nèi)容7第二章

7、 基于ArcGIS的挖填土方量計(jì)算原理72.1數(shù)字高程模型72.2 ArcGIS計(jì)算土方量的原理8第三章 某某鎮(zhèn)總體規(guī)劃挖填土方量預(yù)算83.1某某鎮(zhèn)概況83.2原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與檢查93.3創(chuàng)建原始地表面93.4輸入規(guī)劃地表面高程93.5創(chuàng)建規(guī)劃地表面103.6土石方量計(jì)算103.7對(duì)總體規(guī)劃的評(píng)價(jià)10第四章 應(yīng)用ArcGIS計(jì)算土方量的要點(diǎn)114.1數(shù)據(jù)要點(diǎn)114.1.1對(duì)于地塊原始高程數(shù)據(jù)的收集114.1.2對(duì)于地塊規(guī)劃高程數(shù)據(jù)的獲取114.2操作要點(diǎn)114.2.1為規(guī)劃地塊邊界輸入高程114.2.2創(chuàng)建規(guī)劃地表面11第五章 ArcGIS計(jì)算土方量的優(yōu)點(diǎn)和不足125.1 ArcGIS計(jì)算土方量

8、的優(yōu)點(diǎn)125.1 ArcGIS計(jì)算土方量的不足12結(jié) 論13參 考 文 獻(xiàn)14致 謝15第一章 緒 論1.1研究背景隨著我國(guó)城市的快速發(fā)展，用地規(guī)模也在快速擴(kuò)張，土方工程在各種開(kāi)發(fā)建設(shè)的項(xiàng)目中占有越來(lái)越重要的地位。合理的土地開(kāi)發(fā)整理是實(shí)現(xiàn)土地可持續(xù)利用與耕地總量動(dòng)態(tài)平衡的一項(xiàng)重要工作；是保護(hù)農(nóng)耕地和生態(tài)環(huán)境的有效措施；也是提高土地利用率，促使土地集約化利用的重要手段。在目前的土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目中，土地平整的土方工程量和工程預(yù)算約占項(xiàng)目總工程量及總預(yù)算的30%60%，因此，精確的計(jì)算填挖土方量是合理安排項(xiàng)目進(jìn)程、準(zhǔn)確估算項(xiàng)目造價(jià)以及順利審查項(xiàng)目工作的關(guān)鍵。土地平整主要包括土地開(kāi)挖、運(yùn)輸和回填等主要

9、施工過(guò)程，開(kāi)挖土方的置放以及回填土方的來(lái)源是衡量項(xiàng)目設(shè)計(jì)是否合理的一個(gè)重要因素。特別是對(duì)于大型建設(shè)項(xiàng)目的場(chǎng)地平整，填挖土方工程量可達(dá)數(shù)百萬(wàn)立方米甚至更多，土地平整的施工周期也會(huì)隨著土方量的增加而增加。目前存在許多以微丘地形為主的小城鎮(zhèn)，對(duì)于這些小城鎮(zhèn)的開(kāi)發(fā)建設(shè)，一個(gè)比較理想的情況就是場(chǎng)地內(nèi)開(kāi)挖土方與回填土方的平衡，盡可能提高土地資源利用率，因此，簡(jiǎn)便、快速、高效的填挖土方量計(jì)算對(duì)于微丘地形的小城鎮(zhèn)顯得尤為重要。目前，傳統(tǒng)的土方量計(jì)算方法有斷面法、方格網(wǎng)法、散點(diǎn)法和表格法。斷面法一般用于道路、溝渠和管線等地面起伏較大的帶狀地形，其前期野外測(cè)量工作量大，且計(jì)算方法較為繁瑣；方格網(wǎng)法則適用于大面積平

10、坦或高差變化不大的地區(qū)，其模型簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但精度較低；散點(diǎn)法適用于變化均勻，不太復(fù)雜的地形；表格法計(jì)算土方量，測(cè)算范圍雖不受地形限制，但計(jì)算工作量大且效率不高1。傳統(tǒng)的計(jì)算方法對(duì)于微丘地形小城鎮(zhèn)的小型開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中填挖土方量計(jì)算會(huì)顯得比較簡(jiǎn)單，但對(duì)于要用填挖土方量的平衡評(píng)價(jià)其總體規(guī)劃對(duì)于該小城鎮(zhèn)的發(fā)展是否具有正確的指導(dǎo)作用，就會(huì)顯得棘手。微丘地形往往情況復(fù)雜，對(duì)于大面積不規(guī)則的微丘地形無(wú)法使用傳統(tǒng)方法快速、精確地計(jì)算填挖土方量。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)和地理信息技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，ArcGIS的空間分析技術(shù)逐漸成熟，越來(lái)越多的運(yùn)用在解決城市土木工程問(wèn)題中,將ArcGIS技術(shù)與其他輔助手段結(jié)合，可以更為

11、精確、快速的解決復(fù)雜地形的填挖土方量計(jì)算問(wèn)題。1.2 ArcGIS在填挖土方量計(jì)算中的應(yīng)用現(xiàn)狀在國(guó)外，ArcGIS應(yīng)用較為成熟，早在二十世紀(jì)六十年代，美國(guó)就已經(jīng)廣泛運(yùn)用ArcGIS技術(shù)對(duì)土壤狀況、地質(zhì)災(zāi)害及土地適應(yīng)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在同一時(shí)間，美國(guó)麻省理工學(xué)院的Chairs L Milter教授提出了數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model,縮寫(xiě)DEM)，應(yīng)用這個(gè)模型可以直接生成等高線圖、地形透視圖、地形斷面圖以及地形可視化通視圖2。運(yùn)用DEM還可以進(jìn)行土方量計(jì)算，主要是利用其提供的高程相關(guān)信息，用矢量數(shù)據(jù)創(chuàng)建TIN，根據(jù)創(chuàng)建的三角網(wǎng)模型結(jié)合3D分析功能系統(tǒng)協(xié)作完成。該方式在理

12、論研究和應(yīng)用實(shí)踐方面有了很大的進(jìn)展，目前，DEM模型及TIN算法在土方量的計(jì)算中已被世界許多國(guó)家成熟應(yīng)用。在我國(guó)，將ArcGIS應(yīng)用到土地開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中的土方量計(jì)算還處在初級(jí)階段，但已有部分成功應(yīng)用的案例。隨著我國(guó)由數(shù)字城市向智慧城市的轉(zhuǎn)型，越來(lái)越多先進(jìn)的遙感技術(shù)可為城市的建設(shè)提供詳細(xì)的土地資料，為ArcGIS進(jìn)行土方量計(jì)算提供良好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對(duì)于地形復(fù)雜，面積較大的建設(shè)項(xiàng)目，使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行土方量計(jì)算已顯得捉襟見(jiàn)肘，利用遙感技術(shù)獲取豐富的地形基礎(chǔ)資料，結(jié)合ArcGIS分析功能，快速、準(zhǔn)確的計(jì)算土方量是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。1.3本文研究的主要內(nèi)容基于以上傳統(tǒng)方法在填挖土方量計(jì)算中的存在的缺點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外

13、ArcGIS的研究現(xiàn)狀，本文首先闡述應(yīng)用ArcGIS計(jì)算填挖土方量的思路及原理，并以大悟縣某某鎮(zhèn)的總體規(guī)劃為例，計(jì)算某某鎮(zhèn)新一輪總體規(guī)劃對(duì)于現(xiàn)狀所需要進(jìn)行的挖填方土方量，評(píng)價(jià)其合理性；并總結(jié)其操作過(guò)程所需要的重要數(shù)據(jù)及其分析結(jié)果存在的問(wèn)題，為指導(dǎo)微丘地形的小城鎮(zhèn)發(fā)展建設(shè)提供新的借鑒方法。第二章 基于ArcGIS的挖填土方量計(jì)算原理2.1數(shù)字高程模型數(shù)字地形模型是以數(shù)字形式存儲(chǔ)的地球表面地形信息的集合，地形信息包括高程、坡度、坡向等，其中高程信息是最基礎(chǔ)的信息，專(zhuān)門(mén)存儲(chǔ)高程信息的數(shù)字集合就是數(shù)字高程模型。從數(shù)學(xué)的角度，DEM 是一種用X、Y、Z 坐標(biāo)對(duì)地球表面地形地貌的一種離散數(shù)字表達(dá)，是表示區(qū)

14、域D上的三維向量有限序列，用函數(shù)的形式表述為：=(X，Y，Z)(i=1，2，3，n)(式中X、Y 為平面坐標(biāo)，Z是（X，Y）所對(duì)應(yīng)的高程值)。DEM模型按照數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式主要分為兩種：不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）和規(guī)則格網(wǎng)(GRID)3。TIN采用離散數(shù)據(jù)點(diǎn)生成的連續(xù)的不重疊的不規(guī)則三角形網(wǎng)格來(lái)表示地形表面，在地形平坦的區(qū)域，三角形面片數(shù)較少，可以有效減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量。在生成三角形面片時(shí)，形狀和大小有很大的靈活性。TIN還能較容易地表示斷裂線和地形起伏較大的區(qū)域，較好地顧及地形地貌特征，逼真地表示復(fù)雜地形的高低起伏變化，克服地形平坦區(qū)域的數(shù)據(jù)冗余，適用于大比例尺的高精度地形建模4。因此TIN可以用于高

15、程信息表達(dá)、土方工程量計(jì)算、面積計(jì)算、坡度研究以及地學(xué)分析等，在土地平整、機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。2.2 ArcGIS計(jì)算土方量的原理在ArcGIS上應(yīng)用TIN模型計(jì)算項(xiàng)目地塊填挖土方量時(shí)，首先需要根據(jù)實(shí)地采集的地面高程點(diǎn)坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)，建立原始地表面TIN模型；其次需要在相同坐標(biāo)系中建立其規(guī)劃地表面的TIN模型；然后通過(guò)TIN 表面差異功能計(jì)算原始地表面TIN與規(guī)劃地表面TIN之間的體積差異。通過(guò)此方法不僅可以找到原始地表面TIN和規(guī)劃地表面TIN之間的交線，即為挖填分界線，還可以計(jì)算每個(gè)回填區(qū)或開(kāi)挖區(qū)的體積。最后通過(guò)ArcGIS的統(tǒng)計(jì)分析功能，得到各區(qū)域挖填土方量的總和，可對(duì)

16、比得到平整該地塊所需要開(kāi)挖的土方量和回填的土方量是否平衡，以評(píng)價(jià)規(guī)劃方案的合理性與可行性。第三章 某鎮(zhèn)總體規(guī)劃挖填土方量預(yù)算3.1某某鎮(zhèn)概況某某鎮(zhèn)位于大悟縣中部，其中心城區(qū)為微丘地貌，海拔在80150米之間，因?yàn)榈匦蔚孛驳钠鸱浣ㄖ贾贸尸F(xiàn)一定的山地特色。某某鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)現(xiàn)狀建設(shè)用地為1.67平方公里，其于2015年4月編制新一輪的總體規(guī)劃，規(guī)劃建設(shè)用地規(guī)模擴(kuò)大為4平方公里。規(guī)劃方案內(nèi)有很多區(qū)域都有地勢(shì)較高的土丘與地勢(shì)低洼的沖溝，因此某某鎮(zhèn)若要將新一輪的總體規(guī)劃落實(shí)，進(jìn)行新開(kāi)發(fā)區(qū)建設(shè)，勢(shì)必要對(duì)土地填挖土方量進(jìn)行一個(gè)整體預(yù)算，評(píng)價(jià)其總體規(guī)劃的可行性。3.2原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與檢查基于ArcGIS進(jìn)行填挖土

17、方量計(jì)算需要高程點(diǎn)與等高線等源數(shù)據(jù)，將某某鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)的高程點(diǎn)與等高線導(dǎo)入ArcGIS（圖3.2），檢查數(shù)據(jù)的Elevation屬性是否為空，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，將高程有誤的高程點(diǎn)與等高線刪除。圖3.2 某某鎮(zhèn)高程點(diǎn)與等高線圖 圖3.3 某某鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)原始地表面3.3創(chuàng)建原始地表面通過(guò)ArcGIS工具箱中的3D Analyst模塊對(duì)鎮(zhèn)區(qū)原始地表面，利用鎮(zhèn)區(qū)高程點(diǎn)與等高線創(chuàng)建鎮(zhèn)區(qū)TIN模型（圖3.3）。3.4輸入規(guī)劃地表面高程圖3.5 某某鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃地表面圖3.4 某某鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃圖規(guī)劃道路中線將規(guī)劃區(qū)分成若干地塊，把道路中線作為地塊邊界，將其cad文件導(dǎo)入GIS（圖3.4），并轉(zhuǎn)換成具有Z值的s

18、hapefile格式的線文件，同時(shí)將新規(guī)劃鎮(zhèn)區(qū)的高程輸入。3.5創(chuàng)建規(guī)劃地表面在CAD中將鎮(zhèn)區(qū)在規(guī)劃建設(shè)范圍內(nèi)的原始高程點(diǎn)與等高線刪除，并導(dǎo)入GIS中，結(jié)合鎮(zhèn)區(qū)新規(guī)劃高程生成某某鎮(zhèn)規(guī)劃地表面（圖3.5）。3.6土石方量計(jì)算根據(jù)GIS創(chuàng)建的原始地表面TIN模型與規(guī)劃地表面TIN模型，應(yīng)用3D Analyst分析模塊中表面差異的功能計(jì)算以上兩個(gè)模型之間的差異，可以獲得填挖區(qū)域及相應(yīng)的土方量，對(duì)結(jié)果進(jìn)行剪裁可得到僅規(guī)劃范圍內(nèi)的填挖區(qū)及土方量。然后運(yùn)用GIS統(tǒng)計(jì)功能統(tǒng)計(jì)規(guī)劃范圍內(nèi)挖方量及填方量，可得到規(guī)劃鎮(zhèn)區(qū)建設(shè)范圍內(nèi)挖方量為13687491m³，填方量為13232517m³，由此

19、可以看出在微丘地形的地區(qū)進(jìn)行開(kāi)發(fā)建設(shè)需要進(jìn)行較大規(guī)模的土方量工程。圖3.6 某某鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃填挖方3.7對(duì)總體規(guī)劃的評(píng)價(jià)在以上獲得的填挖土方量的結(jié)果中可以看出，最終僅有454974m³的土方開(kāi)挖后需另選區(qū)域置放，若考慮運(yùn)用在城市公園的建設(shè)當(dāng)中，則這部分多余的土方可以應(yīng)用在營(yíng)造城市公園的坡地景觀之中，形成該微丘地形的特色景觀。因此，從分析獲得的結(jié)果中可以知道該總體規(guī)劃方案的實(shí)施基本上可以保持建設(shè)區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)挖和回填土方的平衡。若按照目前市場(chǎng)價(jià)格來(lái)計(jì)算（土方不外運(yùn)的情況下平均為10元/平方米，外運(yùn)的情況下將高達(dá)3040元/立方米），該總體規(guī)劃在土地平整的投資額約為1.5億元左右；按規(guī)劃期限1

20、5年來(lái)計(jì)算，則年均需投入1000萬(wàn)元。對(duì)于某某鎮(zhèn)這樣一個(gè)微丘地形的城鎮(zhèn)，該結(jié)果屬于可接受的范圍。第四章 應(yīng)用ArcGIS計(jì)算土方量的要點(diǎn)4.1數(shù)據(jù)要點(diǎn)ArcGIS計(jì)算填挖土方量是基于原始地表面與規(guī)劃地表面TIN模型之間的差異進(jìn)行計(jì)算的，因此對(duì)于該種方法而言最重要的是地塊高程數(shù)據(jù)的獲取以及高程數(shù)據(jù)的豐富程度。4.1.1對(duì)于地塊原始高程數(shù)據(jù)的收集原始地塊的高程信息應(yīng)當(dāng)具有足夠的豐富度。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，類(lèi)似于GPS的測(cè)繪儀器可在短時(shí)間內(nèi)獲得地塊豐富的高程信息；另一方面，隨著我國(guó)數(shù)字城市的發(fā)展，越來(lái)越多的地形基礎(chǔ)信息可通過(guò)遙感技術(shù)獲得，因此，對(duì)于原始地塊高程數(shù)據(jù)的收集應(yīng)當(dāng)充分運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。4

21、.1.2對(duì)于地塊規(guī)劃高程數(shù)據(jù)的獲取規(guī)劃地塊的高程數(shù)據(jù)主要是根據(jù)道路與管道規(guī)劃等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，在總規(guī)設(shè)計(jì)層次，可以從道路或者管道的交叉結(jié)點(diǎn)獲得初步的設(shè)計(jì)高程，并按道路或管道的坡度獲得相應(yīng)地塊邊界的高程，以提高規(guī)劃地塊高程信息的豐富度。4.2操作要點(diǎn)4.2.1為規(guī)劃地塊邊界輸入高程在給規(guī)劃地塊邊界輸入高程時(shí)有兩個(gè)操作要點(diǎn)，一個(gè)是需要將規(guī)劃地塊的坐標(biāo)與原始地塊的坐標(biāo)一致，這樣才能保證后期進(jìn)行表面差異分析計(jì)算土方量的準(zhǔn)確性；二是需要在GIS編輯狀態(tài)下按邊界的結(jié)點(diǎn)依次輸入設(shè)計(jì)高程，該過(guò)程是運(yùn)用ArcGIS計(jì)算土方量的關(guān)鍵步驟，也是工作量最大的。4.2.2創(chuàng)建規(guī)劃地表面創(chuàng)建規(guī)劃地塊TIN模型首先需要把

22、規(guī)劃范圍內(nèi)的原始高程刪除，包括高程點(diǎn)與高程線，然后結(jié)合規(guī)劃地塊邊界更新原始地表面。該過(guò)程在GIS中操作會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，因?yàn)镚IS在描繪規(guī)劃用地邊界時(shí)無(wú)法捕捉邊界，因此可以在CAD中以規(guī)劃范圍為邊界，清除邊界以內(nèi)的原始高程點(diǎn)與等高線，再導(dǎo)入GIS中結(jié)合規(guī)劃地塊創(chuàng)建規(guī)劃地表面模型。第五章 ArcGIS計(jì)算土方量的優(yōu)點(diǎn)和不足5.1 ArcGIS計(jì)算土方量的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可以看出，應(yīng)用ArcGIS計(jì)算挖填土方量有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）邏輯思維清晰，過(guò)程簡(jiǎn)單，速度快，自動(dòng)化程度較高。先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)活動(dòng)豐富的高程數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)方式無(wú)法利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行更加精確的計(jì)算，而ArcGIS可靈活的運(yùn)用這些

23、數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。（2）省去了由離散點(diǎn)到網(wǎng)格點(diǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程。ArcGIS直接利用精度高于內(nèi)插網(wǎng)格點(diǎn)的離散點(diǎn)進(jìn)行三角網(wǎng)的建立，創(chuàng)建逼真的三維地形模型。（3）TIN的邊長(zhǎng)靈活，而較傳統(tǒng)方法則是以邊長(zhǎng)較為固定且位于水平位置的四邊形來(lái)擬合真實(shí)地形，相比之下，ArcGIS創(chuàng)建的TIN模型更能真實(shí)反映地形地貌的狀況。因此，無(wú)論是從數(shù)據(jù)來(lái)源還是計(jì)算模型上看，應(yīng)用ArcGIS來(lái)進(jìn)行土方量的計(jì)算，精度較高，成果較可靠。（4）在高差較大或者復(fù)雜的微丘地形當(dāng)中，只需在ArcGIS輸入設(shè)計(jì)高程，創(chuàng)建原始地表面與規(guī)劃地表面即可計(jì)算其開(kāi)挖與回填的土方量，此方法還能將結(jié)果在ArcScene中實(shí)現(xiàn)土方模型三維化，形象逼真（圖5

24、.1）。 (a) （b） (c)圖5.1 ArcGIS土方量計(jì)算TIN模型5.1 ArcGIS計(jì)算土方量的不足在實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程中，ArcGIS也存在如下幾點(diǎn)問(wèn)題：（1）應(yīng)用ArcGIS清除規(guī)劃邊界內(nèi)的原始高程點(diǎn)與等高線，劃定清除邊界時(shí)，無(wú)法捕捉規(guī)劃邊界，容易造成誤刪邊界或者原始高程數(shù)據(jù)殘留，對(duì)于創(chuàng)建規(guī)劃地塊TIN模型造成一定影響。清除原始高程數(shù)據(jù)需結(jié)合CAD進(jìn)行可使計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。（2）在ArcGIS中給規(guī)劃邊界輸入設(shè)計(jì)高程時(shí)需按邊界結(jié)點(diǎn)依次輸入，該過(guò)程未能實(shí)現(xiàn)智能化，需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。如果僅僅是對(duì)于某一開(kāi)發(fā)建設(shè)地塊，設(shè)計(jì)高程點(diǎn)數(shù)據(jù)較少，任務(wù)并不繁重；但如果應(yīng)用到較大面積，并且分成許多地塊，

25、像試驗(yàn)中對(duì)某某鎮(zhèn)的總體規(guī)劃進(jìn)行評(píng)價(jià)，則其對(duì)于設(shè)計(jì)高程點(diǎn)智能輸入有較大需求。結(jié) 論在本文中應(yīng)用ArcGIS對(duì)某某鎮(zhèn)新一輪總體規(guī)劃的填挖土方量進(jìn)行計(jì)算取得較好的結(jié)果，對(duì)于其微丘地形土方工程最重要的一點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)挖方與填方的平衡，從計(jì)算的結(jié)果表明新一輪的總體規(guī)劃對(duì)于土地平整工程中的成本投入處于可接受的范圍，并且對(duì)于多余的挖方可通過(guò)其他形式利用進(jìn)行消化。本次實(shí)驗(yàn)表明，將ArcGIS對(duì)于土方量計(jì)算的功能擴(kuò)大到總規(guī)層次，可對(duì)總體規(guī)劃的合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)。但由于面積的擴(kuò)大其也會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的問(wèn)題，譬如設(shè)計(jì)高程點(diǎn)的輸入比較繁瑣，清除規(guī)劃范圍內(nèi)的原始高程存在誤差。畢竟ArcGIS的編輯功能是短板，但對(duì)于數(shù)據(jù)的可識(shí)別范圍以

26、及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換有很大的優(yōu)勢(shì)，因此將CAD、Sketch up等數(shù)據(jù)編輯軟件與ArcGIS結(jié)合能使ArcGIS應(yīng)用在更加廣闊的范圍里，發(fā)揮更強(qiáng)的分析運(yùn)算能力。本次實(shí)驗(yàn)也存在一定的誤差，新規(guī)劃地表面中未能將規(guī)劃保留區(qū)域保存，主要因?yàn)楝F(xiàn)狀保留區(qū)的范圍沒(méi)有明確，而總體規(guī)劃中的設(shè)計(jì)高程會(huì)改變保留區(qū)域的地形，因此在本次實(shí)驗(yàn)中未出現(xiàn)不需進(jìn)行填挖方的區(qū)域，只有開(kāi)挖區(qū)與回填區(qū)，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)評(píng)價(jià)有一定的誤差影響。若需減小該誤差，則需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多次轉(zhuǎn)換與篩選，其對(duì)于ArcGIS有更高的操作需求。參 考 文 獻(xiàn) 1 陳朝霞，吳向南，朱記偉，馬斌. 基于ArcGIS 的土地開(kāi)發(fā)整理挖填土方量計(jì)算研究及應(yīng)用J.測(cè)繪與空間地理信息，2015，38（2）：63-65.2 沈百玲. ArcGIS server體系結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)介R. 北京：ESRI中國(guó)(北京)有限公司，2004.3 張成才，成昆等. GIS 空間分析理論與方法M. 武漢：武漢大學(xué)出版社， 2004.4 陳正威，李兆