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ArcScene 支持下基于TIN 的土地平整土方量可视化 计算 陈尹军 中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州 (221008 ） E-mail：c.rf@163.com 摘 要：土方量计算是预算土地平整工作量与投资的重要依据，准确快速地计算土方量具有 重要的实用价值。针对传统土方量计算方法精度不高、计算复杂及计算过程不可视的特点， 通过对具有三维显示功能的ArcScene 软件进行功能扩展，对能表达任意形状地形的不规则 三角网 TIN 直接计算以提高土方量计算精度，由图形用户界面输入工作区边界及土地平整 设计高程，实现土地平整挖填土方量的可视化计算。 关键词：TIN；土方量；可视化计算 中图分类号：P208 1．引言 土地整理中土地平整工程投资约占总投资的40-80% ，土方量的大小与土地平整的投资 直接相关[1]，因此准确计算土方量对开展土方工程、控制投资额具有重要意义。 传统土方量计算方法主要包括断面法、方格网法、散点法和表格法。断面法主要用于山 地及高差变化比较大的地形，也是土方计算的主要方法。方格网法适用于平坦地区及地形高 [1] 差变化不太大的地形。散点法适用于地形虽有起伏，但变化比较均匀，不太复杂的地形 ， 这些土方量计算方法的适用范围都受地形条件限制。 随着GIS 的迅速发展，GIS 技术在土地整理方面得到广泛应用。TIN 是GIS 中常用的数 据模型，根据数模理论，任何复杂的表面都可以用三角网表示[2]，应用TIN 进行土地平整土 方量计算不受地形条件限制成为土方量计算新方法。通过对现有的具有三维功能的ArcScene 软件进行功能扩展，对工作区TIN 模型进行直接运算来提高土方量的计算精度及计算速度， 并实现计算过程可视化。 2 ．土方量可视化计算技术流程 2.1 数据采集 在土方工程量计算中，主要采用野外实测或数字化必威体育精装版的大比例尺地形图的方式来获取 建立数字地面模型的源数据[3] 。野外实测时主要通过全站仪获取地表物征点的三维坐标X 、 Y 、Z ，采样密度根据土方量计算精度要求而定，地形变化剧烈的部分应增大采样密度，地 形平缓可减小采样密度。通过地形图获取源数据时可进行同样的操作。 2.2 构建TIN 模型 根据野外实测或地形图数字化获得的采样点数据生成TIN 数字地面模型。Delaunay 不 规则三角网的生成规则：①Delaunay 三角网中的三角形互不重叠；②每个Delaunay 三角形 外接圆内不包含其他点。 基于TIN 的土方量计算精度取决于TIN 模型的精度，对于不符合实际地形的TIN 可进 行修正。此外在建立TIN 时可考虑实际地形中的地性线，将其作为约束条件加入TIN 建立 [4] 约束Delaunay 三角网，使其尽可能接近实际地形以保证土方量计算精度 。 -1- 根据计算精度要求采集区域地面特征点坐标（X 、Y 、Z 值） 将采样点随机分成两部分 用其中一部分特征点构造TIN 模型 否 用另一部分特征点对TIN 进行精度评价 是否符合精度要求