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外业实践

为土方体积计算设计 GNSS 测量

选择边界、显示地形坡度变化的线、参考曲面和使 GNSS 衍生的体积计算可重现的检查。

为土方体积计算设计 GNSS 测量

在收集点之前定义体积问题

土方体积是在定义的边界内比较表面的结果。 在测量之前,确定任务是否涉及挖掘、填充放置、一堆储存的散装材料或土地测量日期之间的变化。 同意正负量的参考面和报告公约。 两个计算可以使用相同的观察结果,并且仍然不同,因为它们回答了不同的问题。

写下结果的土地调查范围、排除区域和预期用途。 计划估计可能会接受来自合同付款测量的不同证据。 获取项目的验收标准,而不是选择任意点间距或假设接收机精度规范定义了体积精度。 现场方法应围绕最终比较必须支持的几何形状和决策进行设计。

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建立一致的水平和垂直参考

对比较的所有曲面使用相同的坐标和高度参考。 垂直偏移会影响整个占地面积的计算量,因此小的参考不一致可能比局部点误差更重要。 确认设计曲面是如何创建的,以及其高程是否与 GNSS 处理工作流程兼容。

在测量之前检查大地测量参考点,并在会话结束时重复适当的检查。 记录天线高度约定、校正源和活动大地水准面或垂直变换。 如果较早的表面缺乏足够的参考元数据,请在将差异视为真正的地球运动之前对其进行调查。 不要仅仅因为它使体积看起来更合理而移除一个无法解释的偏移量。

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测量边界作为一个有意义的对象

计算边界确定哪个地对报告的体积有贡献。 必要时与负责的项目代表一起走或检查它。 捕获实际的脚趾、挖掘限制或商定的工作限制,而不是稍后绘制一个近似的多边形。 识别材料跨越预期边界的开口、不可接近的部分和区域。

将边界几何体与偶然的轨道点和背景特征分开。 仔细关闭多边形并检查自交或意外跳跃。 当土地测量日期之间的边界发生变化时,解释如何选择比较区域。 在不同的足迹上计算的数量不应被描述为没有该资格的简单的类似变化。

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使用显示地形坡度变化的线来描述表面形状

仅点密度并不能保证有用的地形模型。 测量波峰、脚趾、长凳、通道和突然的坡度变化,作为建模工作流程支持时地形斜率变化的连接线。 将额外的观察结果放置在曲面弯曲或改变字符的地方。 即使点之间的平均距离看起来很小,一个普通的网格也会错过一个尖锐的脊。

检查预期软件如何对观测进行三角测量。 跨沟槽或相对面之间的不正确连接可能会产生一个从未存在的表面。 将垂直或接近垂直的特征与普通地形插值分开,并使用适当的建模方法。 记录土地测量不能直接观察表面的情况,因此处理器不会将插值区域误认为是测量的证据。

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安装在测量三脚架上的GNSS接收机。
安装在测量三脚架上的GNSS接收机。 · Rowan Johnson / USGS / Public Domain

计划安全访问和替代观察

土方可能包含不稳定的斜坡、移动设备、软地和受限的工作区。 与现场团队协调访问,并选择遵循批准的安全安排的观察位置。 不要仅仅爬上一堆储存的散装材料面以获得更密集的 GNSS 点图案。 在承诺数量之前,土地调查设计应考虑访问限制。

如果直接观测无法覆盖地表,请考虑适当的替代方法,例如全站观测或适当控制的空中陆地勘测。 记录如何连接和检查数据集。 混合方法可能是有效的,但只有当它们的参考系统和质量证据兼容时。 标记任何剩余的差距并解释用于对它们进行建模的假设。

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用独立观测测试模型

保留观测值以检查完成的地形表面,而不是将每个点用作输入。 选择代表不同坡度和曲面类型的支票,包括可能难以进行插值的区域。 将模型高程与每个检查位置的独立观察进行比较。 使用项目商定的评估方法报告差异。

寻找系统模式和汇总统计数据。 模型可能适合开放的平坦区域,同时在陡峭的边缘或植被下表现不佳。 研究差异是否来自点定位、表面定义、植被、边界误差或插值。 不分青红皂白地添加更多点可能无法解决实际原因。 审查应导致特定的更正或记录在案的限制。

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使计算设置可重现

记录用于计算的曲面版本、边界文件、比较方法和软件设置。 说明数量是否报告为切割、填充、净变化或总移动材料。 这些条款不可互换。 如果项目采用单独的压实或扩散系数,请将这些假设与几何土地测量量不同。

重新打开交付的文件并在发布前重现代表性计算。 检查单位、符号约定以及剪切或隐藏表面区域是否仍然是计算的一部分。 保留一个简单的计划,显示计算占地面积和排除区域。 审稿人应该能够识别哪些测量的表面和假设产生了规定的数量,而无需从非正式注释中重建整个项目。

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沟通不确定性和土地调查时间

说明地表何时被观察到以及在土地测量期间是否继续进行土方移动。 一个活跃地点的长采集期可能会结合在某一时刻从未存在过的基态。 尽可能协调土地测量窗口并记录重大变化。 区分不同日期的观测,而不是将它们合并到一个明显同时的表面。

通过控制检查、表面验证、边界描述和限制交付数量。 避免提供比支持数据更高的数值精度。 保留原始观察和处理历史,以便以后的审查可以测试结果。 防御性土方数量是定义的表面的记录比较,而不仅仅是体积工具显示的数量。

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平等地比较两个土方日期

想象一下,第一次土地勘测涵盖了完整的挖掘,而第二次土地测量忽略了一个无法接近的角落。 在计算更改之前,决定如何处理比较占地面积。 使用每个日期的单独边界可以将真实的表面变化与面积的变化相结合。 商定的共同足迹可能是合适的,而另一个项目可能需要对缺失的角落进行记录的估计。 该决定应明确并批准用于预期用途。

在计算计划中显示排除或推断的区域。 保留用于比较的原始表面和用于比较的剪切曲面及其版本和日期。 如果需要进行估计,请将其贡献与直接支持的几何体区分开来。 这允许审阅者评估报告的数量中有多少取决于缺失的覆盖范围,并使以后的更换土地调查更容易合并。

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实用检查清单

实用检查清单

  1. 同意比较表面和计算边界。
  2. 捕获显示地形坡度变化的峰、脚趾和其他表面线。
  3. 将几何体积与材料因子分开。
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参考资料

  1. NOAA NGS — User Guidelines for Single Base Real Time GNSS Positioning
  2. ESA Navipedia — RTK Fundamentals
  3. NOAA NGS — Technical Notes on Geoid Undulations