发布时间:2023-09-27 10:03:53
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关键词:不规则多边形面积测量ExcelAutoCAD
Key words:Irregular polygon Area measurementExcelAutoCAD
中图分类号:P218 文献标识码:A 文章编号:
在工农业建设和土地管理中,经常会遇难到面积测量和计算问题,如市政建设、矿区建设中征用土地,农业建设中的耕地面积、植树造林和水库汇水面积的测量;地籍测量中的宗地面积和用地分类面积等。对于规则的几何图形,如三角形、矩形、圆等都比较简单,本文将重点讨论不规则的任意多边形的面积测量、计算与成图的方法。
面积测量的方法
不规则多边形是按多边形各顶点的坐标计算其面积。获得多边形顶点坐标的测量方法很多,主要有:(1)导线法。可以采用经纬仪配合钢尺量距导线、全站仪测距导线;对于少量点不能到达可以采用交会方法补齐。(2)极坐标法。对于范围较小,通视条件良好的情况下可用这种方法,一般将测站设在待测土地中央且地势较高的地方;(3)GPS RTK测量方法。这种方法适用范围较大、拐点较多的情况,只需卫星接收信号良好。
无论是采取哪种测量方法,都应将各拐点统一顺时针编号,以方便计算与成图。
面积计算
野外测量所得各点坐标1(x1,y1)、2(x2,y2)…i(xi,yi),一般按下列公式采用Excel电子表格进行计算:
S=i(yi+1-yi-1)(公式一)
S=i(xi+1-xi-1)(公式二)
上述公式的推导过程本文从略,公式一、公式二可以用来相互检核计算结果。公式中循环参数i=1~n,当i=1或i= n时,会出现x0,y0或xn+1,yn+1,这些坐标值按下式计算:
x0=xn,xn+1=x1
y0=yn,yn+1=y1
使用全站仪或GPS测量时,可以将测量成果一次性导进Excel表格计算,如果是文本格式(.txt)转换成Excel格式(.xls),如图1所示将某工程15个拐点坐标一次性导入,在D2、 D3单元格中分别输入公式=B2*(C3-C16)/2,=B3*(C4-C2)/2 ,D列中其它各行填充即可,D17=SUM(D2:D16),,至此完成面积计算。
图1 某工程征地面积测量计算表
绘制图形
由于有时多边形的拐点较多,一一展点绘图相当繁琐,这里可以充分利用面积计算时的Excel表格。首先在F2单元格中输入公式F2="point "&B2&","&C2,填充至最后一行(F16),选择F2至F16所有单元格,复制(ctrl+c)。打开cad,设置点样式,在命令行中粘贴(ctrl+v),全部点一次生成,依次顺序连接各点。
同样,在Excel中,G2单元格中输入公式="-text j bc "&B2+2&","&C2+1.5&" "&2.5&" 0 "&A2,填充全列并复制,粘贴至cad的命令行中,所有点名一次标注完成。
图2:某工程征地范围图
参考文献:1.《测量学》(第二版),同济大学出版社,顾效烈 鲍峰等编著。
二、试验条件
1.试验对象杂草的选择
非耕地主要杂草为牛筋草、马唐、茅草、藜和葎草。
2.栽培条件
试验地设在沈丘县北杨集乡王寨行政村种松领家一空闲地内,土质为两合土壤,土壤有机质含量1.2%。
三、试验设计和安排
1.试验药剂及试验设计
45%草甘膦异丙胺盐水剂(河南省许昌东方化工提供)。41%草甘膦异丙胺盐水剂(市售品)。
2.小区面积和重复
小区面积:小区面积30m2,随机区组排列,重复次数:重复4次。
3.施药方法
(1)使用方法
茎叶喷雾处理。施药器械为工农-16型手动背负式喷雾器。
(2)施药时间和次数及使用量
2010年8月8日施药,施药时田间杂草3-8叶期,多为4-5叶期。喷液量750升/公顷。
四、调查、记录和测量方法
1.气象及田间管理资料
试验当天为多云,平均温度28.6℃,无风,试验调查期间共降雨17次,总降水量216.1mm,其中药后第3d、6d、12d、13d、14d、16d、17d、18d、19d、20d、28d、29d、30d、31d、32d、33d、34d分别降雨4.6mm、0.1mm、8.0mm、12.2mm、1.1mm、3.6mm、23.8mm、22.4mm、3.1mm、0.2mm、47mm、15.7mm、54.4mm、0.9mm、0.1mm、18.7mm、0.2mm。人工除草时间为8月9日全面拨除杂草一次。
2.调查方法、时间和次数
(1)调查时间和次数
施药后35d调查记录各处理区杂草的残存数,称取鲜重,计算株数防效和鲜重防效。
(2)杂草调查
调查方法为绝对值调查法,每小区4点取样,每点0.25m2(0.5m×0.5m),各类杂草基数调查见附表1。
(3)药效计算方法
五、结果与分析
1.杂草受药害情况
施药后3d观察,杂草停止生长。5d观察,施药区杂草心叶变黄,10d后小龄杂草开始枯死,20d后大部分杂草枯死。
2.防除效果
施用不同剂量45%草甘膦异丙胺盐水剂,对非耕地各类杂草均有较高的防除效果。施药量(有效成分)810g/公顷、1125g/公顷、1875g/公顷和2250g/公顷处理,药后35d株数防效分别为94.50%、96.17%、97.67%和99.33%,对照农药41%草甘膦异丙胺盐水剂施药量(有效成分)2214g/公顷药后35d株防效为97.50%,人工除草株防效仅为56.91%;鲜重防效各处理分别为96.19%、97.17%、98.40%、99.50%,对照药剂为98.05%,人工除草仅为58.07%。
3.对不同类型杂草的防除效果
渠道工程是常见的水利工程之一,含渠首、渠道、渡槽、倒虹吸、涵洞、节制分水闸等一系列配套建筑物,所谓渠道测量,就是按一定的标准(同一高程系)实测出这些建筑物的中心线位置和特征高程,从而为渠道设计与工程预算提供翔实的测量资料。在实际的渠道测量中,常用设备主要为水准仪和水准尺,测量内容含渠道选线、中线测量、纵横断面测量、土方计算及边坡桩放样等几大步骤,现结合多年实践经验就该技术要点进行粗浅探讨,以供参考。
1 渠道选线
踏勘选线一般在规划阶段进行,所谓渠道选线,即在地面上选定合理路线,标定渠道中心位置,在进行选线时应遵循如下原则,即“经济合理、安全可靠和灌溉面积大”,基于此,踏勘选线时要注意如下几大要点:一是为减小工程量及水流损失,渠道应可能地短而直同,并最大限度地避开障碍物;二是为实现扩大灌溉面积及自流灌溉的目标,渠道应可能地选在高地势地带;三是为有效预防渠道在运行过程中出现严重的渗漏、冲刷及坍塌现象,应确保渠道经过地带坡度适宜,土质较好;四是为实现省工、省料及少占用耕地的目的,应尽量减少填挖土石方量和渠道建筑物。在实际的踏勘选线时,若拟建渠道地区有大比例尺地形图时,可先在图上选定出几个路置,再到实地沿线做好地质、水文、材料来源、施工条件等调查研究工作,并结合具体情况确定渠道的起点、转折点及终点,然后在地面上用大木桩标明这些点的具置。
2 中线测量
中线测量的任务就是在地面上标定渠道中心线,用测绳丈量渠线长度,用一系列里程桩标定渠线经过的位置。丈量时,一般每隔100m(或20、30、50m等整数也可)在渠道中心线上钉立一个长约30-50cm的木桩或竹片,也即我们常说的“里程桩”,同时要为每个里程桩做好编号,如起点桩号为0+00,第二个桩为0+100,…0+900,距起点1KM依次为1+100,…1+900,依此类推。若渠道流量不大,可在渠道拐弯处适当地增设一些木桩,称为加桩,随弯就弯,使水能平顺地流动;若渠道流量较大,为确保水能沿着曲线流动,避免流水冲刷渠道,必须在拐弯处增设一段圆曲线,依着曲线修筑渠道;若渠道是环山而走,在大致确定了渠线走向后,为方便根据中线组丈量的距离算出各探测点的高程,往往是将中线测量工作和探测渠线位置工作一同进行。
3 纵横断面测量
纵断面测量,是利用间视法测量路线中心线上里程桩和曲线控制桩的地面高程,从而为渠道纵向坡度、闸、桥、涵等纵向位置的设计提供依据。实践中,纵断面高程测量必须成像清晰、读数可靠,为避免一台仪器观测超限而全部重测,测量中一般由两台水准仪同时进行,一台测定标石点及临时水准点高程,另一台观测里程桩及沿线主要地物点高程。渠道穿过河沟时的加桩应连测高程;穿过铁路时应测出轨面高程;穿过公路时应测路面高程,还要测出路面宽度。与地面高差
渠道均有一定宽度,而纵断面测量只能反应渠道中心线高低起伏的实地情况,不能代表整个渠道地形,因此,为了较详细反映渠线两旁一定距离内的地面高低起伏情况和计算土方量,还须进行横断面测量。横断面测量的宽度与渠道的大小和地形变化情况有关,一般要求在横断面图上能标出渠道的边桩位置或渠面能满足边坡的位置。若横断面上地形变化较小,可在横断面坡度变化点上的设置小木桩或测钎,用测绳量取水平距离,采用水准仪测量高程。若横断面地面坡度变化较大,可采用经纬仪或全站仪进行测量,首先将仪器安置在里程桩上,对中、整平后,瞄准前或后桩归零,旋转90°向两边施测。将测算成果绘制横断面图,绘制方法与纵断面图相同,但水平比例尺与高程比例尺一致。
此外,需要特别指出的是,在进行纵断面测量时若测量人员提供的地物信息不准确,可能会造成设计人员在占地赔偿及增加建筑物等方面不能做出正确判断,对建筑物的布置形式及工程的质量、进度造成印象,因此,在测量中应注意渠道拐角、拐点及其配套建筑物的中心点坐标,渠道跨越河沟、排渠、道路时应测出渠道与交叉渠系及道路的平面位置及高程关系,同时,应测至渠道宽度两侧涉及范围内的地物情况,如树木、耕地、道路等情况。
4 土方计算
渠道开挖及填筑的土、石方数量是编制经费预算,进行方案比较和安排劳动力的必须资料,当前,随着电脑的广泛应用,一般采用电脑进行绘图,先将设计标准断面图放置在渠道横断面各里程桩的渠底高程线上,再用面积查询可得出开挖面积和填方面积。将相邻的两个里程桩的开挖面积或填方面积,用算术平均值乘以相邻的两个里程桩之间的长度,即可得到该段土方开挖及回填方量。在计算土方时,若相邻两横断面中一为挖方,而另一为填方,则中间必有一点既不挖也不填的零点,即地面线与渠底设计线的交点。如:在1+500是挖方,开挖深度为0.22m,1+527是填方,填方高度为0.83 m。设:零点距1+500为x,则:距1+527为27-x,根据相似比的原理:x:(27- x)=022:O.83,求得;x=5.66 m,27-5.66=21.34 m。计算出零点到1+500的距离后,还应到实地上确定零点的位置,并补测零点处的横断面,绘出横断面图以后,同样加绘设计断面,计算挖方和填方的面积,以便把1+500―1+527两桩间的土方分成1+500―505.66和1+505.66―l+527两部分计算。最后绘制土方计算表,将所有计算结果填入表中。
5 边坡桩的放样
为标明开挖范围,方面施工,需要用木桩把设计横断面的边坡线与原地面线的交点在实地中标志出来,此工作即为边坡桩的放样。如,可直接在横断面图中量得边坡桩a与中心桩M(里程桩或加桩)的水平距离分别Ll,b与M的距离为L2,放样时,根据从图上测量得到的Ll及L2长度,分别在实地上自中心桩M开始,沿横断面的方向向左量取距离Ll,即得边坡桩a的实地位置,并向右量取距离L2,即得边坡桩b的实地位置,分别在这两个位置打下木桩,作为开挖界线的标志。
总之,渠道测量工作是渠道设计的重要组成部分,既重要又繁琐,在具体的测量工作中,可能会遇到诸如漏测等一些预料不到的问题,这就要求我们测量人员在实际测量工作中不断积累经验,提高测量水平,并结合具体情况灵活掌握测量方法,以满足测量精度与工程特性要求,从而确保整个水利工程施工的进程和质量。
参考文献:
地籍测量是为满足地籍调查中对确定宗地的权属界线、位置、形状、数量等地籍要素的水平投影需要而进行的一种专业测量。其主要任务是根据权属调查依法认定的权属界址和使用性状,实地测量每宗土地的权属界址点及其他地籍要素的平面位置。通过地籍调查可全面掌握一个地区的土地类型、数量、分布和利用状况,还可掌握土地在国民经济各部门之间、各种经济成分之间的分配情况,从而为建立科学的土地管理体系,为合理利用和保护土地,为制定土地规划、计划及有关政策,实现耕地总量动态平衡、调控土地供需、规范土地市场等提供基础资料和科学依据。
1 界址点的标定及意义
1.1 界址点的定义及作用
界址点是权属界址线上的特征点,由此可知,房屋及其用地的范围、位置是由界址点来确定的,同时,通过界址点坐标,可以获得房地产数量,通过界址点的等级,可以了解房地产的质量,因此,界址点及其成果是房地产测量信息中一个重要的组成部分。
1.2 界址的认定
界址的认定须由本宗地和相邻宗地使用者亲自到现场共同指界。单位用地,要由单位法人代表出席指界,如果土地使用者或法人代表不能亲自到场指界的,应由委托的人指界并出具委托书及身份证明;两个或两个以上的土地使用者共同使用的宗地,应共同委托代表指界,并出具委托书及身份证明。相邻双方同指一界,为无争议界线;如双方所指界线不同,则两界之间的土地为争议土地。
1.3 界址点等级的划分及选用
《房产测量规范》中规定,界址点分为三级:一级界址点相对于邻近基本控制点的点位中误差不超过±0.02m;二级界址点相对于邻近基本控制点的点位中误差不超过±0.05m;三级界址点相对于邻近基本控制点的点位中误差不超过±0.10 m。
1.4 界址点的标定
界址点的位置,应在权属调查确定界址线的同时通过规定的法定程序标定,一级、二级界址点必须设立固定的标志。界址点的标志分为两种,一种是定位标志,其中心表示界址点点位,一般埋设在空旷地区或没有固定界标处,也可以埋在固定的坎、坡及道路沿上。另一种是标记标志,标志指示出界址点所在的位置,一般设立在永久性的建筑物、构筑物的转角处,即硬界上。
1.5 界址点的编号
界址点的编号以丘号的编立单元进行统一编号,在同一编号单元内,则按从北到南,从西到东逐丘顺序编号,同一丘内的界址点则按顺时针顺序编号,各界址点编号前冠字母“J”注记,如J1,J2……Jn。
1.6 界址点成果表
界址点外业测量结束后通过内业平差计算得出各界址点坐标成果。界址点一般应以编号单元为单位编制成果表(2006 年10月;宗地单位全称:中山市民众镇沈某厂房用地)如表1 所示。
表1 中标志类型填写“混凝土、石灰、钢钉、喷涂”等,间距为同一权属界线上相邻界址点之间的距离。
2 界址点测量方法
2.1 直接法
界址点在各等级控制点上采用极坐标法、角度或距离交会法测量,精度要求如表2 所示。
2.2 间接法
我国是一个粮食大国,同时也是一个人口大国,仅用全世界7%的耕地就养活了世界22%的人口[1],我国每一年收获的粮食产量巨大,所以粮食的安全储存问题一直以来国家都极其重视[2]。谷物含水量是仓储过程中需要控制的关键参数[3],谷物水分含量过高会使谷粒生命活动旺盛,消耗谷粒中储存的营养物质,加快粮堆内有害微生物的生长和繁殖,引起粮堆发热、霉变和损耗等,对粮食造成巨大的浪费。谷物水分含量过低,导致谷物整体重量减少,会破坏有机质结构,从而降低谷物品质。在粮食生产、加工过程中,各工序对谷物含水率都有严格要求。作为重要的品质指标之一,含水率测定对于粮食的收购、运输和贸易而言,也是不可或缺的步骤[4]。谷物含水率的测定是确保仓储安全的主要依据,也是粮食加工的重要工艺参数[5],因此,对粮食水分做出精准测量具有十分重要的意义。本文对粮食水分的检测技术和原理进行了详细的介绍。
1电烘箱法
电烘箱法是利用电烘箱对被测样品进行加热,直接去除粮食中的水分,通过比较加热前后样品重量的变化来检测样其含水量[6-7],其含水率公式为:(1)式中,W为含水率;M1为加热前样品重量;M2为加热后样品重量。电烘箱是一种传统经典的检测方法,优点是测量精度高,测量范围宽,可用来作为其他方法的检测标准;缺点是测量时间较长,实时性差,效率低,不适合用于在线的检测[8]。
2电容法
常温下,水的介电常数高达80左右,而干燥谷物的相对介电常数小于5,它们之间的介电常数存在很大的差异,粮食水分含量的高低直接影响粮食介电常数的变化[9-11]。电容法将粮食谷物比作电介质,并根据水的介电常数远大于粮食谷物的介电常数这一特点,通过测量出粮食谷物的介电常数,就可以计算出粮食中水分含量[12]。电容法优点是成本低,结构简单,易于维护,可用于在线检测。缺点是测量影响因素比较多(受环境温度、物料品种、空气湿度等影响),工作稳定性不强,需要进行数据补偿。
3微波法
微波是频率介于300-300GHz之间的电磁波,具有频带宽、透射、抗低频干扰等特性[14]。水分子是极性分子,在外电场的作用下能够被极化成偶极子,并沿着电场方向定向排列,水偶极子频繁换向,不断从电场中吸收能量,又不断释放能量[15-17],因此,通过检测微波与粮食作用后相关参数的变化,便可以间接测量粮食含水率[18]。微波法的优点是检测速度快,灵敏度高,稳定性好,适用于动态检测;缺点是其热效应明显,不但影响种子的活性,而且影响测量精度,仪器复杂,价格昂贵。
4中子法
中子法测量粮食水分是中子源发出的快中子与谷物中氢原子核进行碰撞,在这个过程中,中子每次与氢核碰撞,损失很多能量,根据谷物中含氢量的变化便可推算出谷物中的含水量。(2)式中,W1为中子损耗的能量;W2为相互作用前中子的能量;M为发生相互作用的元素的质量数。当M=1时,相互作用的元素是氢,这时损失的能量最大发射的快中子就减速为慢中子。中子法检测快速,线性度高,不破坏被测物自然结构,工作状态稳定。但其造价极其昂贵,且标定较为麻烦,还需要严防射线泄露,因此未能推广使用。