Расчет объемов земляных работ

Задача Расчет объемов земляных работ предназначена для определения объемов земляных масс, подлежащих перемещению в пределах локального участка местности. В задаче предусмотрен расчет двумя методами: по рабочим отметкам и по элементам матрицы.

Исходные данные:

- матрица исходного рельефа (топографическая поверхность);

- матрица проектного рельефа (проектная поверхность);

- параметры построения (ввод значения шага сетки плана, выбор варианта расчета – по рабочим отметкам, по элементам  матрицы или сразу оба варианта, способ задания габаритов построения сетки - автоматически или вручную, задав координаты левого нижнего и правого верхнего углов сетки в метрах на местности).

Выходные данные:

- выходная пользовательская карта с нанесенными на ней планом работ и вычисленными объемами по сетке квадратов;

- числовые значения вычисленных объемов, которые выводятся в соответствующие поля диалогового окна.

Перед вызовом задачи должна быть открыта векторная карта с добавленными к ней как минимум двумя матрицами высот.

Имена входных матриц высот должны различаться, в противном случае будет выдано предупреждение и расчет будет недоступен. Если матрицы не имеют зоны перекрытия, то будет выдано соответствующее сообщение и расчет произведен не будет.

При указании имени выходной пользовательской карты выполняется проверка на наличие в указанном месте на диске карты с таким именем. Если такая карта уже есть, то будет выдано сообщение, предлагающее изменить имя выходной карты.

После ввода шага сетки он будет скорректирован с учетом кратности по отношению к минимальному элементу одной из входных матриц, в большую сторону. Например, если элемент одной из матриц равен 25 метров, то при вводе шага 40 метров он будет скорректирован до значения 50 метров.

План земляных работ представляет собой чертеж в виде сетки квадратов с заданным пользователем размером стороны. Чем меньше сторона квадрата, тем выше точность расчета. В углах каждого квадрата располагаются надписи (проектные отметки, отметки естественного рельефа и рабочие отметки). Габариты сетки квадратов вычисляются исходя из габаритов каждой матрицы и зоны их перекрытия. Однако, в диалоге можно задать вручную габариты области расчета, если по каким то причинам автоматически вычисленные габариты сетки пользователя не устраивают. Для этого нужно установить на форме соответсвующий переключатель и ввести в поля требуемые координаты левого нижнего и правого верхнего угла сетки в метрах на местности.

В диалоге задачи отдельно настраиваются типы линий для рамки, сетки и линий нулевых работ. Также настраиваются типы подписей для каждой позиции и какую подпись в какую позицию выводить. По умолчанию, для позиции А установлена Рабочая отметка, для позиции Б – Проектная отметка, для В – Отметка рельефа и для Г – Объем земляных масс. В диалоге предусмотрена возможность выбора видимости каждой из позиций. Все данные о линиях и надписях выбираются из классификатора открытой векторной карты.

Между углами квадратов с рабочими отметками разных знаков вычисляются координаты точек нулевых работ. После соединения точек нулевых работ получается линия нулевых работ. В зависимости от наличия на сторонах квадрата точек нулевых работ различают 2 типа квадратов:

 - однородные, когда для всех углов знаки рабочих отметок совпадают, а по всему квадрату должна быть выполнена либо насыпь, либо выемка. Вычисленный объем выводится в центр квадрата;

 - неоднородные, когда знаки рабочих отметок у различных вершин не совпадают и квадрат делится линией нулевых работ на участки выемки и насыпи. Вычисленные объемы выводятся в центры участков.

Если в одной из вершин квадрата хотя бы в одной из матриц высота не определена, то квадраты, примыкающие к этой вершине, не обрабатываются.

Вычисленные объемы (объем положительных значений, объем отрицательных значений, арифметическая сумма и абсолютная сумма) выводятся в соответствующие поля диалогового окна задачи.

При расчете объемов по рабочим отметкам для однородного квадрата объем земляных масс V0 определяется как объем призмы, имеющей площадь основания P, равную площади квадрата, и высоту, равную среднему арифметическому из рабочих отметок h всех четырех углов

                         V0 = P * (h1+h2+h3+h4)/4.

Объемы земляных масс в неоднородных квадратах определяются после разделения их линией нулевых работ и вспомогательными линиями (на плане не показываются) на отдельные фигуры – прямоугольные треугольники, прямоугольники, трапеции и т.п. Объем работ Vr в отдельных фигурах вычисляют по формуле

                         Vr = Pr*hср,

          где Pr – площадь отдельной фигуры; hср – средняя рабочая отметка этой фигуры.

При расчете объемов по элементам матрицы сначала строится поверхность (матрица) качеств, содержащая разность проектной матрицы и матрицы рельефа, с шагом равным половине минимального шага одной из входных матриц высот. После чего вычисляются объемы каждого элемента матрицы качеств, принадлежащей данному квадрату, по формуле Vэлем = h * Pэлем, где h – значение матрицы качеств.

При выборе одновременно двух вариантов расчета вычисленные значения выводятся на карте одно над другим: сверху по рабочим точкам, под ним в скобках – по элементам матрицы. В неоднородных квадратах объем, вычисленный по элементам матрицы, дублируется в каждый участок квадрата.

В неоднородном квадрате с двумя нулевыми линиями (разделен на три части) значение, вычисленное по элементам матрицы, выводится общее для двух частей с одинаковым знаком в левую верхнюю часть квадрата.