在土木工程领域，土石方工程由于场地复杂、地形不规则的特点，计算土石方工程量一直是困扰工程人员的难点问题，如果没有在相关工程软件辅助的情况下手工计算工作显得更为复杂困难。但是科技文明发展到今天，人们通过不断的研究探索，已经积累了大量的基础理论与计算方法。这些理论与方法通过软件实施，帮助工程人员缓解了大量的计算工作，并且可以达到较好的精确度。在工程审计领域，相关的专业计算软件也得到了广泛的应用，但是，在使用软件过程中，工程审计人员面临着一个窘态，即是相同的测绘数据采用相同的计算软件及相同的计算方法会得到一样的结果。这时，很多审计人员会意识到，审计工作的重点要放在对测绘数据的审核，同时加紧开展审计外业工作对测绘点进行实地校核。开展外业审计是重要的，但操作性复杂困难甚至效果不佳，那么在内业上我们审计人员从什么方面入手可以获得突破呢？在这领域我钦州港经济开发区公共投资审计所做了大量的探索研究。将土石方计量方法粗略归纳，现行比较广泛的计算方法有方格网法、断面法、块田法、等高线法、DTM法等，这些方法的选择取决于工程地貌特点以及测量数据形成的计算模型，不一样会计算方法会得到不同的精度结果。计算模型是按照一定的法则将所有的测量点用Delaunay三角网划分的数字模型，这个模型是工程量计算的基础，DTM法直接采用三角网计算土方体积，方格网法、断面法则是通过三角网内插值进行计算。所以我们工程审计人员在内业上可以重点把握土石方计算模型，通过观察计算模型是否与地形形状匹配审核测量数据的准确性以及审核计算方法的准确性。

现行的测绘软件成果图多为平面图形，三角网模型缺乏直观，在没法绘制清晰的等高线情况下将难以对该模型进行观察分析。以现测绘行业广泛使用的南方cass软件为例，采用其下某斗坎（a图）进行测绘数据建模，得到如下三角网平面图形（b图），图形缺乏直观，难以与现场实地进行匹配比对，因此难以对测量数据以及三角网建立的正确性进行审核。如果能将三角网模型建立三维模型，提高可视化效果，将会对审计工作提供很大的帮助。


a图.斗坎图片


b图.斗坎三角网平面图形


c图.斗坎三维图形

在南方cass软件中，软件为用户提供了三角网数据输出接口（.sjw文件），我们可以根据三角网文件数据建立三维模型。由于数据量大，采取手工操作方式是不现实的，由于该软件是建立在Autocad软件平台上的，因此我们可以利用autocad强大的二次开发功能，编写程序实现三角网三维模型绘制。在此编者利用autocad自带编程语言Autolisp编写了程序。程序代码如下：
(defun f3d( / ffn ff data i A P PP)                                ；；定义函数
(command "layer" "m" "三维图" "c" 3 "" "l" "center" "" "lw" 1 "" "")  ；；调用cad图层命令(setvar "cmdecho" 0)                                         ；；设置系统变量
(setvar "osmode" 0)                                          ；；设置系统变量
(setq ffn (getfiled "选择南方cass三角网文件" "" "sjw" 2))           ;;读取三角网文件
(setq ff (open ffn "r"))                                        
(setq data (read-line ff))
(setq i 1)
(setq A '())
(while (/= "nil" data )
   (setq p "" pp ""  j 1) 
   (setq nn (strlen data))
   (repeat nn
     (setq p (substr data j 1))
     (if (/= p "
")
       (setq pp (strcat pp p))
       (setq A (cons pp A) pp "")
      )
   (setq j (1+ j))
   )
  (setq A (cons pp A)) 
(if (= (rem i 9) 0 )  (draw_pt))                               ；；调用子函数
(if (= (rem i 9) 0 ) (setq A '())) 
(setq data (read-line ff))
(setq i (1+ i))
)
(close ff)
(command "shademode" "f" )                               ；；设置三维显示模式
(command "zoom" "a" )
(command "-view" "_swiso" )
)
 (defun draw_pt()                                        ;;三维绘制子函数
(setq A (reverse A))
(setq X1 (distof (nth 0 A) 2))
(setq Y1 (distof (nth 1 A) 2))
(setq Z1 (distof (nth 2 A) 2))
(setq AC (list X1 Y1 Z1))
(setq X2 (distof (nth 3 A) 2))
(setq Y2 (distof (nth 4 A) 2))
(setq Z2 (distof (nth 5 A) 2))
(setq BC (list X2 Y2 Z2))
(setq X3 (distof (nth 6 A) 2))
(setq Y3 (distof (nth 7 A) 2))
(setq Z3 (distof (nth 8 A) 2))
(setq CC (list X3 Y3 Z3))
(command "_3dface" AC BC CC "" "" )
(setq A '())
)
代码采用文本编写并保存为.LSP文件格式，同时为方便于操作增加菜单文件，菜单文件采用文本编写并保存为.mnu格式，菜单文件代码如下。
***MENUGROUP=MYLISP
***POP1
[土石方程序]
[生成三维模型]^c^c^p(load "f3d")(f3d)
将编写的文件复制到autocad软件安装目录下的support文件夹中，打开autocad软件或者南方cass软件，运行menuload命令加载菜单文件，形成autocad的局部菜单命令（d图）。程序执行过程弹出的数据交互对话框（e图），选择南方cass软件输出的三角网数据文件，得到的斗坎三维模型图（c图），该图形是完全依据三角网数据绘制的模型，因此可以完整反映三角网的模型状态。通过观察直观的三维模型对比真实地形可以发现：1.软件在构建三角网过程中，由于缺乏边界的约束，存在冗余的三角网（斗坎顶部三角网自由连接）；2.由于斗坎中间高度缺乏测绘数据，仅有斗坎顶部与底部数据参与构建三角网，所以造成斗坎模型计算坡度与实际不符，这将会增加土方工程计算量，因此有必要对数进行修正。
 
        

d图.程序形成的下来菜单


e图.程序执行过程中弹出的对话框

通过以上实例说明，构建土方工程三维模型，增强图形直观效能，能帮助审计人员提高对测绘数据、计算方法审核的效率和准确率。该程序方法已应用于多个工程实际，并且取得了一定的成效。现总结该方法在实际应用中常发现的问题。

（一）测绘数据不够全面。如下面某工程，测绘提供的成果如下图（f图），从图形可以观察，该工程地形测绘数据散落不均匀，最大高程与最小高程差值较大，同时该项目采用计算土石方工程量的方法是方格网。对其建立三维模型（g图）观察分析，三角网形成的三维模型杂乱不规则，同时观察三维图形局部细部（h图），局部落差比较大的地方点数比较稀疏，可以看出该项目测绘工作比较粗糙，测绘数据不能反映真实的工程地形情况，这将导致工程计量不准确，因此需要寻找第三方数据进行纠正。



f图.平面图形


                            
g图.三维图形




h图.三维图形局部

（二）计算范围重叠。如下面某个大型场地填土工程，填土边界与道路接壤，由于填土场地范围大，测绘数据密集，难以从平面图上直观分辨数据交叠以及分界。通过建立三维模型，扩大局部可以明显观察到图形的高程分层与图形侵入，结合地形实际情况，可以快速划定工程场地边界。

             
                
i图.工程平面图局部



 j图.三维模型局部

（三）软件自动构建三角网的错误。软件依据自身设定的程式对测量数据进行自动划分三角网，但是由于在划分三角网过程中忽略对地形线、陡坎等特殊地形的考虑，容易出现错误的三角网。如下图（k图）某工程的排水沟工程，利用软件生成三角网功能，自动构建三角网，从平面观察上观察图形，除了发现存在冗余的三角网，难以观察细部建模情况。建立三维模型(l图)，放大细部（m图），可以观察到，沟渠右侧底部的某点与左侧顶部的某点连接成三角网，这是不符合工程实际的，因此需要手工进行修正。

    


k图.平面三角网图形

     


l图.三维模型图形

      
        

m图.三维模型局部细部

（四）计算方法选择的错误。南方cass测绘软件是测绘行业内较为广泛使用的软件，它不仅具有较强的地形成图功能，同时具有强大的土方计量功能。它可以满足各种计算方法需要，在这多种方法中，针对于大型场地平整工程，其中尤以DTM法具有较高的计算精度。但是在某些大型土石方工程中，DTM使用也具有一定的局限性。如下图某工程为稻田、池塘回填土，构建三角网二维平面图（n图），可以清楚分辨田埂以及塘底，但是通过建立三角网三维模型，放大局部细节（o图）观察发现，田埂数据与塘底数据混同一起参与三角网划分，没有形成严谨的分界，计算模型与工程实际不符，由于该项目田埂与塘底高差较大，这将会导致工程量计算误差较大。准确的做法是将田埂与塘底采取分而治之计算。因此对于如此的项目计算方法选用应综合DTM法以及块田法。


       

n图.三角网平面图形


      

o图.三维模型局部图形

通过实践证明，在autocad软件上二次开发建立三维模型，方法简单实效，有效地帮助了审计人员在开展工程审计工作中克服平面图形存在不直观的缺点，为对测量数据、软件计算模型、计算方法的准确性审核提供便利。同样，按照此方法建立三维钻孔模型可以快速分析地质分层情况以及钻孔数据与测绘数据的吻合性，大大促进审计效率与准确性。（党礼新）

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