土地平整问题设计

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1、土地平整问题摘要随着社会的发展，山区城市向山要地成了一种必然的趋势。为了更好的确定平整地的起始点，做到节约成本的目的，我们根据几个决定性因素利用网格优化建立了相关的模型。对于问题一，我们采用matlab软件模拟功能，画出了该工厂的这片土地的三维图形与等高线图。对于问题二，我们采取网格优化模型，进行合理假设，按照自然地形的变化率划分合适的网格，求出每一块的平均挖填深度来确定所要求选取位置的土方量，通过计算设计高程，挖、填方位置，挖填土方量来确定土方量最小时的平整起始点。关键词网络优化模型土方量的计算-13-一问题复述二问题的分析2.1问题一：本题要求利用附件（1）中的数据画出工厂的

2、三维图形和等高线图，观察数据，可以利用matlab软件的二维和三维绘图功能来进行绘制图形。2.2问题二针对第二问，题目要求通过选择一个合适的海拔高度的连片土地，来使总的土石方量最小。在施工场地需要设计高程，挖填方位置，面积，挖填土方量等因素，通过综合协调的处理，从而达到土方运输量最小。而土方工程量的计算，就是求取设计高程与自然地面高程之间填或挖土方的体积。一般来说，只要基本按照自然地形的变化选取合适的特征点，将自然地形在某一方向上的变化简化为相似的折线变化，再求出折线与设计线之间的面积乘以高度，即可求得体积。2.3问题三三模型假设3.1假设题目中附件（1）中所给的数据都真实可靠；

3、3.2假设设计高程所占的土地面积很小，可以忽略不计；3.3假设设计高程即为所有海拔高度的平均值；四符号说明——场地平均高程；——实测的各点高程；——应侧区域的测点数；——挖方区的平均挖深；——填方区平均填高；-13-——大于平均高程的各实测点的高程；——小于平均高程的各实测点的高程；——大于平均高程的测点数；——小于平均高程的测点数；——挖方量；——填方量；——挖方的面积；——填方的面积；五模型的建立和求解5.1问题一利用matlab软件的二维和三维绘图功能，画出工厂这片土地的三维图形如下：-13-图5.1土地的三维图形土地的等高线图如下：图5.2土地的等高线图5.2问题二本题

4、运用散点法进行土石方量的优化计算。散点法又称算术平均法，，该方法的特点是测量不受限制，可以根据地形情况布置测点。5.2.1模型的建立平均高程的计算：根据地形情况布置测量点，考虑到计算的精确程度应在的场地四边的最高点、最低点、次高点、次低点以及一切能代表不同高程的各个位置上都均匀布置测点，将测点高程求算术平均值，此平均值即为设计的地面平均高程，计算公式为：（1）将各实测点高程与平均高程相比较，大于平均高程的为挖方，小于平均高程的为填方，等于平均高程的表示不挖不填。以此算出各点高程与平均高程的差值，将其中的正值求平均，可算出平均挖的深度，负的求平均值，算出平均填高,计算公式如下：（2

5、）-13-（3）所以,平均挖填深度为:（4）挖填方面积及土方量的计算：在平整单元无土方进出的条件下，根据挖填平衡，可由下面的方程组分别求得挖填方面积及相应的挖填方量：（5）（6）挖填方量：（7）(8)利用matlab，spss以及excel软件的相关功能，进行求解，可得出结果为：总的土石方量最小值为80008；对应的数据区域（见附录9.2.3）为x=0:600,y=690:1500;海拔高度起始点:左上角为3.01右下角为13.81八参考文献参考文献按正文中的引用次序列出，其中书籍的表述方式为：[编号]作者，书名，出版地：出版社，出版年。参考文献中期刊杂志论文的表述方式为：[编-

6、13-号]作者，论文名，杂志名，卷期号：起止页码，出版年。参考文献中网上资源的表述方式为：[编号]作者，资源标题，网址，访问时间（年月日）。九附录9.1问题一的matlab程序：x=0:30:1500;y=0:30:900;[x1,y1]=meshgrid(x,y)z=data;figure,mesh(x1,y1,z)figure,contourf(x1,y1,z)9.2问题二的程序：9.2.1将土地进行分区的程序：a=data;c=[]fori=1:11;forj=1:24;d=a(i:(i+20),j:(j+27));-13-c=[c,d];endend9.2.2结果求解程序

7、：p=[];u1=[];m1=[];fori=1:28:7365;u=sum(sum(c(:,i:(i+27))))/48;m=sum(sum(abs(c(:,i:(i+27))-u)));p=[pm];u1=[u1u];m1=[m1m];endu2=u1';m2=m1';k=p';o=sort(p);o2=o';9.2.3所求结果区域：u2p排序p191.771.04E+0580008192.651.04E+0581784192.591.04E+0582033192.431.0