基于DEM的渠道土方量计算模型

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1、第22卷第3期塔里木大学学报Vo1．22No．32010年9月JournalofTarimUniversitySep，2010文章编号：1009—0568(2010)03—0036—06基于DEM的渠道土方量计算模型周萍(五家渠勘测设计有限公司水利水电工程设计二所，新疆五家渠市831300)摘要针对传统断面法土方量计算效率低的问题，提出一种基于数字高程模型(DEM)的渠道土方量计算模型，并在目前应用最广泛的计算机辅助设计软件——AutocAD下利用ObjectARX技术编程实现该模型。关键词数字高程模型；渠道土方量；AutoCAD中图分类号：TV512文献标识码：ADOI：10．3

2、969／j．issn．1009—0568．2010．03．008CalculatingModelforEarthVolumeofCanalBasedonDEMZhouPing(WujiaquReconnaissanceandDesignCorp．hd．，Wujiaqu，Xingjiang831300)AbstractCalculatingearthvolumebyregularmethodisnotonlyonerousbutalsolowprecision．SO，thecalculatingmodelforearthvol—umeofcanalbasedonDEMwasadvan

3、cedinthisissue，then，thismodelwasrealiaedonAutoCADbyObjectARXprogramming．Keywordsdigitalelevationmodel；earthvolumeofcanal；AutoCAD在渠道设计中，土方量的计算是一项较为重要数字高程模型(digitalelevationmodel，DEM)是的工作，土方量计算的精确与否，决定了设计概预算地球表面地形信息的一个数字表示j，如今，被用的准确性。事实上，许多工程的竣工纠纷都是由于于各种线路(铁路、公路、输电线)的设计及各种工施工图设计的预算不准确，也就是土方量计算偏差

4、程的面积、体积、坡度的计算，任意两点可视性判断所引起的。及绘制任意断面图。DEM的数学定义如下¨：一般情况下，渠道土方量都是通过实测纵、横断DEM是表示区域上地形的三维向量有限序列面，并假定两断面间的地形变化是均匀的，然后计算{Vi=(Xi，Yi，zj)，i=1，2，⋯，n}，其中(X，Yi∈D)两横断面问的平均断面，利用棱台公式近似计算土是平面坐标，zi是(xi，Yi)对应的高程。方量。但用这种方法，精度较低，特别是用平均断面DEM有多种表示形式，主要包括散点DEM、规来代表实地的地形变化，更是损害了数字化工程测则矩形格网DEM及不规则三角网DEM等。量成果的高精度。而且也不符合

5、当前计算机辅助设2基于DEM的渠道土方量计算模型计的发展趋势，不利于勘测设计一体化的实现。为此，本文提出应用基于数字高程模型(DEM)的渠道我们知道，渠道土方量实际上就是原始自然地土方量计算模型，并在目前应用最广泛的计算机辅面与渠道外表面围成的面域的差，设原始自然地面助设计软件——Aut0cAD下编程实现这一计算的方程为Z：e(x，y)，渠道外表面的方程Z=C(X，模型。y)为，其中，X、Y为原始自然地面或渠道外表面上某1数字高程模型(DEM)简述一点的平面坐标，Z为原始自然地面或渠道外表面收稿日期：2010—03—15作者简介：周萍(1976一)，女，工程师，学士，主要从事农田水

6、利工程设计工作。第3期周萍：基于DEM的渠道土方量计算模型上该点的高程。若原始自然地面与渠道外表面都是同，有平面(如梯形、矩形断面)、曲面(抛物线形断连续可积的函数，则渠道的土方量可按下式进行面)或平曲面组合(如弧形底梯形断面、U形断面、计算：弧形坡脚梯形断面等)，因此无论渠道为何种形式，W=Ⅱ[e(x，y)一c(x，y)]dxdy(1)一旦设计完成，描述其表面的函数都是确定的。其中，D为渠道的占地范围(也即渠道在平面基于以上论述，本文提出基于DEM的渠道土方上的投影区域)，当(1)式为正时，土方为填方，当上量计算步骤如下：式为负时，土方为挖方。——建立原始地面不规则三角网；但是，

7、由于渠道表面无法用一个连续可积的函——根据原始地面不规则三角网与渠道模型得数式表达出，或者说，渠道面是只能用分片光滑的曲出土方量计算范围，即渠道的占地面积；面(平面)方程来表示，所以，不能直接应用上式进——根据渠道模型对原始地面不规则三角网进行渠道土方量的计算。同样，原始自然地面是也比行剖分；较复杂的，无法用一个通用的函数式表达，为此，须——在每一个划分的小三角形内计算土方量，对上式进行离散化，将渠道的投影面划分为许多小并对填、挖方量进行分别记录；区块，然后在每一个小