疏浚中基于matlab的土方量计算方法

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1、138第5期地理空间信息GEOSPATIALINFORMATIONOct.,2010Vol.8,No.5疏浚中基于Matlab的土方量计算方法张翠峰1，万计2（1.武汉大学测绘学院，湖北武汉430079；2.天津航道局勘察设计研究院，天津304500）摘要：通过比较疏浚测量中计算土方量所采用的平均水深方法和不规则三角网法，结合工程实例，提出了一种基于插值运算的软件算法，并对三者进行了对比分析，得出程序算法在疏浚测量计算土方量工作中的特点和优势。关键词：土方量计算；疏浚；分块算法；插值算法中图分类号：P258文献标志码:B文章编号:1672-4623(2010)

2、05-0138-03MethodsfortheEarthworkCalculationBasedonMatlabinDredgingZHANGCuifeng，WANJi（1.SchoolofGeodesyandGeomatics,WuhanUnivercity,Wuhan430079,China;2.TianjinWaterwayBureauofInvestigationandDesignInstitute,Tianjin304500,China)Abstract:ThepaperintroducedthemethodsofmeanwaterdepthandT

3、IN.Combiningcasesofproject,thepaperbroughtforwardanewmethodwhichwasaprogrambasedoninterpolationalgorithm.Afteranalysisofthreeme-thods,characteristicandsuperiorityweregetinprogrammethodoftheearthworkcalculation.Keywords:earthworkcalculation；dredge；blockalgorithm；interpolationalgorith

4、m在疏浚工程中用到的测量方法水深测量都是按照大大增加，有时候需要2个工作日才能算好各种土方事先设定好的路线来分条带测量水深、采集数据的，即量，因为计算人员的判读错误也容易导致结果错误，且获取按照一定间隔分布的水深数据。内业处理计算土不易察觉；②当水深值分布不均匀，或者数值相差很方量时，一般采用的方法是分块求平均水深法或者不大的时候利用这种方法算出来的土方量与真实的土方规则三角形格网法（TIN），本文提出一种基于Matlab量相差大；③实际测量中因为施工干扰会出现测量船的插值算法。无法接近的区块，分块过程中，该区域得到的水深数据值会大大减少，准确度也会随之降低。

5、测量中第二1平均水深算法种和第三种情况发生的可能性比较大，例如碰到正在在施工区域的测量过程中，所选用的方法一般是施工的船舶，那么在算量的过程中该分块能够利用的对施工区域分块的水深值取平均值，得到平均水深值，[2]数据可能没有或者很少。然后按照公式(1)、(2)计算体积。2TIN(1)数字高程模型根据子域划分的方式可分为两大类:规则格网和不规则三角网(T1N)。其中TIN的构网任(2)意性可将地表的特征表现得淋漓尽致,三角网中的点和线的分布密度和结构完全可以与地表的特征相协调,AB其中，V、V为总土方量；i为分块的编号；Si为分块因此在利用T1N算出土方量时就大

6、大提高了计算的精i的面积；Dj为第j分块内的水深值；ni为分块i内覆盖度。基于TIN来计算土方量是根据实地测定的地面点[1]的水深值数量；即为两土层之间的土方量。坐标（X，Y，Z）和设计高程，通过生成三角网来计该算法有以下几个缺点：①计算过程都是手工配算每一个三棱锥的填挖方量，最后累计得到指定范围合Excel实现，当施工范围较大且分块较小时，计算量内填方和挖方的土方量，并绘出填挖方分界线。此方收稿日期：2009-06-04Oct.,2010Vol.8,No.5地理空间信息第5期139GEOSPATIALINFORMATION[3]法的缺点是算法复杂，计算时间量

7、大。处理，对应求差就可以得到每种土质在该点的厚度，乘以面积值即为该分块的土质方量；最后对每个点所处3插值算法的思路单元面积内不同土质土方量求和，得到的就是每种土本文针对疏浚的算量的特点提出如下思路编程算质的总工程量。设计程序流程如图2所示。法:①根据测量出来的数据可以得到水深值的*.xyz文件。②利用matlab按照较密的间隔d对该数据进行插值运算得到一组均匀分布的*.xyz坐标文件。该数据根据疏浚测量规范应覆盖整个施工范围且有多出部分，超出约20m的范围。③划定施工的范围线，判断每个水深点是否在范围内，对于在内部的点按公式(3)计算其所处分块的体积，对于边上

8、的点按(4)式计算，角上的点对照其权值