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1、昆明理工大学津桥学院毕业设计（论文）题 目 DEM支持下的土方量计算与分析 系 别 工学系 专 业 地理信息系统 年 级 2010级 学生姓名 学号 2010160581 指导教师 日 期 教 务 处 制Title: Calculation and Analysis of Filling or Cutting Earthwork Engineering Based on DEMDepartment Department of Labor Subject Geographic Information System Grade The class of 2010 Name Student ID 2
2、010160581 Teacher 目录摘要IAbstractII前言1第一章 绪论21.1 国内外相关研究进展21.1.1 数字高程模型（DEM）研究进展21.1.2 地理信息系统（GIS）发展现状31.1.3 土方量计算方法及研究进展51.2 研究目的与意义61.3 主要研究内容及研究方法61.4 论文可行性分析7第二章 地理信息系统（GIS）软件简述82.1 地理信息系统（GIS）概述82.1.1 地理信息系统基本概念82.1.2 地理信息系统的主要功能92.1.3 我国地理信息系统发展简史及展望112.2 常用地理信息系统特点简述122.2.1 MAPGIS的特点122.2.2 ARC
3、GIS的特点132.2.3 南方CASS的特点142.2.4 前述几种GIS软件的应用优缺点142.3 南方CASS软件在地图矢量化中的应用15第三章 数字高程模型（DEM）的构建过程163.1 数字高程模型（DEM）简介163.2 数字高程模型（DEM）构建163.2.1 数字高程模型（DEM）构建方法163.2.2 数字高程模型的构建流程173.3 数字高程模型（DEM）的分辨率18第四章 应用数字高程模型（DEM）进行土方量计算194.1 工程进行土方量计算的主要方法194.1.1 断面法194.1.2 方格网法194.1.3 DTM法（不规则三角网格法）224.1.4 平均高程法264
4、.2 DEM支持下的土方量计算与分析方法274.2.1 前述各土方量计算方法的应用特点274.2.2 几种土（石）量计算方法的实例比较27第五章 结论与建议29参考文献30致 谢32DEM支持下的土方量计算与分析摘要随着国内GIS技术的发展，越来越多的项目采用基于地理信息系统（GIS）和数字高程模型（DEM）的高端评估计算方法。近年来，工程上对基于DEM的填（或者挖）土方量计算与分析日益重视。为了后续进行基于DEM的工程土方量计算与分析研究，本论文在第二、三章主要整理和归纳了地理信息系统GIS的概念、特点和不同的系统平台软件特色，并重点介绍了南方CASS软件在地质地形图矢量化中的应用。基于前述
5、分析，本论文在第三章中主要介绍了数字高程模型（DEM）的构建方法和以南方CASS为基础的简单应用。分析认为，在数字高程模型（DEM）的构建过程中，对内插值算法和不规则三角法生成方法的设计是关键点。通过对前三章所述内容进行的深入研究和分析，论文第四章开始论述以数字高程模型（DEM）为基础的工程土方量计算方法，总结了土方量计算的几种方法，并对其使用范围和精确程度进行了初步分析；提出了基于数字高程模型TIN算法的土方量计算方法；最后用实例说明了该方法的实际可行性。就总体来讲，作者在本论文中实现了基于数字高程模型（DEM）的土方量计算方法，以简单实例验证了该方法是确实可行的。为工程土方量计算分析提供了
6、更多思路，可供其他土方量计算研究者提供借鉴。关键词：数字高程模型，土方量计算，GIS，DEM，CASSCalculation and Analysis of Filling or Cutting Earthwork Engineering Based on DEMAbstractWith the development of domestic GIS technology, more and more projects based on high-end estimate calculation method such as geographic information system (GIS
7、) and the digital elevation model (DEM). In recent years, people pay more attention on the analysis and calculation based on DEM in the engineering of fill (or cut) of earthwork.In order to further the earthwork volume calculation and analysis based on DEM, the second and three chapter of this paper
8、 summed up the concept, characteristics and software feature of different system platform of geographical information systems, and introduces the application of South CASS software in the vectorization of geologic map.Based on the above analysis, the third chapter of this thesis mainly introduces th
9、e method to constructing of digital elevation model (DEM) and a simple application to the south of CASS. Our analysis shows that, in the process of building a digital elevation model (DEM), the interpolation algorithm and the design of Irregular Triangulation generation method is the key point.Throu
10、gh in-depth study and analysis of the former three chapters, the fourth chapter of this thesis began the discussion of earthwork volume based on digital elevation model (DEM) calculation method. We summarize several methods for earthwork calculation, and give a preliminary analysis for the using ran
11、ge and accuracy of these methods. Then, we put forward a calculation method of earthwork as TIN algorithm based on Digital Elevation Model. Finally, the practical feasibility of the method is proved by the example.Key word: Digital Elevation Model，Earthwork Calculation，GIS，DEM，CASS前言数字高程模型（简称DEM）的概念
12、从上世纪50年代后期被提出以来就受到了极大的关注。随着各种相关技术的发展，数字高程模型也经历了一个循序渐进的发展过程。上世纪50年代中页到60年代初，数字高程模型的建立还仅仅是为了某种特定的应用。自上世纪60年代伊始，随着世界上数据库技术和环境遥感技术的快速发展，部分发达国家在机器辅助制图技术的基础上，逐步的建立起国家范围或者区域范围的地理信息系统（GIS），DEM作为标准的基础地理信息产物也开始大规模的产生。数字高程模型的建立与应用的研究，近来越来越受到人们的重视，特别是地形的可视化的研究更是倍受关注。本论文写作过程中，所运用到的知识包括地理信息系统（GIS）在地图矢量化中的应用、数字高程模
13、型（DEM）的构建、以及基于数字高程模型（DEM）的土方量计算理论及实例。为了后续内容的顺利写作，本章节将对论文所涉及的关键内容需要的理论知识研究现状进行梳理。第一章 绪论1.1 国内外相关研究进展地理信息系统（GIS）在国内外的研究较早，早在二十世纪六十年代国外便进行了相关理论和方法的研究工作，而我国国内在上世纪八十年代也开始了地理信息系统的理论和应用研究。数字高程模型（DEM）是建立在地理信息系统基础上的一门应用学科，相关研究起步较晚，但是进展迅速。1.1.1 数字高程模型（DEM）研究进展早在1999年，江苏省测绘局的虞继进就已经在其文章中介绍DEM的基本概念和以不同的数据源、仪器设备生
14、产DEM的工艺流程，也简单介绍DEM在测绘中的一些应用2。2005年，成都理工大学遥感与GIS研究所的张瑞军等研究了DEM的构建方法及利用地形图生成的DEM的技术路线和数据转换的问题，讨论了DEM在数字区调中的应用，认为该技术在一定程度上解决了高原区调面临的难题，为地质工作提供了一种新途径3。2006年，中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室的张会平和杨农等也曾就DEM在构造地貌研究中的应用进行梳理，给出了DEM的基本概念，系统总结了近些年来DEM空间分析技术在构造地貌研究中的最新进展，列举并讨论了DEM相关数据和技术在典型地貌特征分析和宏观构造地貌演化研究中的典型应用实例4。他们研究分析认为，DEM及其空间分析技术与相关地学研究手段相结合的复合分析，必将为构造地貌研究实现定量化提供强有力的技术支持。20
