《土地平整问题设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土地平整问题设计（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 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按照自然地形的变化率划 分合适的网格分合适的网格，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 - 2 -一 问题复述二 问题的分
2、析2.1 问题一：本题要求利用附件（1）中的数据画出工厂的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
3、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；3.2 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；aH实测的各点高程； iH 应侧区域的测点数；n挖方区的平均挖深；ch填方区平均填高；fh- 3 -大于平均高程的各实测点的高程；diH小于平均高程的各实测点的高程；xiH大于平均高程的测点数；1m小于平均高程的测点数；2m挖方量；cV填方量；fV挖方的面积；cs填方的面积；fs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
4、图功能，画出工厂这片土地的三维图形如下：0500100015000200400600800100001020304050x三 三 三 三 三 三 三y三 三 三 三- 4 -图 5.1 土地的三维图形土地的等高线图如下：0500100015000100200300400500600700800900图 5.2 土地的等高线图5.2 问题二本题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800600 高点、最低点、次高点、次
5、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： niiaHnH11（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） 11miadicHHH- 5 -（3） 21mixiafHHH所以,平均挖填深度为: （4）fcHHH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
6、挖填方量：（5）cffa chhhss（6）cfca fhhhss挖填方量： （7）cccsHV(8)fffsHV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 -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
7、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=for i=1:11;for j=1:24;d=a(i:(i+20),j:(j+27);- 7 -c=c,d;endend9.2.2 结果求解程序：p=;u1=;m1=;for i=1:28:7365;u=sum(sum(c(:,i:(
8、i+27)/48;m=sum(sum(abs(c(:,i:(i+27)-u);p=p m;u1=u1 u;m1=m1 m;endu2=u1;m2=m1;k=p;o=sort(p);o2=o;9.2.3 所求结果区域： u2p排序 p 191.771.04E+0580008 192.651.04E+0581784 192.591.04E+0582033 192.431.04E+0583594 192.141.04E+0583790 191.741.04E+0583800 191.311.03E+0585392 190.811.03E+0585431 190.11.03E+0585659 188.
9、991.02E+0585690 187.431.01E+0586869- 8 -185.51.00E+0587206 183.319898687284 180.879766887613 178.149619687621 175.139456988053 171.879281088812 168.449095789068 164.948906889237 161.498720689340 158.138539289549 154.88359489617 151.458178489981 148.168000890010 200.541.08E+0590802 201.481.09E+059094
10、6 201.431.09E+0590957 201.31.09E+0591255 201.041.09E+0591311 200.681.08E+0591348 200.291.08E+0591499 199.831.08E+0591640 199.141.08E+0591996 198.061.07E+0591997 196.511.06E+0592001 194.581.05E+0592796 192.371.04E+0592810 189.891.03E+0592984 187.091.01E+0593318 183.959933593342 180.539748493410 176.8
11、89551693497 173.149349793643 169.449149994057 165.838954994062 162.268762194067 158.688569094569 155.188380094821 207.881.12E+0595085 208.861.13E+0595410 208.831.13E+0595446 208.711.13E+0595483 208.461.13E+0595516 208.111.12E+0595580 207.71.12E+0596172- 9 -207.21.12E+0596183 206.471.11E+0596183 205.
12、321.11E+0596196 203.711.10E+0596906 201.721.09E+0597207 199.441.08E+05 196.881.06E+05 193.991.05E+05 190.741.03E+05 187.171.01E+05 183.3799017 179.4696906 175.694821 171.8492796 168.1590802 164.4788812 160.8786869 213.561.15E+05 214.591.16E+05 214.581.16E+05 214.491.16E+05 214.281.16E+05 213.961.16E
13、+05 213.581.15E+05 213.091.15E+05 212.361.15E+05 211.211.14E+05 209.611.13E+05 207.61.12E+05 205.291.11E+05 202.671.09E+05 199.711.08E+05 196.371.06E+05 192.691.04E+05 188.761.02E+05 184.7299748 180.7297588 176.8295483 172.9893410 169.1691348 165.4489340 217.391.17E+05 218.451.18E+05 218.451.18E+05-
14、 10 -218.361.18E+05 218.161.18E+05 217.841.18E+05 217.441.17E+05 216.931.17E+05 216.181.17E+05 215.031.16E+05 213.411.15E+05 211.391.14E+05 209.061.13E+05 206.411.11E+05 203.411.10E+05 200.021.08E+05 196.271.06E+05 192.251.04E+05 188.111.02E+05 184.0199366 180.0197207 176.0895085 172.1992984 168.429
15、0946 219.931.19E+05 2211.19E+05 2211.19E+05 220.921.19E+05 220.721.19E+05 220.41.19E+05 219.991.19E+05 219.471.19E+05 218.71.18E+05 217.531.17E+05 215.911.17E+05 213.891.16E+05 211.541.14E+05 208.881.13E+05 205.861.11E+05 202.431.09E+05 198.641.07E+05 194.561.05E+05 190.351.03E+05 186.17 182.11 178.12 174.18- 11 -170.37 218.32 219.39 219.39 219.31 219.11 218.79 218.39 217.85 217.07 215.91 214.3 212.3 209.97 207.32 204.32 200.93 197.15 193.09 188.9 184.75 180.71 176.75 172.86 169.09 215.29 216.33 216.33 216.25 216.05 215.75 215.34 214.79 213.99 212.83 211.24 209.27 206.96 204.34 201.36 198
