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1、-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学生* 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 2010160581 Teacher 目录摘要IIAbstr
2、actII前言2第一章绪论21.1 国外相关研究进展21.1.1 数字高程模型DEM研究进展21.1.2 地理信息系统GIS开展现状21.1.3 土方量计算方法及研究进展21.2 研究目的与意义21.3 主要研究容及研究方法21.4 论文可行性分析2第二章地理信息系统GIS软件简述22.1 地理信息系统GIS概述22.1.1 地理信息系统根本概念22.1.2 地理信息系统的主要功能22.1.3 我国地理信息系统开展简史及展望22.2 常用地理信息系统特点简述22.2.1 MAPGIS的特点22.2.2 ARCGIS的特点22.2.3 南方CASS的特点22.2.4 前述几种GIS软件的应用优缺
3、点22.3 南方CASS软件在地图矢量化中的应用2第三章数字高程模型DEM的构建过程23.1 数字高程模型DEM简介23.2 数字高程模型DEM构建23.2.1 数字高程模型DEM构建方法23.2.2 数字高程模型的构建流程23.3 数字高程模型DEM的分辨率2第四章应用数字高程模型DEM进展土方量计算24.1 工程进展土方量计算的主要方法24.1.1 断面法24.1.2 方格网法24.1.3 DTM法不规则三角网格法24.1.4 平均高程法24.2 DEM支持下的土方量计算与分析方法24.2.1 前述各土方量计算方法的应用特点24.2.2 几种土石量计算方法的实例比较2第五章结论与建议2参考
4、文献2致2. z.-. z.-DEM支持下的土方量计算与分析摘要随着国GIS技术的开展，越来越多的工程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。为了后续进展基于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为根底的简单应用。分析认为，在数字高程模型DEM的构建过程中，对插值算法和不规则三角法生成
5、方法的设计是关键点。通过对前三章所述容进展的深入研究和分析，论文第四章开场论述以数字高程模型DEM为根底的工程土方量计算方法，总结了土方量计算的几种方法，并对其使用围和准确程度进展了初步分析；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 Cutt
6、ing 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) and the digital elevation model (DEM). In recent years, people pay more attention on the ana
7、lysis 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 summed up the concept, characteristics and software feature of different system platform of g
8、eographical information systems, and introduces the application of South CASS software inthe vectorization of geologic map.Based on the above analysis, the third chapter of this thesis mainly introduces the method to constructing of digital elevation model (DEM) and a simple application to the south
9、 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.Through in-depth study and analysis of the former three chapters, the fourth chapter of this thesis
10、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 range and accuracy of these methods. Then, we put forward a calculation method of earthwork as TIN
11、 algorithm based on Digital Elevation Model. Finally, the practical feasibility of the method is proved by the e*ample. z.-Key word: Digital Elevation Model，Earthwork Calculation，GIS，DEM，CASS. z.-前言数字高程模型简称DEM的概念从上世纪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开展，数字高程模型也经历了一个循序渐进的开展过程。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
12、为了*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开展，局部兴旺国家在机器辅助制图技术的根底上，逐步的建立起国家围或者区域围的地理信息系统GIS，DEM作为标准的根底地理信息产物也开场大规模的产生。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。为了后续容的顺利写作，本章节将对论文所涉及的关键容需要的理论知识研究现状进展梳理。第一章绪论1.1 国外相关研究进展地理信
13、息系统GIS在国外的研究较早，早在二十世纪六十年代国外便进展了相关理论和方法的研究工作，而我国国在上世纪八十年代也开场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根底上的一门应用学科，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，省测绘局的虞继进就已经在其文章中介绍DEM的根本概念和以不同的数据源、仪器设备生产DEM的工艺流程，也简单介绍DEM在测绘中的一些应用2。2005年，理工大学遥感与GIS研究所的瑞军等研究了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
14、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会平和农等也曾就DEM在构造地貌研究中的应用进展梳理，给出了DEM的根本概念，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。2004年，东南大学硕士研究生何辉明在其硕士论文中对DEM的建模及其三维可视化进展了系统研究，分析了基于离散点构建不规
15、则三角网 TIN 的算法、不规则三角网TIN 根底上的插算法，以及其基于VB编程平台的算法实现，并且开发构建数字地面模型的系统，利用数字地面模型系统生成的DEM格网在全数字摄影测量系统VirtuoZo上实现其三维透视图5。2007年，中南大学硕士研究生黄晶晶，则在其硕士论文中对DTIN和等高线建模进展了研究，常用于TIN生成的Delannay三角网生成算法、基于TIN的等高线的生成和等高线的处理算法和基于等高线建立TIN的算法；他们在对凸壳生成算法进展了优化的根底上，提出Delaunay三角网凸壳生成算法，得出这种算法的时间复杂度表示为O(nlogn)；在光滑等高线的问题上，使用力样条函数解决了等高线光滑时的相交问题；完善了TIN算法中平坦区域的修正算法，补充了平坦区域
