基于DEM與LP的土地平整工程設(shè)計優(yōu)化研究.pdf

1、近十多年來，我國的土地整理為保障糧食安全，實現(xiàn)耕地總量動態(tài)平衡，提高土地利用率和產(chǎn)出率，促進耕地規(guī)模經(jīng)營、產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展、人口集中居住，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用。土地平整是土地整理工程項目設(shè)計中的關(guān)鍵和難點，其投資占工程總投資的比重大，同時對合理灌排、改良土壤、保持肥力、提高勞動生產(chǎn)率和機械作業(yè)效率等起著重要作用。然而隨著土地整理工作的深入開展和信息化程度的提高，土地平整工程設(shè)計需要新理論與技術(shù)的支持，以優(yōu)化項目設(shè)計

2、方案、提高效率并節(jié)約投資。
　　 本文通過總結(jié)和借鑒國內(nèi)外土地整理理論和土地平整工程已有的技術(shù)和方法，以最優(yōu)化費用為目標(biāo)，在分析影響土地平整工程影響因素的基礎(chǔ)上，進行理論創(chuàng)新與實證研究，構(gòu)建了土地平整設(shè)計優(yōu)化模型并加以計算。主要內(nèi)容有：⑴土地平整工程設(shè)計優(yōu)化研究的理論框架。分別從DEM建立、田塊設(shè)計和土方量計算與調(diào)配三個方面進行分析，構(gòu)建了系統(tǒng)優(yōu)化的分析框架；⑵DEM的建立。按照工程設(shè)計要求，在DEM建模和評價的理論基礎(chǔ)上，建立

3、了項目區(qū)大比例尺DEM；⑶田塊設(shè)計。按照項目區(qū)現(xiàn)狀和規(guī)劃的線狀要素，劃分了土地平整區(qū)域，在土地平整區(qū)域內(nèi)，建立了各田塊土方量挖填平衡、總土方量最小約束下的田塊高程設(shè)計線性規(guī)劃模型，解算得到了田塊的優(yōu)化設(shè)計高程；⑷土方量計算與調(diào)配。在土地平整區(qū)域內(nèi)，計算了各田塊的土方量、運輸重心和運輸距離，建立了土方調(diào)配運輸模型，通過解算確定土方調(diào)配的最優(yōu)路徑。⑸在以上理論與方法研究基礎(chǔ)上，對南京市江寧區(qū)湖熟街道土地平整工程設(shè)計進行了實證研究。
　

4、　 本研究得到以下主要結(jié)論：①土地平整工程設(shè)計包含田塊設(shè)計、土方量計算和調(diào)配等內(nèi)容，應(yīng)該在以往針對單一內(nèi)容建模優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進一步構(gòu)建系統(tǒng)優(yōu)化模型，計算全局優(yōu)化解；②將DEM和LP綜合用于土地平整工程設(shè)計具有可行性和實用性。通過構(gòu)建并解算田塊設(shè)計線性規(guī)劃模型和土方調(diào)配運輸模型，為合理設(shè)計田塊和土方調(diào)配路徑提供了依據(jù)；③采用ArcGIS和Matlab軟件建模和計算，充分發(fā)揮了ArcGIS軟件在DEM建立與制圖方面的優(yōu)勢和Matlab軟件