基于DEM與LP的土地平整工程設計優(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，實現耕地總量動態(tài)平衡，提高土地利用率和產出率，促進耕地規(guī)模經營、產業(yè)集聚發(fā)展、人口集中居住，改善農業(yè)生產條件和生態(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計中的關鍵和難點，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，土地平整工程設計需要新理論與技術的支持，以優(yōu)化項目設計

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

3、了項目區(qū)大比例尺DEM；⑶田塊設計。按照項目區(qū)現狀和規(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，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計線性規(guī)劃模型，解算得到了田塊的優(yōu)化設計高程；⑷土方量計算與調配。在土地平整區(qū)域內，計算了各田塊的土方量、運輸重心和運輸距離，建立了土方調配運輸模型，通過解算確定土方調配的最優(yōu)路徑。⑸在以上理論與方法研究基礎上，對南京市江寧區(qū)湖熟街道土地平整工程設計進行了實證研究。
　

4、　 本研究得到以下主要結論：①土地平整工程設計包含田塊設計、土方量計算和調配等內容，應該在以往針對單一內容建模優(yōu)化的基礎上，進一步構建系統(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計具有可行性和實用性。通過構建并解算田塊設計線性規(guī)劃模型和土方調配運輸模型，為合理設計田塊和土方調配路徑提供了依據；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