激光平地取土量计算　

激光平地取土量计算　 激光平地仪平整土地的路线设计与运土量估算 随着农业综合开发老稻田改造和旱田喷灌的实施～土地需要进行平整～加之农业生产水平的提高～激光平地仪已被大量用于农业生产中。但由于相关知识普及不够～设备发挥不出应有的效率。为此～本文介绍了一种利用“地号高程图”进行作业路线设计～以及计算工作量的方法。 激光平地仪在平整土地时靠激光平地系统自动调节取土深度，但机械本身并没有既定的行走路线，如果盲目操作，则增加了行走的重复率。并且作业定额通常按时间或作业面积确定，由于人为的不确定性和土地状况千差万别，按时间或作业面积为定额计算作业量误差大，而按取土量为作业定额比较客观准确。下面，介绍一种利用“待平地号高程图”设计作业路线和估算运土量的方法。 1 待平地号高程图的测量与绘制 激光平地仪作业半径在300米以，横纵等划成边长10,25m的若干个矩形区域。为了简化说明，本文截取75m×50m的作业地号，等划成边长25m的6个矩形，各交点标注如图示。把发射器放置在B1点(放置任意交点处)，由一人操作，另3~5人移动标尺到其他各交点，标尺上装有可上、下滑动的激光接受器，测量各交点相对于B的相对1高程，然后标注在各测点(交点)处的括号内。 2 作业路线的设计 激光平地仪工作方式为“高铲低填”，操作人员肉眼无法辨别地势高低，利用地号高程图做数据和图形处理，可以很直观地反映出地号 1 高低走势。 2.1 计算出整块地的相对平均高程h。这个相对平均高程是平地机刮土铲填挖土的分界点。 h,(A+A+„„D，D)/12 1223 ,11.5cm 3(8)AA1(5)A2(10) -1.5-3.5-6.5 3.51(0)BB2(10)3B(15) -1.5 -11.5 7500 8.53.5CC1(-5)C2(15)3(20) -16.5 13.53.58.51(15)D2(20)DD3(25) 5000 待平地号高程示意图 2.2 在高程示意图上绘制“取、填土曲线”。以相对平均高程h,11.5cm为新基准高程，把各点相对高程与新基准高程的差值作为新相对高程，此差值即为该测点处的取、填土厚度。以高程图区划分割线为横纵坐标轴，各交点作为原点，选定合适的单位标尺比例，把各新相对高程标注在各点所在的纵轴上，正值标在上面，负值标在下面。用平滑曲线横向连接各标点。当曲线在横轴以上，则示该区域须铲掉，反之须填土。 2.3 在整个高程图上区划取土和填土部分。在整块地号上区划取 2 土和填土部分，要以各段曲线坡降值恒等为假设，即“取、填土曲线”近似为直线段。按照这个假设，可以在高程图上寻找出横纵轴线上的新相对标高为0的点(利用新相对高程值做几何求解)，连接各0点成I,I曲线(如图)，I,I线即为取、填土的分界线。利用这张高程图，操作人员可以十分直观地判断取、填土区域，然后选择最优作业路线，提高了工作效率。 3 运土量的的估算 3.1 估算取土部分地号面积。因为I,I线是不曲线，其所围区域面积需用微积分求解，并且由于不同地号，I,I线千差万别，即使是一块地号，也可能有多段I,I曲线，因此建立曲线方程十分困难，操作性差。因此我们利用I,I线和地号区划线所分割的几何图形，并结合各点所在实际地号坐标估算。从本高程图，可以估测出取土部 2分大约整合为2.8个测量区块。已知每个区块面积625m。因此整个取土部分面积为: 2S,2.8×625,1750m 3.2 计算取土部分平均厚度。利用取土部分(包括I,I分界线)各测点新相对高程平均值(即铲土厚度)计算。因为I-I线与地号区划网格线形成交点，并且交点距离远近不等，如果所有0交点都算为测点，则增大平均厚度误差。开始我们以25m×25m为最小测量区划，我们假设了在个区域内地势坡降度不变，也就承认了这个区域周边4个测点值是该区域的地形反映，那么这个区域内的高程即为4个测点的平均高程值。按照这个方法，可以求出任意区域内应包含测点数目 3 公式: N,2，2n N —,测点数 n ――测量区块数 上文估测取土部分区块数为2.8个，则测点数为N,7.6。由图可见，有6个测点的新相对高程已知，其它为I,I线上的0测点。因此，可得取土部分平均厚度d。 d,(3.5，3.5，8.5，3.5，8.5，13.5，0)/7.6 ,5.4cm 3.3 计算取土量D。 3D,S×d,1750×5.4×0.01,94.5m 利用这种方法设计操作路线和估算取土量尽管方便，但存在一定误差。误差主要源于我们假设了每个分划的区域内坡降度恒等，以及对I,I线包围面积的几何估算。实事上，每个小区域内微地形复杂，坡降度不可能恒等。为了降低误差，要尽量缩小待平地号内的各区划面积，增加测点，这样就降低了每个区域内微地形的影响，也便于面积估测。 4 5