渠道土石方量计算中横断面插值算法的比较与优化施工

谢蒙蒙 （ 河南省水利第二工程局集团有限公司 ）

梁 朋 （ 河南省水利第二工程局集团有限公司 ）

https://doi.org/10.37155/2811-0609-0504-35

Abstract

土石方工程量是渠道工程设计、施工组织与成本控制的核心参数，其计算精度直接影响工程投资估算的 准确性与施工方案的合理性。在传统横断面法计算土石方量的过程中，原始地形数据往往稀疏且不规则，需通过插 值算法在相邻实测断面间生成虚拟断面，以满足计算精度要求。本文系统梳理了线性插值、样条插值（三次样条、 Akima样条）、反距离加权插值（IDW）及克里金插值（Kriging）等主流横断面插值算法的基本原理与适用条件。通 过构建典型渠道地形模型，设计多组对比实验，从插值精度、计算效率、地形适应性及对土石方量计算结果的影响等 维度进行综合评价。研究结果表明：对于地形平缓、变化规律的渠道段，三次样条插值在精度与平滑性上表现最优； 对于存在陡坎、沟壑等突变地形的复杂区域，Akima样条与IDW插值能有效抑制过冲现象，结果更为稳健。基于上述 比较，本文进一步提出一种融合地形特征识别与自适应插值策略的优化计算流程，并结合BIM（建筑信息模型）与 GIS（地理信息系统）技术，构建了“数据采集—智能插值—动态算量—施工反馈”的闭环优化施工体系。

Keywords

渠道工程；土石方量；横断面法；插值算法；Akima样条；优化施工

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Copyright © 2026 谢蒙蒙,梁 朋 Publishing time:2026-02-28
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