竖向设计是总图设计与工业运输的一个重要组成部分，竖向设计方案的合理与否不但直接关系到生产工艺流程及运输联系的合理性，也关系到整个场地的安全稳定性、土建投资和工程造价[1]。尤其在坡地场地上，建、构筑物之间运输联系比较复杂，各种排水构筑物和支挡工程量显著增加，因此，亟待解决在坡地场地上竖向设计的优化问题，从而处理好场地平面布置和竖向设计的关系。本文在对国内外研究现状分析的基础上，从对竖向设计基本理论入手，总结竖向设计优化中存在的主要问题，从平土标高优化、土方量优化及竖向设计方案评价等方面进行研究。1）平土标高的优化平土标高是竖向设计的基础和关键，本文首先对传统的平土标高计算方法进行分析比较，在坡地场地，由于地形起伏较大，很容易出现大填大挖的情况，而传统的计算方法不能避免此问题。因此，本文提出应用改进最小二乘法对平土标高进行优化，使得计算的平土标高不但能满足最高洪水位、地下水位、场地内外运输的良好衔接，也可使得场地土方量最小且填挖方量平衡，并且避免坡地场地的大填大挖。2）土方工程量的优化土方工程量计算精度对于控制土方工程造价具有决定性作用，论文通过对土方量计算方法进行总结，探讨了在特殊情况下方格网法的计算土方量公式；在分析土方量精度影响因素的基础上，研究土方量计算精度与场地坡度、场地面积的关系，基于MATLAB平台，确定在一定的精度下，场地面积与自然坡度对于方格边长取值的影响，并确定方格边长的取值范围，并得到其关系式。3）竖向设计方案的评价竖向设计的合理性关系到整个场地的使用功能、安全、经济和景观等方面，因此对竖向设计方案的评价与比选是竖向设计的必要环节。本文根据对竖向设计方案影响因素的分析，将定性和定量化指标相结合，建立竖向设计方案评价指标体系，应用灰关联熵-复合物元评价模型对竖向设计方案进行分析评价，并应用实例进行验证。通过论文对竖向设计中平土标高的优化，土方量的优化及竖向设计方案的评价的论述及实例应用结果的合理性分析，为坡地场地的竖向设计优化理论及方法提供一定的借鉴，对实际工程应用具有一定的参考价值。