水利工程中三维建模技术的应用.docx

广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCESHYDROPOWERENGINEERING2013(3)

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·测量与地质·

水利工程中三维建模技术的应用黎富忠

(广西水利电力勘测设计研究院，广西南宁530023)

[摘要]介绍了在MicroStation三维软件中直接利用现有地形图快速建立三维地面模型的方法，并以洋溪水利枢纽坝址地形为例，通过自编程序对数据处理后，生成能逼真地反映实际地形地貌的三维模型。

[关键词]三维模型；三维多段线；二维线；洋溪水利枢纽

1概述随着技术的不断革新，传统的二维设计已经不能完全满足工程设计的需要，三维仿真模型及虚拟现实表现是未来土木工程设计的发展趋势。经过多年来的发展，三维设计软件平台已经较为成熟，

1概述

随着技术的不断革新，传统的二维设计已经不能完全满足工程设计的需要，三维仿真模型及虚拟现实表现是未来土木工程设计的发展趋势。经过多年来的发展，三维设计软件平台已经较为成熟，现针对MicroStation三维软件在三维模型建模中直接利用现有地形图快速建立地面模型的技术要点，结合洋溪水利枢纽坝址地形图制作三维模型的方法进行分析探讨。

三维静态显示三维动态显示

视点预置..视点

显示设置

平面视图

工具栏..

地物绘制菜单

俯视仰视

最后绘制实体居中

左视右视

层叠(C)

水平平铺(H)

主视后视

垂直平铺(D排列图标(A)

西南等轴测东南等轴测

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东北等轴测

西北等轴测

2三维建模中遇到的问题及处理方法

2.1等高线标高缺失或标高错误导致的失真

根据现有的地形图在建模过程中，遇到丘陵、高山等能用等高线表示的地物，只须为等高线赋高程值(标高属性)即可，对于标高漏赋值的情况，可用CAD快速选择功能筛选出高程值为“0”的等高线

并修改，对于标高标错且差值较大的可利用三维静态和动态显示或增加视图功能筛查出来再修正标高(见图1)。

2.2缺少节点Z值及坎底辅助线引起的地貌失真

坝址自然地貌见图3。现有地形图(见图4)中绘制的线型一般为Line/PLINE/SPLINE,都是二维线，没有Z高程(高度);或者仅有标高属性，只能表示同一高程值。但遇到陡坎、悬崖、道路、水涯线等，线上高程不相同以及陡坎没有坎底辅助线的情况下，建模较困难且失真。对于陡坎没有坎底辅助线，则需要补充坎底辅助线，为了能更真实地反映

图1三维静态和动态显示视图

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图2MicroStation软件中的GEOPAK模块

实际地形，就必须要用到三维多段线来表示复杂的高程变化，要在三维多段线的每个节点都赋上不同的Z值。原有地形图中的等高线、地物线都是二维多段线，可利用自编程序根据地形图把二维线转为三维多段线并赋Z值，为MicroStation软件快速建立高精度的三维模型提供保障。

经过以上处理后，利用MicroStation软件中的GEOPAK模块(见图2)把地形图中的等高线、地物线和高程点转换为DAT文件，并根据DAT文件生成TIN文件，经过对TIN文件后处理即可生成地面模型。

[收稿日期]2013-03-19[修回日期]2013-05-13

[作者简介]黎富忠(1982-),男，广西横县人，广西水利电力勘测设计研究院工程师，主要从事水利电力工程勘测设计工作。

黎富忠；水利工程中三维建模技术的应用

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图3自然地形地貌原图

图4自然地形地貌对应的1:1000地形图

根据二维多段线和地形点联合建立的地面模型中可看到，生成的模型比较差，很多陡坎都没有反映出来，对山区的地形建模精度一般，但对丘陵等陡坎较多的地形，建模时会失真(见图5)。

图5二维多段线绘制的地面模型

用三维多段线、辅助线和高程点联合建立的地面模型，能表示地面复杂地形地貌，可表示出陡坎、河流等地貌，与真实地形相符(见图6)。

图6三维多段线绘制的三维地面模型成果

2.3地面建筑物的处理和影像材质叠加

前面所述的是对地面地形的处理，如需要更精细的三维模型，则需对地面以上的地物再分别建模，如房屋、围墙、桥梁、道路、电杆、路灯、植被等等地物，这需要更多的时间和资金的投入。对于地面地物应先对地物线进行封闭处理，同时利用Micro-Station软件中的工具对重复、相似线进行处理，以保证拓扑处理