使用Civil3D2007建立数字地形模型重点.pdf
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1、1 AUTODESK CIVIL 3D 2007 白皮书 使用 Civil 3D 2007 建立数字地形模型 Autodesk Civil 3D 软件是 Autodesk 公司为土木与基础设施行业提供的三维设 计解决方案 ,适用于勘 测、场地规划、总图、道路设计、水利工程、地质矿产等多 个不同的行业领域。 Civil 3D 的功能非常强 大,但其中最有价值的部分是三维数字 地形模型。利用数字地形模型,既可直观的查看场地的三维效果,也可用于土方计 算、纵横断面绘制等设计与计算功能。因此,详细了解如何生成数字地形模型非常 重要。本文不是一份全面的 Civil 3D 入门教材 ,而是着重讨论如何在
2、Civil 3D 中根 据多种源数据创建数字地形模型。 目录 1. 地形曲 面 . 2 2. 使用测量点数 据 . 3 2.1 使用点数据文 件 3 a 创建点编 组 . .4 b 引用点文 件 . .5 2.2 使用 DWG 图形中的 点 .6 a 使用有高程的图形对 象 .6 b 转换文本 点 . .7 3. 使用现有等高线图 形 . 8 3.1 使用三维等高 线 8 3.2 二维等高线赋 值 8 3.3 简化等高 线 . .9 a 顶点消除算 法 . .9 b 允差算 法 . .10 4. 使用其它数 据 . 11 4.1 使用三维特征 线 1 1 4.2使用边界和遮 罩 1 2 4.3
3、使用 DEM 文 件 . .13 4.4使用 L AND XML 文 件 .14 5. 曲面编 辑 . 15 6. 小 结 . 16 1. 地形曲面 在 Civil 3D 中,数字地形模型被称为 “ 曲面” 。 Civil 3D 中的曲面分为两种类型 , 即三角网曲面和 栅格曲面 ,其中三角网曲面是缺省的曲面类型。它使用不规则三角 网(TIN 来模拟真实地形 ,较为 精确,因此更适合土木工程设计应用。本文中的曲面均 是指三角网曲面。在 Civil 3D 中,尽管可以使用 多种不同的样式 (例如等高线或坡度 分析来显示曲面 ,但是请记住 ,在不同的显示样式背后 ,曲面 的数据是以三角网模式来 存
4、储和操作的。 在 Civil 3D 中建立曲面时 ,用户需要首先创建一个曲面对象,然后把源数据 (例如 测量点、等高 线、 DEM 文件等添加到曲面定义中 ,就可以生成曲面。在 Civil 3D 中创建曲面对象的步骤是:在工 具空间的 “ 快捷方式浏览 ” 选项板上找到 “ 曲面” 结点, 单击右键 ,选择“ 新建”,然后在弹出对话 框中输入新建曲面的名称与描述(可选,确定 即可。 创建了曲面对象之后 ,在工具空间的浏览选项板上,展开“ 曲面” 结点前的 按钮,就可以看到 新生成的曲面对象。继续展开该曲面对象以及其下的“ 定义” 结点,就可以看到在 “ 定义” 目录下面 列出了多种源数据类型
5、,例如边界、等高线、点 编组等。 Civil 3D 能通过列表中的任一种源数据生成曲面,也可以混合使用多种源 数据,只要把这些源数据都添加到曲面的定义目录下面即可。然而,根据 源数据的类 型和质量不同 ,可能需要采取不同的处理手段。下文将详细介绍。 2. 使用测量点数据 使用原始的测量点数据创建地形模型是最直接、最准确的方式。在使用 Civil 3D 时,如果能获取测 量点数据 ,那么最好是直接从测量点数据创建地形曲面,因为这 样能避免通过其它软件进行处理而引入的额外误差。根据具体情况不同,有些时候 我们可以取得点数据文件,而有些时候我们只能利用现有 DWG 图上绘制的测量点 对象。因此 ,根
6、据不同的数据来源 ,我们可以采用不同的创建方式。 2.1 使用点数据文件 在 Civil 3D 中 , 可 以 导入 文 本 格 式的 点 数 据 文件 (.txt 或 .csv。例如 ,右图是一个典型的点数据文件,文件的每一 行表示一个测量点 ,而四列数据分别表示点编号、 X 、 Y 、 Z 坐 标,列之间用空格分隔。这样的数据格式被称为“ PENZ ( 空 格分隔 ” 格式。 Civil 3D 中预定义的数据格式还有 NEZ 、 PENZD 等。格式名称中的每个字母代表的含义如下: P -点编号 E -东距(AutoCAD 中的 X 坐标 N -北距(AutoCAD 中的 Y 坐标 Z -
7、标高(AutoCAD 中的 Z 坐标 D -点描述 (任意字符串 格式名称中的字母排列顺序就对应于每一列的数据含义,而每种排列方式都可 以选择使用逗号或者空格作为分隔符 ,因此可选择多种数据格式。另外, Civil 3D 也 允许用户自定义数据格式,详见 Civil 3D 帮助文件中的 “ 创建点文件格式 ” 。 如果用户使用的点数据文件是其它格式(例如 Excel 文件的 ,则需要事先转成文 本文件 ,并符合 Civil 3D 的数据格式之一 ,然后才可以导入到 Civil 3D 中。 a 创建点编组 有了点文件之后 ,就可以把文件导入到 Civil 3D 中。通常的方式是先用点文件 生成
8、Civil 点编组对 象,然后使用点编组生成地形曲面。操作步骤: 1. 点击菜单 “ 点 -创建点 ”,然后在浮动的 “ 创建点 ” 工具栏上点击 “ 导入点 ” 按 钮。 2. 在“ 导入点 ” 对话框中选择正确的数据格式,点击 按钮找到并选择数据文件 ,然后 点击 按钮创建一个新的点编组 (输入一个点编组名称 ,例如“ survey ”。点击 “ 确 定” 后, Civil 3D 就会创建一个点编组 ,包含该文件中所有的测量点对象。 3. 创建点编组后 ,在绘图区域中应能看到所有的测量点(可能需要缩放当前视图 区域才能 看到。同时 ,在 Civil 3D 工具空间的 “ 浏览” 页面上选中
9、对应的点编组结点 后,数据 列表中会显示该编组中所有的测量点。用户可以在此处直接查看和修改点 数据,图形会 自动更新。 (小技巧:点击列表上任一列的栏头 ,则所有的点记录会按照 该列的数值进 行排序。在任一行记录上单击右键,选择“ 缩放到 ”,则当前视图会自动 缩放到该点所 在的位置。 4. (如果尚未创建曲面对象 ,此时请先创建曲面。 在工具空间的浏览选项板上,单击展开 “ 曲面” 结 点前的 按钮,然后找到已生成的曲面结点,右键 单击“ 定义” 下的“ 点编组 ” 结点,在弹出菜单中 选择“ 添加 . ” 5. 在弹出的点编组列表中 ,选择名称为 “ Survey ”的 点编组 ,然后单击
10、 “ 确定” 。很快 ,图上就生成了 地形曲面的等高线 (根据制图样板的不同 ,曲面的 显示方式可能不同。 在这种方式中 ,所有的点数据都存放在 DWG 文件中 ,并且曲 面与点编组是动态关联的。如果修改了点数据(例如标高 ,那么地形曲面可以动 态的进行更新 ,因 此非常方便。但由于在图文件中生成了大量的点对象,需要消耗较 多的系统资源 ,因此只适合于点数量较小 (图形对象 ” 结点 上右键 单击,选择“ 添加” 3. 在弹出对话框中选择要添加的对象类型,例如点或图 块,确定 4. 用框选方式选中要添加的所有要转换的对象,回车。 (注:您也许希望先通过关闭掉其它的图层,以防止 错误的选中其它对
11、象。曲面就创建好了。 b 转换文本点 如果点位处的图形对象本身 Z 坐标为 0(甚至有时根本没有图形对象,只有文字 , 通过文字对象 表示点高程 ,那么就可以使用 Civil 3D 本地化扩展中提供的 “ 转换文本 点” 工具,先把文本转换成 Civil 点对象和编组 ,然后再使用点编组创建曲面。使用“ 转 换文本点 ” 工具的前提是 : z Civil 3D 2006 中文版及更高版本 ,并已安装本地化扩展包 z 要识别的文本均位于同一个图层上,并且文本的内容就是点的高程值 z 每个点高程文本到点位的相对偏移都相同。例如,下面左图是满足这个条件的, 而右图 则不满足 (Civil 3D 20
12、06 与 2007版还不能准确的 处理右图的情况 在满足上述前提条件的情况下,就可以使用 “ 转换文本点 ” 工具。步骤是 : 1. 点击菜单 “ 点 -实用程序 -转换文本点 ” 2. 按提示 ,选中任一个点高程文本对象 3. 按提示 ,输入该高程文本对应的点位置 4. 输入这一批高程点的描述 5. 接下来 , Civil 3D 将自动搜索该文本对象所在的图层上的所有文本,并根据相 同的点位偏移 , 在每个文本对应的点位置上创建一个 Civil 点对象 ,该点的高程值就是文本的内容,并且为点 添加描述。最后 , Civil 3D 还将创建一个点编组 (使用该描述为编组命名 ,并把这 次生成的
13、 所有 Civil 点放在该编组中 “ 转换文本点 ” 是一个非常方便的工具 ,它可以快速的把 DWG 图上现有的勘测 点识别为 Civil 点 编组。如果希望将识别出的高程点导出成为点文件,还可以使用 Civil 3D 的导出功能 (菜单“ 点 -实用 程序 -导出 ” 。有了点编组或点文件 ,您就可以 使用它们来创建曲面 (参见第 2.1节。 3. 使用现有等高线图形 在很多时候 ,用户手上并没有原始测量点数据,而是使用现有的 DWG 格式的等 高线地形图。因 此,除了使用测量点数据 , Civil 3D 还可以从现有的等高线图形创建 数字地形。这些等高线通常是直线、多段线或样条曲线。 (
14、注意:Civil 3D 不能直接 使用样条曲线生成曲面。如果是样条曲线,需要先 使用 AutoCAD Express 工具转换 成多段线对象。 3.1 使用三维等高线 无论现有的等高线对象是直线或是多段线,只要它们是三维的 (也就是有正确的 Z 坐标,那么 就可以直接用来创建地形曲面。无论等高线是否有间断,对于最后结果 通常没有大的影响。添加等高线到曲面的步骤是 : 1. 在图形区域中选中任一条等高线。单击右键,选择 “ 选择类似对象 ” 。 Civil 3D 会自动选中同一图层上 的所有等高线对象 2. 在工具空间的浏览选项板上展开要添加的曲面。在 “ 定 义 -等 高 线 ” 结 点 上
15、单 击 右 键 , 选 择 “ 添 加 . ”。在弹出的对话框中点击“ 确定” 即可 注意:上述操作时 ,需保证所有的等高线对象位于一个 图层上 ,并且该图层上没有其它的直线或多段线对象。如果 等高线对象位于几个不同的图层上,则可以分批添加 ,每次 处理一个图层。 3.2 二维等高线赋值 如果现有的等高线是二维的(Z 坐标为 0或者 Z 坐标不正确 ,那么还需要先使用 Civil 3D 本地化扩 展中提供的 “ 等高线赋值 ” 工具,为其赋上正确的高程值。等高线 赋值的步骤是 : 1. 点击菜单 “ 曲面 -实用程序 -等高线赋值 ” 2. 按提示 ,先输入第一根等高线的高程值,再输入等高线的
16、高 程增量 3. 绘制一条橡皮线 ,依次穿过所有要赋值的等高线 4. 继续绘制橡皮线 ,或者回车结束命令。命令完成后,凡是赋 上高程值的等高线会用红色标示出来。 完成赋值后 ,就可以使用 “ 添加三维等高线 ” 功能将其添加到曲面定义中。 注意:使用这个工具时 ,要赋值的等高线对象应是连续的多段线。如果等高线有 中断,那么必须 分批进行处理。另外 ,必须保证橡皮线仅穿过要赋值的等高线而不穿 过其它的多段线对象 ,必要时可 以关闭其它的图层。 3.3 简化等高线 在现有的 DWG 地形图上的等高线 ,通常是由多段线表示。有时候,多段线的顶 点间距非常之短 , 因此每条多段线上都具有非常密集的顶点
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