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Civil3D中的曲面應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

發(fā)布于：2023-07-24 16:58:04

首頁/技術(shù)分享/Civil3D

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本文轉(zhuǎn)載來源：微信公眾號(hào)- 成塔軟件，更多內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注公眾號(hào)！

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“對(duì)于三維地形曲面的處理，Civil3D是我見過最強(qiáng)大的軟件”。這是我十多年前多次拜訪電建北京院，與地質(zhì)專業(yè)的老工程師徐春才交流的時(shí)候，他跟我講到的心得體會(huì)。這位工程師大概從DOS版本的時(shí)候（上世紀(jì)90年代）就開始使用AutoCAD，后來在AutoCAD上開發(fā)軟件，所在單位也是國(guó)內(nèi)最早引進(jìn)和使用Bentley軟件的企業(yè)，因此對(duì)AB兩個(gè)平臺(tái)的軟件都很熟。

當(dāng)然，我也很認(rèn)可徐工的判斷。Civil3D曲面功能的強(qiáng)大，無出其右。做為曾經(jīng)負(fù)責(zé)過Civil3D軟件產(chǎn)品開發(fā)的人，我自然知道更多的故事，包括誰在這個(gè)上面耗費(fèi)了一輩子的心血，誰深度參與其中的算法，他們都是我見過的這個(gè)世界上最聰明的人。

本文嘗試梳理并總結(jié)Civil3D的曲面用法，如何創(chuàng)建，如何使用，如何優(yōu)化等等。讓我們從頭說起。

創(chuàng)建地形曲面。

我們可以從xyz點(diǎn)文件創(chuàng)建曲面，也可以從電子地形圖比如等高線、高程點(diǎn)、特征線創(chuàng)建曲面，也可以從點(diǎn)云、dem、tiff創(chuàng)建曲面。當(dāng)然，現(xiàn)在更是增加了無人機(jī)測(cè)繪的正射影、傾斜攝影等時(shí)髦方式。
創(chuàng)建曲面的詳細(xì)操作視頻參見：
https://www.bilibili.com/video/BV1gE411H7L7/

地形曲面優(yōu)化。

很多時(shí)候，地形曲面包含了過多的歷史信息，比如原始的等高線等CAD數(shù)據(jù)。所以，最好創(chuàng)建完地形曲面后，將其導(dǎo)出為純文本的xyz點(diǎn)文件。新建一個(gè)dwg文件，這時(shí)你應(yīng)該使用你喜歡的dwt模板新建一個(gè)dwg文件，然后從xyz點(diǎn)文件創(chuàng)建曲面。這樣的地形曲面最小，軟件操作的響應(yīng)速度也最快。
其他的優(yōu)化包括曲面抽稀、曲面快照、曲面邊界等。總之，用不到的數(shù)據(jù)就簡(jiǎn)化掉，這樣能夠大大提高Civil3D軟件的運(yùn)行效率。

設(shè)計(jì)曲面。

設(shè)計(jì)曲面和地形曲面并沒有太大的區(qū)別，只是用途不一樣。
Civil3D的曲面類型主要分為三角網(wǎng)曲面和方格網(wǎng)曲面，工程中用到最多的是三角網(wǎng)曲面。
還有一種是體積曲面，是由兩個(gè)曲面做相減運(yùn)算得到的，主要用來計(jì)算體積。
按照使用的用途不同，可以分為地形曲面、地質(zhì)曲面、設(shè)計(jì)曲面，其實(shí)這些曲面一般都是三角網(wǎng)曲面，本質(zhì)上并沒有區(qū)別。Civil3D在大多數(shù)情況下，比如公路設(shè)計(jì)、水渠設(shè)計(jì)、場(chǎng)地設(shè)計(jì)，交叉口設(shè)計(jì)，其最終的設(shè)計(jì)成果就是為了得到設(shè)計(jì)曲面。然后通過設(shè)計(jì)曲面表達(dá)三維設(shè)計(jì)意圖，計(jì)算工程量等。

曲面分析。

Civil3D提供了各種曲面分析功能，包括高程分析、坡度分析、匯水分析等。
針對(duì)不同的場(chǎng)景，應(yīng)用不同的分析。比如：進(jìn)行排水設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以進(jìn)行匯水分析；針對(duì)庫區(qū)淹沒的時(shí)候，可以進(jìn)行高程分析；

曲面的標(biāo)簽和樣式。

標(biāo)簽和樣式是所有Civil3D對(duì)象都會(huì)遇到的，不過Civil3D的曲面標(biāo)簽用到的場(chǎng)景不多，但做三維場(chǎng)地設(shè)計(jì)的時(shí)候，進(jìn)行高程標(biāo)注、坡度標(biāo)注，則有助于選擇更好的場(chǎng)地設(shè)計(jì)方案；
曲面的樣式切換使用的頻率非常高。但是Civil3D對(duì)于多曲面的樣式管理效率比較低，因此我們?cè)诔伤痘靹?dòng)設(shè)計(jì)》軟件中專門增強(qiáng)了這部分功能。

曲面編輯。

大多數(shù)人不太能接觸到曲面編輯工作，畢竟地形曲面是測(cè)繪所得，而設(shè)計(jì)曲面是根據(jù)規(guī)則生成的，不需要去編輯曲面。
如果你從事三維地質(zhì)工作，那么會(huì)非常高頻率的接觸曲面編輯，因?yàn)榈刭|(zhì)鉆孔往往數(shù)量稀少，需要通過大量的曲面編輯操作來得到合理的地質(zhì)曲面。這一塊Civil3D提供的原生功能比較弱，我們?cè)?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; letter-spacing: 0.578px;">成塔《混動(dòng)設(shè)計(jì)》軟件中專門增強(qiáng)了三維地質(zhì)功能。參見：
地質(zhì)曲面編輯
成塔哥，公眾號(hào)：成塔軟件BIM建模 - 基于Civil3D的三維地質(zhì)高級(jí)操作

工程量計(jì)算。

在Civil3D中，90%的情況下都是通過兩個(gè)曲面之間進(jìn)行計(jì)算來獲取工程量，這和我們傳統(tǒng)的教科書以及傳統(tǒng)的二維工程設(shè)計(jì)軟件有本質(zhì)的不同。
通過曲面計(jì)算的方式來計(jì)算工程量，無疑是精度最高的方式了，因?yàn)闆]有任何數(shù)據(jù)損失。
體積曲面。Civil3D計(jì)算工程量是通過生成“體積曲面”的方式來進(jìn)行的，我們可以把體積曲面理解成兩個(gè)曲面相減，曲面的邊界就是兩個(gè)曲面重合的部分，生成的體積就是兩個(gè)曲面互相投影所圍合的體積。

曲面實(shí)體。

通過曲面生成實(shí)體，在Civil3D中有專有的命令。使用的場(chǎng)景主要包括生成三維地質(zhì)體，生成道路的路基實(shí)體等。
你可以通過體積曲面直接生成實(shí)體，這又是體積曲面的一個(gè)神奇用法，并且通過這種方式你可以更加形象的理解體積曲面這個(gè)新概念。

其他。

當(dāng)曲面超過600萬個(gè)點(diǎn)以后，Civil3D會(huì)生成一個(gè)獨(dú)立的mms文件，與dwg文件在相同的文件夾，別弄丟了哦....
不要通過導(dǎo)入導(dǎo)出LandXML文件來交換曲面，這是使用Civil3D的一個(gè)長(zhǎng)久的誤區(qū)。應(yīng)該是來自于Autodesk中國(guó)最早期的技術(shù)工程師培訓(xùn)的時(shí)候使用了這種錯(cuò)誤演示，后來就被傳開了。正確的做法是使用xyz點(diǎn)文件來交換和簡(jiǎn)化圖形。
從道路提取實(shí)體，是一個(gè)最開始為了和NavisWorks進(jìn)行交互而隨手添加的一個(gè)功能，沒想到后來變成了Civil3D BIM應(yīng)用的基石。當(dāng)前開發(fā)這個(gè)功能的時(shí)候也是剛剛收購(gòu)了NavisWorks軟件不久，賣了他們一個(gè)面子，卻無心插柳...

綜上，在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，曲面是進(jìn)行一切設(shè)計(jì)和操作的基礎(chǔ)，也是設(shè)計(jì)成果的表達(dá)。相當(dāng)于從頭到尾的閉環(huán)都是曲面來決定的。如何生成一個(gè)原始曲面，如何創(chuàng)建一個(gè)設(shè)計(jì)曲面，是工程設(shè)計(jì)貫穿始終的任務(wù)。甚至說，使用Civil3D做設(shè)計(jì)就是根據(jù)現(xiàn)有曲面創(chuàng)建設(shè)計(jì)曲面，從曲面創(chuàng)建曲面！

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