利用Civil3D进行道路建模2

1、AutoCAD Civil 3D和3ds Max Design 用于道路建模李楼 武汉大学 测绘学院。摘要：道路路建模在在道路的的勘察设设计中具具有重要要的意义义，道路路三维模模型能够够形象地地展示工工程结束束后的实实际景观观。本文文介绍了了利用AAutooCADD Ciivill 3DD 用于道道路建模模过程，并并说明了了如何将将Civvil 3D道路模模型导入入到3dss Maax DDesiign中进一一步加工工，从而而获取道道路的三三维景观观模型。关键词：道道路建模模；AuttoCAAD CCiviil 33D；3dss Maax DDesiign；数字地地面模型型0 引言传统的道路路

2、勘测设设计大都都采用22D方式来来表现各各种地物物，而少数数设计成成果也只只是提供供局部的的、静态态的或者者线框形形式三维维透视图图，它们们都无法非非常直观观的来表表现设计计的结果果。对于于没有相相关经验验知识的的人员来来说，就就更加难难以获得得形象化化的感受受。因此此，我们们需要以以一种更更加直观观的方式式来展现现我们的的设计蓝蓝图。目目前，三三维可视视化技术术已成为为国际的的上的一一大热门门。通过对对道路进进行建模模，我们们可以获获取道路路的三维维模型，再利用可视化技术我们就可以在计算机上实现对道路的模拟，制作出具有真实感的效果图和三维动画等。在此基础上我们就可以对设计方案进行分析和评价，

3、检测设计路线是否合理、与周围环境、景观是否协调等等。随着计算机机软、硬硬件技术术的发展展，道路路三维模模型在道道路设计计中越来来越受到到人们的的关注，数数字公路路成为了了国内外外交通发发展的必必然趋势势。目前前，已经经出现了了许多优优秀的道道路设计计软件：国外的的道路CCAD软软件如德德国IBT软件公公司的CARRD1、英国Inffrassoftt公司的MXRRoadd、美国Ineergrraphh公司的InRRoadds及我国国的中交交第一公公路勘察察设计院院的Hinntsooft、上海中中交海德德科技的的海德(HEEAD)系统、西西安立德德公路工工程咨询询有限公公司的纬纬地道路路辅助设设计

4、系统统(HiintCCAD)、东南南大学李李方教授授主持开开发的路路线与互互通式立立交CAD系统EICCAD等等。事实上，道道路三维维模型已已经在道路勘察察、设计计、施工工、管理理养护和和用户服服务的各各个过程程中获得得了应用用。我们们应当顺应数数字化的的潮流，通通过学习习和利用用先进的的技术，来来提高生生产效率率。Auttodeesk公司长长期以来来致力于于图形设计计类软件的的研发，旗旗下的Civvil 3D 20111就是是一款优优秀的土土木工程程的三维维设计产产品，本本文将通通过对其其道路设设计模块块相关功功能的简简要说明明来展现现其应用用于道路路设计的的价值。1 利用CCiviil 3

5、3D和3dss Maax DDesiign进进行道路路建模过过程Civill 3DD在道路路建模方方面具有有十分强强大的功功能，它可以以用于创创建复杂杂的道路路模型，如如对道路路交叉点点进行设设计、设设计互通通、对路路线进行行超高编编辑等，利利用Civvil 3D创建的的道路模模型能够够与地形形曲面很很好的贴贴合到一一起，生生成美观观的模型型。Ciivill 3DD提供了了良好的的操作界界面，用用户如果果熟悉道道路建模模的相关关知识，就就能很快快上手。但但是，由由于Civvil 3D材质库库不够丰丰富，渲渲染能力力有限，而3ds Max Design作为Autodesk公司另一款著名的三维设计

6、软件，十分适合于三维模型的编辑，还具有强大的渲染能力。Civil 3D所创建的道路模型在导入3ds Max Design进一步处理后，就能够生成逼真的三维景观模型。下图描述了利用AutoCAD Civil 3D和3ds Max Design进行道路建模的流程。图1 利用用Civvil 3D和3dss Maax DDesiign进行道道路建模模示意图图2 利用CCiviil 33D进行道道路建模模2.1 原原始资料料的搜集集在利用Ciivill 3DD进行道道路设计计之前，我我们首先先要准备备必要的的原始数据据，包括括工程项项目区域域的相关关资料如如区域概概况、设设计标准准等。然然后我们们要获取

7、取项目区区域的数数字地形形模型DDTM，接接着在数数字地形形模型的的基础上上进行选选线、道道路纵断断面、横横断面等等的详细设计计，最终终完成道道路数字字模型的的建立。下面我们就来逐一说明各个步骤：2.2创建建地形曲曲面在AutooCADD Ciivill 3DD中，与与数字地地形模型型相对应应的概念念是“曲面”，“曲面”对象反映映了实际际的地形形地貌，它它是我们们进行道道路设计计的基础础。首先，我我们需要要创建一一个曲面面对象，然然后对曲曲面对象象进行定定义，Civvil33D为我们们提供了了多种定定义曲面面对象的的方法，包包括边界界、等高高线、特特征线、DEM文件、图图形对象象、编辑辑、点文

8、文件、点点编组等等多种形形式。在在Civvil 3D中新建建一个曲曲面的方方法是：选择“常用-工具空空间-浏览-（图形形集文件件名）-曲面”在曲面面上右键键鼠标，执执行“创建曲曲面”，这时时会弹出出一个对对话框，提示用户选择创建的曲面类型、曲面图层、曲面特性等，用户设置完成后单击“确定”按钮后，就完成了一个新曲面的创建。接下来的工作就是对曲面进行定义。例如通过DDEM文文件来定定义曲面面。DEMM的获取取存在多多种手段段，如通通过地形形图、摄影测测量与遥遥感影像像数据、地面测测量、既有DEM数据等方方式来获获取。我们只需需要展开开所新建建的曲面面对象，选选择“定义-DDEM文件”子菜单单，单击

9、击鼠标右右键，执执行“添加”功能即即可按相相应提示示完成该该曲面对对象的定定义。当当然我们们还可以以通过其它它方法如如导入点点文件（如如通过激激光扫描描系统获获取点）来来完成曲曲面的定定义。而且，可可以添加加不同的的曲面定定义文件件对同一一曲面对对象进行行定义，具具体步骤骤在此就就不赘述述了。这这样，我我们就可可以将多多种可以以利用的的数据综综合起来来，使得曲面的的定义更更加精细细，能够够更加准确的的表达实实际地表表模型。2.3 HYPERLINK ms-its:F:Program%20FilesAutodeskAutoCAD%20Civil%203D%202011Helpcivil_user

10、s_guide.chm:/WSc7dd9fbd5fb88e861e9cb75fe06de36a5-7fda.htm道道路的设设计和创创建有了地形曲曲面的参参照，我我们就可可以进行行平面线线位设计计、纵断面面设计、装配的的设计，并建立道路模型了。图2 Ciivill 3DD道路设设计示例例图平面线位设设计：Civvil 3D 20111为我们们提供了了非常丰丰富的路路线创建建方法，如使用用路线创创建工具具提供的的“路线布布局工具具”来交互互的创建建路线；执行“从对象象创建路路线”，让我我们选择择一条多多段线来来生成相相应的路路线；执执行“创建最最佳拟合合路线”，我们们可以选选择AuttoCAAD

11、块、AuttoCAAD图元、AuttoCAAD点、几几何空间间点、要要素线等等几种类类型的数数据来创创建一条条最佳的的拟合路路线。此此外，我我们还可可以使用用从道路路创建路路线、从从网络零零件创建建路线、从从现有路路线创建建路线等等方法来来创建路路线，读读者可通通过实际际操作去去做进一一步了解解。纵断面设计计：纵断断面设计计道路设设计中比比较关键键的一环环，纵断断面的合合理与否否将直接接影响工工程土方方量的大大小。在在对路线线纵断面面进行设设计之前前，我们们首先要要建立地地形曲面面纵断面面，然后后参照地地形曲面面来设计计路线的的纵断面面。Civvil 3D 20111的纵断断面创建建面板为为我

12、们提提供了多多种纵断断面的创创建方法法，我们们可以结结合实际际情况选选择合适适的创建建方法。装配设计：装配实实际上代代表的是是道路的的横断面面，它是是道路设设计的核核心内容容。装配配的结构构直接决决定了道道路的外外观。而而一个装装配是由由若干“部件”（如边边坡、边边沟、土土路肩、硬硬路肩、行行车道、中中间带等等）组合合起来构构成的，用用户可以以自己定定义部件件来组装装装配。同同时，Civvil 3D220111提供了了丰富的的部件集集合，我我们可以以通过快快捷键“Ctrrl+33”来调出出工具选选项板来来对装配配进行详详细设计计。创建道路：在完成成以上准准备工作作之后，我我们就可可以创建建具体

13、的的道路对对象了。通过Civil 3D“常用-创建与设计”面板，我们可以找到创建道路对应的菜单，执行后，系统会依次提示我们选择路线、选择纵断面、选择装配，经过这三个步骤后，相应的道路模型就显示在了视口中。接下来，我们还需要对道路模型进行进一步的修改设置，使之符合我们的设计参数。通过右键单击我们所创建的道路对象，执行“特性”，这时会弹出一个“道路特性”的对话框，在这里我们可以对创建的道路对象做更细致的更改，如添加基准线，修改不同桩号之间的对应的装配类型、设置步长、目标映射等，如图3所示：图3 道路路属性设设置窗口口此外，如果果为路线线指定了了超高数数据，那那么当装装配被铺铺设到路路线上时时，它也

14、也可以进进行超高高设置。Civil 3D 2011还为我们提供了丰富的分析功能，我们可以进一步的进行材质计算、挖填方计算、视距检查等操作，限于篇幅，本文将不详细介绍了。3利用3dds MMax Dessignn对 HYPERLINK ms-its:F:Program%20FilesAutodeskAutoCAD%20Civil%203D%202011Helpcivil_users_guide.chm:/WSc7dd9fbd5fb88e861e9cb75fe06de36a5-7fda.htm道路模型型进一步步加工在Civiil 33D中，我我们已经经完成了了道路建建模的主主要的工工作，道道路的三

15、三维模型型与地形形模型已已完美的的结合到到了一起起。在Civvil 3D中我们们还可以设设置道路路的材质质，并可可以通过过“对象查查看器”功能来来查看道道路的“真实”外观，当当然，Civvil 3D还提供供了许多多其它的的查看方方式（如如3D Hidddenn、3dWWireefraame、概念念等视图图样式）。我们可可以将所所创建的的道路模模型调整整到合适适的角度度，然后后调用Civvil 3D系统命命令“RENNDERR”对场景景进行渲渲染，系系统将会会按照相相应的材材质设置置输出渲渲染后的的图像，我我们可以以保存生生成的图图像供参参考使用用。Civiil 33D20011虽然提提供了材材

16、质设置置功能，但但是它的的首要任任务是建建立道路路的网格格模型，其渲染能力力有限，所以使用Civil 3D创建的道路模型的真实外观是无法媲美实际景观的。然而，3ds Max Design 作为Autodesk公司的另一款软件则在三维模型的制作设计方面，具有惊人的表现力。如果我们能够将Civil 3D所制作的道路模型导入到3ds Max Design中进行进一步的材质调整、修饰，其渲染出来的图像将能够达到照片级别的效果。2010年1月12日，Autodesk公司宣布完成对土木工程可视化软件Dynamite VSP（来自英国3AM Solutions公司）及相关资产的收购。Dynamite VSP

17、正是这样一款能够将Civil 3D 2011中生成的道路模型导入到3ds Max Design中插件工具。安装Dyynammitee VSSP插件件后，在Civvil 3D中会增增加一个个新的命命令VSSP3DDexpportt，在调调用此命命令后，系系统会提提示我们们选择需需要导出出的路线线内容，最最终我们们将得到到一个后后缀名为为“VSPP3D”的文件件，然后后我们在在3dss Maax DDesiign软件中中执行“Dynnamiite VSPP-GGeommetrry IImpoort-Ciivill 3DD (VVSP33D) Fille”功能，在在弹出的的窗体中中我们可可以选择择想

18、要导入入到3dss Maax DDesiign的道路路元素。这样就完成了从Civil 3D到3ds Max Design的道路模型数据的转换，接下来的工作就是在3ds Max Design中对道路模型进行进一步的精加工，效果如图4所示。在3dss Maax DDesiign中我们们可以通通过Dynnamiite VSPP插件提提供的相相关功能能方便的的增加道道路护栏栏、斑马马线、路路边人行行道等，还还可以在在道路的的两旁增增加合适适的景观观树、路路灯以及及车辆模模型，并并可以将将地形对对应的影影像作为为贴图附附加到地地形曲面面上。在在模型修修饰修饰饰完毕后后，我们们就可以以对场景景进行渲渲染，

19、从从而获取取照片级级别的真真实效果果图。此此外，我我们还可可以模拟拟车辆在在道路上上行驶的的情况，渲染出精美的动画。图4 道路路模型在在3D Maxx Deesiggn中进一一步编辑辑后模型型示例4 HYPERLINK ms-its:F:Program%20FilesAutodeskAutoCAD%20Civil%203D%202011Helpcivil_users_guide.chm:/WSc7dd9fbd5fb88e861e9cb75fe06de36a5-7fda.htm小结本文简要介介绍了利利用AuttoCAAD CCiviil 33D进行道道路建模模的实现现方法，并并说明了了如何将将C

20、ivvil 3D所创建建的道路路模型导导入到3dss Maax DDesiign中进行行进一步步修饰的的方法。Civvil 3D强大的的道路建建模功能能只有用用户亲自自去体验验才能发发现，当当用户熟熟悉Civvil 3D的相关关操作后后，会发发现利用用Civvil 3D进行道道路建模模是一件件十分简简单的工工作。用用户可以以很方便便的创建建多种路路线方案案，并对对土方量量进行计计算、进进行视距距检查等等，从而而评价各各条路线线的优劣劣，为最最终方案案的选择择提供参参考。在Civiil 33D中创建建的道路路模型导导入到3dss Maax DDesiign经过进进一步处处理后，我我们可以以获取道道路模型型的渲染染影像、动动画等，还还可以对对道路模模型进行行三维漫漫游浏览览。这些些成果在在给相关关领导进进行展示示时将十十分形象象，更易易理解，可可以对道道路的细细节进行行查看。本文中的插图也是来自于实际项目的，道路模型是西阜石家庄段高速公路的一段，其互通模型即为实际的陈庄互通。从图片效果来看，道路模型显得精致美观，充分说明了以上两款软件用于道路建模的可行性及优势。利用Civvil 3D和3dss Maax DDesiign进行道道路建模模提高了了道路三三维可视视化设计计的质量量和速度度，能够够带来巨巨大的经经济效益益和社会会效益。但但是