利用CivilD进行道路建模

AutoCADCivil3D和3dsMaxDesign用于道路建模李楼武汉大学学测绘学院。。。。摘要：道路建模模在道路的勘勘察设计中具具有重要的意意义，道路三三维模型能够够形象地展示示工程结束后后的实际景观观。本文介绍绍了利用AutoCCADCiivil33D用于道路建建模过程，并并说明了如何何将Civill3D道路模型导导入到3dsMMaxDeesign中进一步加加工，从而获获取道路的三三维景观模型型。关键词：道路建建模；AuttoCADCivill3D；3dsMMaxDeesign；数字地面面模型0引言传统的道路勘测测设计大都采采用2D方式来表现现各种地物，而而少数设计成成果也只是提提供局部的、静静态的或者线线框形式三维维透视图，它它们都无法非非常直观的来来表现设计的的结果。对于于没有相关经经验知识的人人员来说，就就更加难以获获得形象化的的感受。因此此，我们需要要以一种更加加直观的方式式来展现我们们的设计蓝图图。目前，三三维可视化技技术已成为国国际的上的一一大热门。通通过对道路进进行建模，我我们可以获取取道路的三维维模型，再利利用可视化技技术我们就可可以在计算机机上实现对道道路的模拟，制制作出具有真真实感的效果果图和三维动动画等。在此此基础上我们们就可以对设设计方案进行行分析和评价价，检测设计计路线是否合合理、与周围围环境、景观观是否协调等等等。随着计算机软、硬硬件技术的发发展，道路三三维模型在道道路设计中越越来越受到人人们的关注，数数字公路成为为了国内外交交通发展的必必然趋势。目目前，已经出出现了许多优优秀的道路设设计软件：国国外的道路CCAD软件如如德国IB＆T软件公司的CARD／1、英国Infraasoft公司的MXRoaad、美国Inerggraph公司的InRoaads及我国的中中交第一公路路勘察设计院院的Hintssoft、上海中交交海德科技的的海德(HEADD)系统、西安安立德公路工工程咨询有限限公司的纬地地道路辅助设设计系统(HinttCAD)、东南大学学李方教授主主持开发的路路线与互通式式立交CAD系统EICAD等等。事实上，道路三三维模型已经经在道路勘察察、设计、施施工、管理养养护和用户服服务的各个过过程中获得了了应用。我们们应当顺应数数字化的潮流流，通过学习习和利用先进进的技术，来来提高生产效效率。Autoddesk公司长期以以来致力于图图形设计类软软件的研发，旗旗下的Civill3D22011就是一款优优秀的土木工工程的三维设设计产品，本本文将通过对对其道路设计计模块相关功功能的简要说说明来展现其其应用于道路路设计的价值值。1利用Civvil3DD和3dsMMaxDeesign进行道路建建模过程Civil33D在道路建模模方面具有十十分强大的功功能，它可以以用于创建复复杂的道路模模型，如对道道路交叉点进进行设计、设设计互通、对对路线进行超超高编辑等，利利用Civill3D创建的道路路模型能够与与地形曲面很很好的贴合到到一起，生成成美观的模型型。Civill3D提供了良好好的操作界面面，用户如果果熟悉道路建建模的相关知知识，就能很很快上手。但但是，由于Civill3D材质库不够够丰富，渲染染能力有限，而3dsMaxDesign作为Autodesk公司另一款著名的三维设计软件，十分适合于三维模型的编辑，还具有强大的渲染能力。Civil3D所创建的道路模型在导入3dsMaxDesign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AutoCADCivil3D和3dsMaxDesign进行道路建模的流程。图1利用Ciivil33D和3dsMMaxDeesign进行道路建建模示意图2利用Civvil3DD进行道路建建模2.1原始资资料的搜集在利用Civiil3D进行道路设设计之前，我我们首先要准准备必要的原原始数据，包包括工程项目目区域的相关关资料如区域域概况、设计计标准等。然然后我们要获获取项目区域域的数字地形形模型DTM，接着在数数字地形模型型的基础上进进行选线、道道路纵断面、横横断面等的详详细设计，最最终完成道路路数字模型的的建立。下面面我们就来逐逐一说明各个个步骤：2.2创建地形形曲面在AutoCAADCivvil3DD中，与数字字地形模型相相对应的概念念是“曲面”，“曲面”对象反映了了实际的地形形地貌，它是是我们进行道道路设计的基基础。首先，我我们需要创建建一个曲面对对象，然后对对曲面对象进进行定义，Civill3D为我们提供供了多种定义义曲面对象的的方法，包括括边界、等高高线、特征线线、DEM文件、图形形对象、编辑辑、点文件、点点编组等多种种形式。在Civill3D中新建一个个曲面的方法法是：选择“常用->工具空间->浏览->（图形集文文件名）->曲面”在曲面上右右键鼠标，执执行“创建曲面”，这时会弹弹出一个对话话框，提示用用户选择创建建的曲面类型型、曲面图层层、曲面特性性等，用户设设置完成后单单击“确定”按钮后，就就完成了一个个新曲面的创创建。接下来来的工作就是是对曲面进行行定义。例如通过DEMM文件来定义义曲面。DEM的获取存在在多种手段，如如通过地形图图、摄影测量量与遥感影像像数据、地面面测量、既有有DEM数据等方式式来获取。我我们只需要展展开所新建的的曲面对象，选选择“定义->DEM文件”子菜单，单单击鼠标右键键，执行“添加…”功能即可按按相应提示完完成该曲面对对象的定义。当当然我们还可可以通过其它它方法如导入入点文件（如如通过激光扫扫描系统获取取点）来完成成曲面的定义义。而且，可可以添加不同同的曲面定义义文件对同一一曲面对象进进行定义，具具体步骤在此此就不赘述了了。这样，我我们就可以将将多种可以利利用的数据综综合起来，使使得曲面的定定义更加精细细，能够更加加准确的表达达实际地表模模型。2.3HYPERLINK"ms-its:F:\\Program%20Files\\Autodesk\\AutoCAD%20Civil%203D%202011\\Help\\civil_users_guide.chm::/WSc7dd9fbd5fb88e861e9cb75fe06de36a5-7fda.htm"道路的的设计和创建建有了地形曲面的的参照，我们们就可以进行行平面线位设设计、纵断面面设计、装配配的设计，并并建立道路模模型了。图2Civiil3D道路设计示示例图平面线位设计：：Civill3D22011为我们提供供了非常丰富富的路线创建建方法，如使使用路线创建建工具提供的的“路线布局工工具”来交互的创创建路线；执执行“从对象创建建路线”，让我们选选择一条多段段线来生成相相应的路线；；执行“创建最佳拟拟合路线”，我们可以以选择AutoCCAD块、AutoCCAD图元、AutoCCAD点、几何空空间点、要素素线等几种类类型的数据来来创建一条最最佳的拟合路路线。此外，我我们还可以使使用从道路创创建路线、从从网络零件创创建路线、从从现有路线创创建路线等方方法来创建路路线，读者可可通过实际操操作去做进一一步了解。纵断面设计：纵纵断面设计道道路设计中比比较关键的一一环，纵断面面的合理与否否将直接影响响工程土方量量的大小。在在对路线纵断断面进行设计计之前，我们们首先要建立立地形曲面纵纵断面，然后后参照地形曲曲面来设计路路线的纵断面面。Civill3D22011的纵断面创创建面板为我我们提供了多多种纵断面的的创建方法，我我们可以结合合实际情况选选择合适的创创建方法。装配设计：装配配实际上代表表的是道路的的横断面，它它是道路设计计的核心内容容。装配的结结构直接决定定了道路的外外观。而一个个装配是由若若干“部件”（如边坡、边边沟、土路肩肩、硬路肩、行行车道、中间间带等）组合合起来构成的的，用户可以以自己定义部部件来组装装装配。同时，Civill3D20011提供了丰富富的部件集合合，我们可以以通过快捷键键“Ctrl++3”来调出工具具选项板来对对装配进行详详细设计。创建道路：在完完成以上准备备工作之后，我我们就可以创创建具体的道道路对象了。通通过Civill3D“常用->创建与设计”面板，我们们可以找到创创建道路对应应的菜单，执执行后，系统统会依次提示示我们选择路路线、选择纵纵断面、选择择装配，经过过这三个步骤骤后，相应的的道路模型就就显示在了视视口中。接下下来，我们还还需要对道路路模型进行进进一步的修改改设置，使之之符合我们的的设计参数。通通过右键单击击我们所创建建的道路对象象，执行“特性…”，这时会弹弹出一个“道路特性”的对话框，在在这里我们可可以对创建的的道路对象做做更细致的更更改，如添加加基准线，修修改不同桩号号之间的对应应的装配类型型、设置步长长、目标映射射等，如图3所示：图3道路属性性设置窗口此外，如果为路路线指定了超超高数据，那那么当装配被被铺设到路线线上时，它也也可以进行超超高设置。Civill3D22011还为我们提提供了丰富的的分析功能，我我们可以进一一步的进行材材质计算、挖挖填方计算、视视距检查等操操作，限于篇篇幅，本文将将不详细介绍绍了。3利用3dsMaxDDesignn对HYPERLINK"ms-its:F:\\Program%20Files\\Autodesk\\AutoCAD%20Civil%203D%202011\\Help\\civil_users_guide.chm::/WSc7dd9fbd5fb88e861e9cb75fe06de36a5-7fda.htm"道路模型进一一步加工在Civil3D中，我们已已经完成了道道路建模的主主要的工作，道道路的三维模模型与地形模模型已完美的的结合到了一一起。在Civill3D中我们还可可以设置道路路的材质，并并可以通过“对象查看器器…”功能来查看看道路的“真实”外观，当然然，Civill3D还提供了许许多其它的查查看方式（如如3DHiidden、3dWirreframme、概念…等视图样式式）。我们可可以将所创建建的道路模型型调整到合适适的角度，然然后调用Civill3D系统命令“RENDEER”对场景进行行渲染，系统统将会按照相相应的材质设设置输出渲染染后的图像，我我们可以保存存生成的图像像供参考使用用。 Civil3D20111虽然提供了了材质设置功功能，但是它它的首要任务务是建立道路路的网格模型型，其渲染能能力有限，所所以使用Civill3D创建的道路路模型的真实实外观是无法法媲美实际景景观的。然而而，3dsMMaxDeesign作为Autoddesk公司的另一一款软件则在在三维模型的的制作设计方方面，具有惊惊人的表现力力。如果我们们能够将Civill3D所制作的道道路模型导入入到3dsMMaxDeesign中进行进一一步的材质调调整、修饰，其其渲染出来的的图像将能够够达到照片级级别的效果。2010年1月12日，Autodesk公司宣布完成对土木工程可视化软件DynamiteVSP（来自英国3AMSolutions公司）及相关资产的收购。DynamiteVSP正是这样一款能够将Civil3D2011中生成的道路模型导入到3dsMaxDesign中插件工具。 安装DynaamiteVSP插件件后，在Civill3D中会增加一一个新的命令令VSP3DDexporrt，在调用用此命令后，系系统会提示我我们选择需要要导出的路线线内容，最终终我们将得到到一个后缀名名为“VSP3DD”的文件，然然后我们在3dsMMaxDeesign软件中执行“DynammiteVVSP->GGeomettryImmport-->Civiil3D(VSP33D)Fiile…”功能，在弹弹出的窗体中中我们可以选选择想要导入入到3dsMMaxDeesign的道路元素素。这样就完完成了从Civill3D到3dsMMaxDeesign的道路模型型数据的转换换，接下来的的工作就是在在3dsMMaxDeesign中对道路模模型进行进一一步的精加工工，效果如图图4所示。 在3dsMMaxDeesign中我们可以以通过DynammiteVVSP插件提供的的相关功能方方便的增加道道路护栏、斑斑马线、路边边人行道等，还还可以在道路路的两旁增加加合适的景观观树、路灯以以及车辆模型型，并可以将将地形对应的的影像作为贴贴图附加到地地形曲面上。在在模型修饰修修饰完毕后，我我们就可以对对场景进行渲渲染，从而获获取照片级别别的真实效果果图。此外，我我们还可以模模拟车辆在道道路上行驶的的情况，渲染染出精美的动动画。图4道路模型型在3DMaaxDessign中进一步编编辑后模型示示例4HYPERLINK"ms-its:F:\\Program%20Files\\Autodesk\\AutoCAD%20Civil%203D%202011\\Help\\civil_users_guide.chm::/WSc7dd9fbd5fb88e861e9cb75fe06de36a5-7fda.htm"小结本文简要介绍了了利用AutoCCADCiivil33D进行道路建建模的实现方方法，并说明明了如何将Civill3D所创建的道道路模型导入入到3dsMMaxDeesign中进行进一一步修饰的方方法。Civill3D强大的道路路建模功能只只有用户亲自自去体验才能能发现，当用用户熟悉Civill3D的相关操作作后，会发现现利用Civill3D进行道路建建模是一件十十分简单的工工作。用户可可以很方便的的创建多种路路线方案，并并对土方量进进行计算、进进行视距检查查等，从而评评价各条路线线的优劣，为为最终方案的的选择提供参参考。在Civil3D中创建的道道路模型导入入到3dsMMaxDeesign经过进一步步处理后，我我们可以获取取道路模型的的渲染影像、动动画等，还可可以对道路模模型进行三维维漫游浏览。这这些成果在给给相关领导进进行展示时将将十分形象，更更易理解，可可以对道路的的细节进行查查看。本文中中的插图也是是来自于实际际项目的，道道路模型是西西阜石家庄段段高速公路的的一段，其互互通模型即为为实际的陈庄庄互通。从图图片效果来看看，道路模型型显得精致美美观，充分说说明了以上两两款软件用于于道路建模的的可行性及优优势。利用Civill3D和3dsMMaxDeesign进行道路建建模提高了道道路三维可视视化设计的质质量和速度，能能够带来巨大大的经济效益益和社会效益益。