三维建模过程.docx

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三维建模过程

三维建模过程

一、AutoCAD数据整理

1.标识出建模范围

标识方法要充分考虑地形特点，公路方向，滑坡体方向等，是斜矩形或正矩形，最好新建一图层用来存放该矩形框。

如图1所示。

建议标识完毕后，先将AutoCAD数据另存一个文档，以保留原始数据。

图1标识建模范围

2.修剪等高线

用AutoCAD中的“修剪”命令剪除建模区域外的线数据，目的是为了能够将建模区域内的等高线“取”出来。

“修剪”命令如图2所示。

使用方法为：

①首先单击修剪命令，此时提示选择对象，该对象只得是用来修剪等高线的对象，即是矩形框；②单击选择刚刚建立的矩形框，然后单击右键表明选择结束，此时提示选择要修剪的对象，即是等高线；③连续单击每一条等高线，单击的位置为靠近矩形框外的任意区域。

修剪每一个等高线数据后，几个按“ESC”键退出修剪命令，完成对等高线的修剪，如图3所示。

图2AutoCAD修剪命令

图3等高线修剪后

3.取出建模区域

首先单击鼠标左键，并拖动鼠标，选出一个范围，该范围应包含整个建模区域内的等高线数据，也可能选中了建模区域外的一些数据，在下一步的操作中可以删除。

然后按”Ctrl+C”键将选中的区域复制，并新建一个AutoCAD文档，一切按照默认设置，然后按”Ctrl+V”键，将复制的数据黏贴到新建文档内，提示要选择插入点，此时可以随便单击一个点插入即可，如图4所示。

图4取出建模区域

此时，可以先删除建模区域外的数据，方法是选中这些数据，直接Delete即可。

4.旋转和平移数据

（1）旋转图形

为了方便浏览模型和建模，应将等高线数据进行旋转和平移操作，一般应将高程低的区域旋转到模型的下方，从下至上高程递增。

旋转：

（Ⅰ）确定旋转角度：

方法是先在模型的一个顶点出画一条水平线，然后利用AutoCAD的标注——》角度菜单标出模型与水平方向的角度，如图5所示

图5确定角度

（Ⅱ）旋转：

首先单击“旋转”按钮（图2所示），此时提示选择要选择的对象，单击鼠标左键并拖出一个矩形区域，选中所有数据，然后单击右键，结束选择，此时提示选择旋转的基点，开启捕捉功能，精确选中刚刚画线选中的点，此时提示输入要选中的角度，直接在命令行内输入，图示实例为71度，顺时针旋转为负角，逆时针旋转为正角，本例为-71度。

输入角度，回车即可完成旋转。

但是，此时模型虽然变为正矩形区域，但是高程小的区域并不在模型的下方，需再次旋转，方法同上，先是单击旋转按钮，选中要旋转的对象，再选中基点，输入角度即可。

注意，多次旋转的时候，每一次选择的基点应该为同一个点，否早高程信息可能会丢失。

多次旋转也可以采用一次旋转即可，本例就可以一次旋转71+90=161度负角完成。

最后的数据变为图6所示。

图6旋转后

（Ⅲ）平移：

将模型移动到左下角坐标为（0，0）即可。

主要过程为：

首先选择平移命令（图2所示），选中所有数据，单击右键，提示选择基点，选中左下角点，此时提示平移距离，直接在命令行输入平移到的坐标0,0即可。

至此，数据旋转和平移结束，此时应该检查等高线数据是否有高程数据，若没有应添加。

5.整理等高线

主要是检查等高线数据，查看是否有标高数据，补充空白区域，最后新建一个图层，并将等高线数据存入其中，图层名要保存为英文字母样式，否则GoCAD不认。

将整理后的数据另存为*.dxf格式，最好采用AutoCAD2000格式。

二、GoCAD建模

1.导入

运行GoCAD，选择File——》ImportObject——》AutoCAD（DFXFiles）导入等高线数据，导入的数据都为线数据，GoCAD中叫做Curve，删除不必要的数据，只保留等高线数据。

2.导出等高线节点数据

选择File——》ExportObjects——》Curve——》ExportpropertiestoExcel，弹出图7所示的对话框，在图示区域添加x,y,z，单击OK即可导出成Excel文件，如图8所示。

图7导出等高线数据

图8导出的Excel数据

3.插值

（1）选择导出的坐标值，全部选择，按Ctrl+C键，复制。

（2）运行Sufer8.0，默认界面为“图形”模式，选择“新建列表”按钮，如图9所示。

图9新建列表

（3）用Shift和鼠标左键，选中三列，按Ctrl+V键，将复制的坐标值黏贴到列表内。

图10复制到Sufer内的坐标数据

（4）选择另存为按钮，将坐标数据保存为*.dat文件。

图11保存坐标文件

（5）关闭列表视图，选择菜单“网格——》数据”，如图12所示，打开刚才保存的*.dat数据，弹出图13所示的对话框。

图12插值菜单

图13插值对话框

图13所示的对话框内只用设置最小、最大、间距数据，单击确认，即可产生格网数据，Sufer产生的数据为*.grd文件，就保存在坐标文件保存的位置。

打开*.grd文件，如图14所示。

图14Sufer插值后

选择另存为菜单，将*.grd数据保存为ASCIIXYZ（*.dat）文件，如图15所示。

图15*.grd文件另存为*.dat文件

4.导入插值后的坐标数据

在GoCAD内选择菜单ImportObjects——>RawFiles——>PointsSet——>XYZASCIIFileasapointset，选择插值后的坐标文件，形成了GoCAD中的点。

5.利用点构造面

在Surface上单击右键，选择Frompointset菜单，根据点创建面，如图16、17所示。

图16图17

至此，利用等高线数据，并通过插值构造出了地形面，对于地层面则只能通过人工整理钻孔揭露的控制点数据，整理成坐标*.dat文件，通过sufer插值，再导入GoCAD即可。

6.模型的侧面构造

（1）底面

根据模型的范围，用四个点即可确定。

首先建立底面坐标文件*.dat，文件内容即为四个角点的坐标值。

然后利用GoCAD菜单：

ImportObjects——>RawFiles——>PointsSet——>XYZASCIIFileasapointset导入，形成点数据，在仿照5利用点构造出面。

（2）侧面

侧面是先构造出四个较大的面，然后通过裁剪算法精确构造出。

主要分为以下几步：

（Ⅰ）根据模型范围，建立四个侧面的坐标点文件*.dat，侧面位置如图18所示，图中每一条线代表一个面，四个面的应一样高，最低比模型的底面低，最高比地表的最大高程高。

图18侧面位置

（Ⅱ）导入四个侧面的坐标文件*.dat，然后通过点创建面，同5。

（Ⅲ）通过面的裁剪将各个面的多于部分裁剪掉，首先选择菜单Generalmodel——>Surface，再选择Edit——>Cut——>AndSurfaces，如图19、20，图21为裁剪工具。

图19图20

图21裁剪对话框

在图21所示的裁剪对话框内输入参与运算的面。

（Ⅳ）去掉无效部分。

经过裁剪后，每个面被分为多个部分，选中一个面，然后单击图22中的part按钮，即可显出各个面被裁剪成的区域。

然后通过菜单Edit——>Part——>KeepSelection或RemoveSelection来保留或者删除某一曲面。

结果如图23、24。

图22

图23裁剪后的面图24KeepSelection后

至此，整个模型建立了，如图25所示。

图25三维模型

三、将模型导出

1.合并模型的侧面和底面为一个面，多个地层时应将地层的上下层面和侧面合并，合并方法是New——>Surfaces。

弹出图26所示的对话框，在Surfacesurfaces文本框内输入要合并的面，在name文本框内输入合并后的面的名称，单击OK即可。

图26合并对话框

2.导出数据

导出产生的各个面数据，导出方法为菜单Files——>ExportObjects——>Surface——>IRAP，弹出图27所示的对话框，在Surface文本框内输入要导出的面，也可以通过下拉列表选择，在filename文本框的右边单击打开按钮，选择保存的路径和文件名，保存的文件名扩展名应改为“*.hor”，重复操作即可导出所有的面。

图27导出对话框

3.修改*.hor文件

用记事本打开*.hor文件，对其编辑，删除文件头，只保留坐标数据，文件排列格式为：

面的名称颜色（r,g,b）

点数三角形个数

后边为数据......

图28文件保存格式示例

这些数据都可以在导出的*.hor文件内找到，面的名称可以任意取，rgb值可以根据自己的需要设定，值的范围为0到1，点数即为原始文件的points，三角形个数即为triangles。

4.建立工程文件

建立一个文本文件，将扩展名改为*.prj，然后编辑该文件，将刚刚建立的*.hor文件名依次录入，应包含扩展名。

至此数据导出完毕，可以用程序打开了，即为文件——>打开工程，也可以单独打开*.hor文件，方法为文件——>打开数据。