AutoCAD Civil 3D和3ds Max Design在道路建模中的应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)福建省测绘院 作者:李俊超

  介绍利用AutoCAD Civil 3D进行道路建模的过程,并将Civil 3D道路模型导入到3ds Max Design中作进一步加工,从而进一步获取道路的三维景观模型。

一、引言

  传统的道路勘测设计大都采用二维方式来表现各种地物,少数设计成果也只是提供局部的、静态的或线框形式的三维透视图,无法直观地表现设计的结果,对于没有相关知识经验的人员来说,就更加难以获得形象化的感受。因此,需要采用一种更加直观的方式来展现设计蓝图。目前,三维可视化技术已成为国际上的应用热门。通过对道路进行建模,可以获取道路的三维模型,再利用可视化技术就可以在计算机上实现对道路的模拟,从而制作出具有真实感的效果图和三维动画等。在此基础上,还可以对设计方案进行分析和评价,检测设计路线是否合理、与周围环境及景观是否协调等。

  随着计算机软硬件技术的发展,道路三维模型在道路设计中越来越受到关注,数字公路已成为国内外交通发展的必然趋势。目前,已经出现了许多优秀的道路设计软件,国外的道路CAD 软件有德国IB&T 软件公司的CARD/1、英国Infrasoft 公司的MXRoad、美国Intergraph 公司的InRoads 等,国内的则有中交第一公路勘察设计院有限公司的Hintsoft、上海中交海德交通科技股份有限公司的海德( HEAD) 系统、西安立德公路工程咨询有限公司的纬地道路辅助设计系统( HintCAD) 、东南大学李方教授主持开发的路线与互通式立交CAD 系统EICAD 等。事实上,道路三维模型已经在道路勘察、设计、施工、管理养护和用户服务的各个过程中获得了应用。Autodesk 公司长期以来致力于图形设计类软件的研发,它旗下的Civil 3D 2011 就是一款优秀的土木工程的三维设计产品,本文将通过对其道路设计模块相关功能的简要说明来展现其应用于道路设计的价值。

二、利用Civil 3D 和3ds Max Design进行道路建模

  Civil 3D 在道路建模方面具有十分强大的功能,它可以用于创建复杂的道路模型,如对道路交叉点进行设计、设计互通、对路线进行超高编辑等,而且利用Civil 3D 创建的道路模型能够与地形曲面很好地贴合到一起,生成美观的模型。Civil 3D 提供了良好的操作界面,用户如果熟悉道路建模的相关知识,就能很快上手。但是,Civil 3D 材质库不够丰富,渲染能力有限,而3ds Max Design 作为Autodesk公司另一款著名的三维设计软件,十分适用于三维模型的编辑,且具有强大的渲染能力。因此,将Civil 3D 所创建的道路模型导入3ds Max Design作进一步处理后,就能够生成逼真的三维景观模型。利用AutoCAD Civil 3D 和3ds Max Design进行道路建模的流程如图1 所示。

三、利用Civil 3D 进行道路建模

  1. 原始资料的搜集

  在利用Civil 3D 进行道路设计之前,首先要准备必要的原始数据,即工程项目区域的相关资料,如区域概况、设计标准等; 然后要获取项目区域的数字地形模型( digital terrain model,DTM) ; 接着在DTM 的基础上进行选线及道路纵断面、横断面等的详细设计; 最后完成道路数字模型的建立。

利用Civil 3D 和3ds Max Design 进行道路建模示意图

图1 利用Civil 3D 和3ds Max Design 进行道路建模示意图

五、结束语

  本文简要介绍了利用AutoCAD Civil 3D 进行道路建模的方法,并说明了如何将Civil 3D 所创建的道路模型导入到3ds Max Design 中进行进一步修饰的方法。用户可以很方便地创建多种路线方案,并对土方量进行计算、视距检查等,从而评价各条路线的优劣,为最终方案的选择提供参考。

  将Civil 3D 中创建的道路模型导入到3ds MaxDesign 经过进一步处理后,用户可以获取道路模型的渲染影像、动画等,还可以对道路模型进行三维漫游浏览。这些成果在进行展示时将十分形象,更易理解,且可以对道路的细节可进行查看。本文中的插图来自于实际项目,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Civil 3D 和3ds Max Design 进行道路建模,提高了道路三维可视化设计的质量和速度,能够带来巨大的经济效益和社会效益。但是,目前的Civil3D 也不是完美的。Civil 3D 推荐用户对道路进行分段建模,每段的长度尽量不要超过1 km,当用户路线设计过长时,将会带来数据量的增加,Civil 3D 系统的运行将会变得迟缓,过大的模型在导入到3dsMax Design 中作进一步操作时也会出现类似的问题。因此,笔者期待Civil 3D 及3ds Max Design 产品在后续版本中能够支持更大模型的建模,能够采用动态调用技术及索引机制来显示道路局部模型,从而加快模型的显示。

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