山地地形現(xiàn)狀分析與SketchUp山地地形建模

1、轉(zhuǎn)：山地地形現(xiàn)狀分析與 SketchUp 山 地地形建模應(yīng)用 SketchUp 在山地規(guī)劃設(shè)計中的實(shí)踐總結(jié)山地地形現(xiàn)狀分析與 SketchUp 山地地形建模余治良2010.09.13前言： 前幾天官方發(fā)布了最新的 SketchUp 8.0 版本。 SketchUp 成長到今天，因其自身友好 的界面、 易操作的優(yōu)勢和及時反映設(shè)計師想法的能力逐漸成為建筑規(guī)劃設(shè)計常用工具。 無論 是摩天大樓還是獨(dú)棟別墅，小區(qū)規(guī)劃還是建筑單體， SketchUp 在方案推敲和方案表現(xiàn)上都 顯示出了不錯的實(shí)力，那么在山地規(guī)劃設(shè)計中 SketchUp 表現(xiàn)又如何呢？由于 SketchUp 對 曲面建模、異形建模能力對比3

2、ds MAX 等類型的 3D 軟件來說弱了許多，所以當(dāng)需要表達(dá)復(fù)雜山地環(huán)境和山地道路時就會令接觸 SketchUp 不久的設(shè)計師頭痛。我目前所在的城市是美麗的山城重慶， 大大小小的項(xiàng)目幾乎都圍繞著山地設(shè)計展開。 自 己上學(xué)期跟著導(dǎo)師做了兩個投標(biāo)項(xiàng)目， 一個是山地丘陵地區(qū)的校園規(guī)劃和建筑設(shè)計、 一個是 面江靠山的山地住區(qū)設(shè)計， 最近又和幾個同學(xué)共同合作完成了一個山地別墅區(qū)概念設(shè)計， 通 過這些實(shí)踐我才算開始真正地接觸了山地設(shè)計。 設(shè)計工作中我一直在不斷學(xué)習(xí)， 嘗試如何讓 SketchUp 在山地規(guī)劃設(shè)計中有更好表現(xiàn)，并且在這個過程里走了不少彎路，有過很多次失 敗，甚至和設(shè)計團(tuán)隊(duì)成員還有過關(guān)于這方

3、面技術(shù)問題的爭執(zhí)， 現(xiàn)在回想這些事情， 我都覺得 很有意義，所有這一切都在幫助我進(jìn)步?，F(xiàn)將 2010 年上半年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)在此成文， 不是什么教程， 不是高手經(jīng)驗(yàn)， 只是自己設(shè) 計工作中某一環(huán)節(jié)的方法和思路的總結(jié)， 這是自我反思提高的分享文章，希望這點(diǎn)分享能夠?qū)δ兴鶐椭?。文章分為上?下兩 部分，這篇文章主要是總結(jié)關(guān)于山地設(shè)計現(xiàn)狀分析階段中 SketchUp 山地地形建模的問題， 下部則會詳細(xì)介紹關(guān)于山地道路建模的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。說明： 現(xiàn)在回想走過的種種彎路， 原因就是自己總企圖讓一個軟件是萬能的， 妄想用一個軟件 搞定所有的事情，但事實(shí)證明我是錯的。 每個軟件都有他所長，如同人一樣，總有這樣那樣

4、 的優(yōu)缺點(diǎn)，所以找到自我、取長補(bǔ)短也許是最好的方式。這次總結(jié)的目的就在于找到SketchUp 這個軟件最適合在山地規(guī)劃設(shè)計中發(fā)揮效能的方面。 本文修改期間，著名建筑網(wǎng)站 ArchiCN 中文建筑資訊站團(tuán)隊(duì)成員之一劉子安設(shè)計師在 給我的文章修改建議中也提到類似觀點(diǎn)，很感謝劉子安設(shè)計師。 QQ 交流記錄我覺得很有 價值，部分分享于此：津劉子安 2010-09-07 23:46:16另外，看你文章中的說明部分我有些感觸。你所領(lǐng)悟出來的道理有些像馬云在贏在中國 欄目中的一次點(diǎn)評， 他說（大意如此）：“人們創(chuàng)業(yè)成功的方法有千百種，而失敗的原因就那 么幾種，無非是貪婪什么的?！鄙降匾?guī)劃設(shè)計中現(xiàn)狀分析的主要

5、目標(biāo)是分析山地這種特殊基地環(huán)境的地質(zhì)、地形、氣候、水文、植被等各個因素，從而得出用地適宜度的分析結(jié)論。這些具體結(jié)論會指導(dǎo)設(shè)計師找到合理正確的山地利用方式，進(jìn)而形成合理的規(guī)劃以及建筑設(shè)計方案。例如：通過坡度分析可明確山地地形的陡緩程度，判斷不同地段的利用可能性，對工程經(jīng)濟(jì)的影響程度，或者通過坡向分析得出某一區(qū)域的日照優(yōu)劣以及所受風(fēng)影響的具體情況等等。由于山地地形環(huán)境復(fù)雜，牽涉自然環(huán)境因素較多，如需要高效、準(zhǔn)確、清晰的分析成果（圖像、數(shù)據(jù)），多數(shù)設(shè)計師會通過CAD地形圖以及 GIS軟件生成模型信息進(jìn)行分析圖制作。您如果對 SketchUp有所了解就很容易判斷出單單運(yùn)用SketchUp進(jìn)行山地地形的

6、現(xiàn)狀分析是極其低效和不專業(yè)的做法。那么SketchUp能在現(xiàn)狀分析階段做點(diǎn)什么貢獻(xiàn)呢？5153390J as I -O.4*.13證迅NOflfi -22MfiKWlreMtl22.M7.SiJudiiwt (117.5-17 5)South (1S7臭站丸豹 duUnwMEWIN R47 -? 9)NcwWrtwt 往2 5-13-7 5圖1 一次項(xiàng)目中的 GIS分析圖，直觀的數(shù)據(jù)和圖例對于現(xiàn)狀分析來說一目了然當(dāng)GIS這類軟件的科學(xué)分析給我們帶來理性認(rèn)識的同時也需要設(shè)計師對項(xiàng)目有著深刻 的感性體驗(yàn)。這種感性體驗(yàn)通常情況是經(jīng)過設(shè)計師對項(xiàng)目實(shí)地調(diào)研而獲得的，感性認(rèn)識程度取決于設(shè)計師實(shí)地調(diào)研的時間

7、長短、細(xì)致度。而設(shè)計師對場地的感性認(rèn)識直接影響到方案創(chuàng)作。著名的盧浮宮擴(kuò)建工程中，貝聿銘在得到總統(tǒng)親自邀請后，三個月里租住于盧浮宮旁， 深入研究，細(xì)致觀察。三個月后得到靈感才最終正式接受密特朗的邀請?？晌覀儧]有貝大師的條件，國情所致，如今我們接觸到的多數(shù)方案總是會出現(xiàn)設(shè)計周期很短的情況，所以從時間上來講在前期調(diào)研中就會出現(xiàn)很大困難，而且地形是處于山地地區(qū)這就難上加難了。我最近所涉及到的兩個投標(biāo)項(xiàng)目都是在重慶郊縣地區(qū)，遠(yuǎn)的地方自己開車來回也得花掉七個小時、這就意味著實(shí)地調(diào)研的機(jī)會很可能僅僅只有一次。2010年2月底我們接到一個大學(xué)校區(qū)規(guī)劃項(xiàng)目，其占地大概就有1100畝地，因?yàn)殡x市區(qū)較遠(yuǎn)、 時間有

8、限，我們的實(shí)地調(diào)研就只有一上午時間。加上基地處于山地丘陵地帶、交通不便，要想把整個場地走完實(shí)屬 不易。車行困難時縱然你是極度敬業(yè)、精力充沛、決心步行，可是走在山路之中也會有“不 識廬山真面目、只緣身在此山中”的感覺。那么在這種困難情況下SketchUp就該登場了。利用其高效快速的建模能力，直觀便捷的三維觀察方式再配合回來之后實(shí)地調(diào)研的照片以及Google Earth相關(guān)衛(wèi)星圖片我們就可以在工作室里準(zhǔn)確有效地模擬、再現(xiàn)基地場景了。 地形建好以后，您可以毫不費(fèi)體力地從這個山頭跳到百米開外的那個山頭、或者你想去調(diào)研時沒去過的那個山谷回頭看看視線遮擋也沒問題，在虛擬山地模型中幾秒鐘之內(nèi)就可以滿足您！圖

9、2占地約1100畝的場地地形圖3場地內(nèi)的模擬很多時候，一個項(xiàng)目的方案設(shè)計是時間短任務(wù)重的，那么調(diào)研回來之后盡快地進(jìn)行山地建模，使得模擬地形能夠以最短時間呈現(xiàn)在設(shè)計團(tuán)隊(duì)每個成員面前就是很必要的，這樣設(shè)計師才能更快地進(jìn)入方案創(chuàng)作狀態(tài)，所以關(guān)鍵詞是：高效。需要說明的是，不是說有了 SketchUp等軟件的場地模擬就能代替設(shè)計師的實(shí)際場地調(diào) 研了，有條件的情況下更應(yīng)該多深入調(diào)研才是可行之道?；氐秸}，以我目前的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來簡單總結(jié)SketchUp在山地地形現(xiàn)狀分析中的用途如下：1、 有利于設(shè)計師實(shí)地調(diào)研回來后通過SketchUp模型對場地有進(jìn)一步認(rèn)知， 例如山形、 山勢、空間關(guān)系、視線分析、日照模擬等等

10、；2、這種類似于沙盤形式的模型方便了設(shè)計團(tuán)隊(duì)對基地情況進(jìn)行初步討論和交流；3、方便于設(shè)計師第一時間通過模型演示和甲方溝通交流；4、建立大概的基地周邊山地環(huán)境有利于方案設(shè)計過程中多方案比較，特別是山地建筑 空間關(guān)系的推敲。這些是我能想到的，歡迎您的補(bǔ)充。圖4 SketchUp梯田式山地建模在AiTOP專業(yè)作者團(tuán)隊(duì)中，包秀遠(yuǎn)設(shè)計師是 SketchUp高手之一，他曾經(jīng)在AiTOP專 業(yè)文章如何利用貼圖制作SketchUp軍艦?zāi)Ｐ椭刑岬竭^自己的模型制作理念：“適當(dāng)?shù)臅r間、適當(dāng)?shù)募记?、適當(dāng)?shù)男Ч?。”這一點(diǎn)我很贊同，換成我自己的觀點(diǎn)就是：高效、實(shí)用、直指設(shè)計目標(biāo)。從前面的文章分析描述不難看出，Sketch

11、Up山地地形建模的目標(biāo)應(yīng)該是：高效、準(zhǔn)確地建模。如何能達(dá)到高效準(zhǔn)確地建模則需要對山地建模方法有所了解并通過掌握和分析自己 的工作方式，自行體驗(yàn)和訓(xùn)練來找到適合具體項(xiàng)目的最短最快建模途徑。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我總結(jié)了目前我所學(xué)習(xí)到的幾種制作山地模型的方法：第一種，面生成模型一一即大家最早采用的將等高線封面，然后按一定高度拉高再生成梯田式山地模型，如圖 4;第二種，線生成模型一一利用等高線和San dbox地形工具生成平滑曲面的山地模型；這種方法我主要學(xué)習(xí)于AiTOP五天從入門到實(shí)戰(zhàn) 一書中的山地建模一章內(nèi)容，當(dāng)然網(wǎng)上也有其他利用各種插件進(jìn)行建模的方式；第三種，點(diǎn)生成模型一一我所知道的主要是利用湘源控規(guī)

12、這個基于AutoCAD平臺開發(fā)的規(guī)劃設(shè)計與管理軟件中的地形工具來生成模型然后導(dǎo)入SketchUp，如果數(shù)據(jù)精確那么可以得到較為準(zhǔn)確的平滑曲面山地模型。相關(guān)視頻教程在湘源控規(guī)主頁上提供有下載：http:/www.csxysoft.eom/i ndex.asp 。在“點(diǎn)、線、面”山地模型生成方式中，以面生成模型的方式似乎是最早一種，大多數(shù) 初學(xué)者也都在利用這種方式。其優(yōu)勢在于建模方式簡易，山勢的表達(dá)明顯而突出，用于小范圍的山地建模沒有問題，適合初學(xué)者上手并完成任務(wù)。但是這種以面生成模型的方法在大范 圍建模時就會因?yàn)槟Ｐ托畔⒅小懊妗睌?shù)量過多而讓電腦運(yùn)行變緩，不利于繼續(xù)建?；蚴茄菔静僮鳌腟ketch

13、Up 5.0版本新增了 Sandbox地形工具以來，我個人認(rèn)為用線生成模型的方式 更為高效、實(shí)用。不建議使用梯田式這類地形建模方法，原因簡單，首先將等高線都封面然后拉伸本來就多了一道很麻煩的工序，如果是場景較大的山地模型，那么模型信息中“面” 數(shù)就會劇增，直接違背了SketchUp建模需要“省面”的基本原則，而且占用資源還很有可能不利于后期多方案比較的效率。當(dāng)然，如果您想追求梯田式特殊效果那就另當(dāng)別論了。Show nrsirtl ti；CtHjnEowsonsFamk006UrrU-lQ0血SinrRHonsfi01UbTETS3UTje| Fx 曲圖5以上是同一塊地形的建模對比，不難看出梯田

14、式模型會比曲面山體的面數(shù)多得多（曲面模型的面數(shù)：7452，梯田式建模的面數(shù)：15789）以點(diǎn)生成模型方式也是我最近才學(xué)習(xí)到的，實(shí)質(zhì)上是利用 CAD地形圖本身的數(shù)據(jù)在湘源控規(guī)軟件中生成山地模型，然后導(dǎo)入到 SketchUp中繼續(xù)進(jìn)行加工處理。 初看是個相當(dāng)高效的方法，但還是有缺陷。這種方式的建模有兩個事情需要注意：首先，這種建模方式的第一個重要步驟是“字轉(zhuǎn)高程”，在這個階段，湘源控規(guī)這個軟件主要是利用CAD地形圖中GCD圖層（碎部高程記注點(diǎn)）的標(biāo)高數(shù)字轉(zhuǎn)換為相應(yīng)標(biāo)高的一個個點(diǎn)，然后通過這些點(diǎn)定 位生成三維模型。這需要你拿到的地形圖是比較準(zhǔn)確的，并且沒有在轉(zhuǎn)手過程中被他人破壞過，數(shù)據(jù)能夠齊全。要不

15、然看似簡單易行的方法會因?yàn)樵紨?shù)據(jù)的問題折騰你一天，目前我遇見過的情況有幾種是無奈的，比如地形圖是tif文件插入CAD，那地形圖就只是個圖片，比如發(fā)現(xiàn)標(biāo)高數(shù)字是個塊而不是字體，就無法利用“字轉(zhuǎn)高程”命令，想替換字體又發(fā)現(xiàn)需替換的標(biāo)高數(shù)字有幾千個，工作量巨大”總之有時候看似輕松而撿便宜的辦法反而更讓您 頭痛，更讓您費(fèi)時。另一個問題是，湘源控規(guī)生成的山地模型缺少了直觀可見的等高線，這 也不利于觀察、分析地形。地形的等高線排列疏密度可以直觀清醒地判斷出山地地形的坡度 大小，所以保留為好。湘源控規(guī)生成地形關(guān)鍵一步字轉(zhuǎn)高程弄N申匸 Ff! 31 mI F ST.ELFTP，吃科川！0 口ijnri応f、

16、出 * 霆生業(yè)*母慮蛍杜債矍涉打 卸 曲 入&|立0 汕 卸w 5f EK 怦4*tliltl悴鵲J舫圖7湘源控規(guī)生成的地形，只需導(dǎo)入SketchUp進(jìn)行加工處理目前自己算是大概了解了SketchUp基本的山地建模方式， 當(dāng)然每種方法各有優(yōu)勢。女口何利用？如何提高效率？作為初學(xué)者，我認(rèn)為真正的高效率是在您面對正式工作時選擇自己會出問題最少的一條路徑，然后踏實(shí)地做好，保證任務(wù)的完成，再在平時練習(xí)中多做試驗(yàn)找到優(yōu)化方法。對于方法我想沒有絕對的好壞，總的來說應(yīng)盡量根據(jù)不同情況各取所長吧。圖8 一個山地住區(qū)投標(biāo)項(xiàng)目， 設(shè)計是由前輩所做， 我主要任務(wù)是負(fù)責(zé)建模， 在這次建模中 綜合運(yùn)用了較多的山地建模方

17、法SketchUp山地地形建模工作，我覺得 SketchUp山地地形以高效、實(shí)用的目標(biāo)來看待 建摸應(yīng)該注意以下一些問題：1當(dāng)你拿到 CAD地形圖時，由于地形圖本身表達(dá)的內(nèi)容較多，信息量大，會導(dǎo)致文件 過大，所以需要適當(dāng)?shù)鼐喌匦螆D。根據(jù)個人習(xí)慣，我一般只會保留等高線、道路、水系、 沖溝等必要要素；2、因?yàn)镃AD地形圖中等高線時常會出現(xiàn)亂線、斷線、重線等等冗余數(shù)據(jù)的可能，以至于你常會發(fā)現(xiàn) CAD文件直接導(dǎo)入 SketchUp中生成曲面地形時軟件卡死現(xiàn)象。所以，強(qiáng) 烈建議在導(dǎo)入 SketchUp之前把必要的地形重新描一遍。重描地形圖時，我學(xué)到的方法是根據(jù)目標(biāo)的需要和具體情況簡化地形等高線，方法是每隔3米 5米重描等高線，這樣可以在保證建模質(zhì)量的情況下相對縮短工作時間；3、建議道路系統(tǒng)與地塊分開建模，而不要利用懸置工具在極為不平整的山地地形上形成路