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(jì)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(zhǎng)到今天，因其自身友好 的界面、 易操作的優(yōu)勢(shì)和及時(shí)反映設(shè)計(jì)師想法的能力逐漸成為建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)常用工具。 無(wú)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(cuò)的實(shí)力，那么在山地規(guī)劃設(shè)計(jì)中 SketchUp 表現(xiàn)又如何呢？由于 SketchUp 對(duì) 曲面建模、異形建模能力對(duì)比3

2、ds MAX 等類型的 3D 軟件來(lái)說(shuō)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(shí)就會(huì)令接觸 SketchUp 不久的設(shè)計(jì)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(jì)展開。 自 己上學(xué)期跟著導(dǎo)師做了兩個(gè)投標(biāo)項(xiàng)目， 一個(gè)是山地丘陵地區(qū)的校園規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)、 一個(gè)是 面江靠山的山地住區(qū)設(shè)計(jì)， 最近又和幾個(gè)同學(xué)共同合作完成了一個(gè)山地別墅區(qū)概念設(shè)計(jì)， 通 過(guò)這些實(shí)踐我才算開始真正地接觸了山地設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)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(jì)中有更好表現(xiàn)，并且在這個(gè)過(guò)程里走了不少?gòu)澛?，有過(guò)很多次失 敗，甚至和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員還有過(guò)關(guān)于這方

3、面技術(shù)問(wèn)題的爭(zhēng)執(zhí)， 現(xiàn)在回想這些事情， 我都覺(jué)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(jì)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Ｎ恼路譃樯稀?下兩 部分，這篇文章主要是總結(jié)關(guān)于山地設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析階段中 SketchUp 山地地形建模的問(wèn)題， 下部則會(huì)詳細(xì)介紹關(guān)于山地道路建模的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。說(shuō)明： 現(xiàn)在回想走過(guò)的種種彎路， 原因就是自己總企圖讓一個(gè)軟件是萬(wàn)能的， 妄想用一個(gè)軟件 搞定所有的事情，但事實(shí)證明我是錯(cuò)的。 每個(gè)軟件都有他所長(zhǎng)，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(zhǎng)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(gè)軟件最適合在山地規(guī)劃設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)師。 QQ 交流記錄我覺(jué)得很有 價(jià)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(shuō)明部分我有些感觸。你所領(lǐng)悟出來(lái)的道理有些像馬云在贏在中國(guó) 欄目中的一次點(diǎn)評(píng)， 他說(shuō)（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(wú)非是貪婪什么的。”山地規(guī)劃設(shè)計(jì)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(gè)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(huì)指導(dǎo)設(shè)計(jì)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(jì)方案。例如：通過(guò)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(duì)工程經(jīng)濟(jì)的影響程度，或者通過(guò)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(jì)師會(huì)通過(guò)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(duì) 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(duì)于現(xiàn)狀分析來(lái)說(shuō)一目了然當(dāng)GIS這類軟件的科學(xué)分析給我們帶來(lái)理性認(rèn)識(shí)的同時(shí)也需要設(shè)計(jì)師對(duì)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(guò)設(shè)計(jì)師對(duì)項(xiàng)目實(shí)地調(diào)研而獲得的，感性認(rèn)識(shí)程度取決于設(shè)計(jì)師實(shí)地調(diào)研的時(shí)間

7、長(zhǎng)短、細(xì)致度。而設(shè)計(jì)師對(duì)場(chǎng)地的感性認(rèn)識(shí)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(qǐng)后，三個(gè)月里租住于盧浮宮旁， 深入研究，細(xì)致觀察。三個(gè)月后得到靈感才最終正式接受密特朗的邀請(qǐng)?？晌覀儧](méi)有貝大師的條件，國(guó)情所致，如今我們接觸到的多數(shù)方案總是會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)周期很短的情況，所以從時(shí)間上來(lái)講在前期調(diào)研中就會(huì)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(gè)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(lái)回也得花掉七個(gè)小時(shí)、這就意味著實(shí)地調(diào)研的機(jī)會(huì)很可能僅僅只有一次。2010年2月底我們接到一個(gè)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(shí)間有

8、限，我們的實(shí)地調(diào)研就只有一上午時(shí)間。加上基地處于山地丘陵地帶、交通不便，要想把整個(gè)場(chǎng)地走完實(shí)屬 不易。車行困難時(shí)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(huì)有“不 識(shí)廬山真面目、只緣身在此山中”的感覺(jué)。那么在這種困難情況下SketchUp就該登場(chǎng)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(lái)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(chǎng)景了。 地形建好以后，您可以毫不費(fèi)體力地從這個(gè)山頭跳到百米開外的那個(gè)山頭、或者你想去調(diào)研時(shí)沒(méi)去過(guò)的那個(gè)山谷回頭看看視線遮擋也沒(méi)問(wèn)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(chǎng)地地形圖3場(chǎng)地內(nèi)的模擬很多時(shí)候，一個(gè)項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)是時(shí)間短任務(wù)重的，那么調(diào)研回來(lái)之后盡快地進(jìn)行山地建模，使得模擬地形能夠以最短時(shí)間呈現(xiàn)在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員面前就是很必要的，這樣設(shè)計(jì)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(shuō)明的是，不是說(shuō)有了 SketchUp等軟件的場(chǎng)地模擬就能代替設(shè)計(jì)師的實(shí)際場(chǎng)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。回到正題，以我目前的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)簡(jiǎn)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(jì)師實(shí)地調(diào)研回來(lái)后通過(guò)SketchUp模型對(duì)場(chǎng)地有進(jìn)一步認(rèn)知， 例如山形、 山勢(shì)、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(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)基地情況進(jìn)行初步討論和交流；3、方便于設(shè)計(jì)師第一時(shí)間通過(guò)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(jì)過(guò)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(jì)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^(guò)自己的模型制作理念：“適當(dāng)?shù)臅r(shí)間、適當(dāng)?shù)募记?、適當(dāng)?shù)男Ч！边@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(jì)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(duì)山地建模方法有所了解并通過(guò)掌握和分析自己 的工作方式，自行體驗(yàn)和訓(xùn)練來(lái)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(gè)基于AutoCAD平臺(tái)開發(fā)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理軟件中的地形工具來(lái)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(yè)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(shì)在于建模方式簡(jiǎn)易，山勢(shì)的表達(dá)明顯而突出，用于小范圍的山地建模沒(méi)有問(wèn)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(shí)就會(huì)因?yàn)槟Ｐ托畔⒅小懊妗睌?shù)量過(guò)多而讓電腦運(yùn)行變緩，不利于繼續(xù)建模或是演示操作。從Sketch

13、Up 5.0版本新增了 Sandbox地形工具以來(lái)，我個(gè)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(jiǎn)單，首先將等高線都封面然后拉伸本來(lái)就多了一道很麻煩的工序，如果是場(chǎng)景較大的山地模型，那么模型信息中“面” 數(shù)就會(huì)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(duì)比，不難看出梯田

14、式模型會(huì)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(gè)相當(dāng)高效的方法，但還是有缺陷。這種方式的建模有兩個(gè)事情需要注意：首先，這種建模方式的第一個(gè)重要步驟是“字轉(zhuǎn)高程”，在這個(gè)階段，湘源控規(guī)這個(gè)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(gè)個(gè)點(diǎn)，然后通過(guò)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(méi)有在轉(zhuǎn)手過(guò)程中被他人破壞過(guò)，數(shù)據(jù)能夠齊全。要不

15、然看似簡(jiǎn)單易行的方法會(huì)因?yàn)樵紨?shù)據(jù)的問(wèn)題折騰你一天，目前我遇見(jiàn)過(guò)的情況有幾種是無(wú)奈的，比如地形圖是tif文件插入CAD，那地形圖就只是個(gè)圖片，比如發(fā)現(xiàn)標(biāo)高數(shù)字是個(gè)塊而不是字體，就無(wú)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(gè)，工作量巨大”總之有時(shí)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(shí)。另一個(gè)問(wèn)題是，湘源控規(guī)生成的山地模型缺少了直觀可見(jiàn)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(shì)。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(duì)正式工作時(shí)選擇自己會(huì)出問(wèn)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(shí)練習(xí)中多做試驗(yàn)找到優(yōu)化方法。對(duì)于方法我想沒(méi)有絕對(duì)的好壞，總的來(lái)說(shuō)應(yīng)盡量根據(jù)不同情況各取所長(zhǎng)吧。圖8 一個(gè)山地住區(qū)投標(biāo)項(xiàng)目， 設(shè)計(jì)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(jué)得 SketchUp山地地形以高效、實(shí)用的目標(biāo)來(lái)看待 建摸應(yīng)該注意以下一些問(wèn)題：1當(dāng)你拿到 CAD地形圖時(shí)，由于地形圖本身表達(dá)的內(nèi)容較多，信息量大，會(huì)導(dǎo)致文件 過(guò)大，所以需要適當(dāng)?shù)鼐?jiǎn)地形圖。根據(jù)個(gè)人習(xí)慣，我一般只會(huì)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(shí)常會(huì)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(huì)發(fā)現(xiàn) CAD文件直接導(dǎo)入 SketchUp中生成曲面地形時(shí)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(shí)，我學(xué)到的方法是根據(jù)目標(biāo)的需要和具體情況簡(jiǎn)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(duì)縮短工作時(shí)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