第六章:表面建模

六.表面建模

6.1 建立DTM

生成DTM表面功能是利用线条或高程点生成DTM(数字地表模型)。

点击“表面”—“生成dtm”,弹出生成dtm参数对话框:

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   在数据源部分可以选择要生成DTM表面的对象信息,可以选择指定的层、当前图形工作区内的所有对象以及选择集对象,在下面部分选择生成DTM表面的参数,点击确定,即完成了DTM的生成。

6.2 实体顶底DTM

该功能是选择对应的实体,可以在实体的顶部、中间或者底部生成DTM表面。

①点击“表面”—“实体顶底DTM

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②弹出的对话框中先输入x步距和y步距,选择生成dtm的位置点击确定。(X、Y步距就是在X和Y方向上每隔几米显示一个点,由这些点连接成网格。)

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③选择需要生成dtm的实体

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④选择完成之后右键确定,即可看到生成的dtm表面(例子中选择为顶部)

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6.3 多边形生成DTM

①点击“默认”—“多边形生成DTM

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②弹出的对话框中有选择是否带洞选项,对于一条闭合线内还存在其他闭合线时,其他的闭合线是否也生成DTM,如果也生成DTM,则不选该项;如果不生成DTM,则选择该项,其他闭合线将不被填充,生成带洞的面。然后点击确定,选择需要生成DTM的闭合线条即可。

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生成前:

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生成后:

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6.4 网格DTM

此功能通过网格估值,可以更加精确的利用原始散点生成网格点和DTM表面模型或三维面模型。

①点击“表面”—“网格DTM

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②弹出网格插值对话框:

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其中:

数据源 — 选择要估值的数据源,如X值、Y值、Z值及其它属性值。

断层参与估值 — 可以选择一个断层线文件进行约束,在生成的DTM表面模型中生成断层。

范围 — 软件自动判断出网格估值的平面范围,间距可以根据情况自定义,XY间距越小,插值越精确。

搜索参数 —可以设置搜索参数包括搜索半径、样品点、四分区搜索、各向异性参数设置等。

6.5 计算DTM之间体积

此功能可以对多个DTM面之间进行体积计算。

①点击“表面”—“计算体积”

②弹出的对话框中:

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计算闭合线内量—是否将闭合线内的体积算入至总体积量;

生成挖填实体—是否自动生成计算体积的DTM之间挖填量的实体;

按Z值分类报告—是否按照Z值分类将计算出的高程,角网面积,工程量等参数;

③设置完对话框中的参数后,将提示框选多边形,然后选中原始DTM表面,最后选择需要开挖的dtm即可,然后就可以看到挖方量报告和生成的挖填实体(提前在对话框中勾选此选项)。

6.6 对象落在DTM

该功能就是将悬空的点或者线段落在dtm面上

①点击“表面”—“对象落在DTM

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②弹出的对话框中,多段线内插点:指线条在落到DTM上时,部分线条会与DTM重合,被DTM覆盖呈现出断断续续的状态,但在覆盖的部分内插点后,线条将完整的出现在DTM面上。

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③对话框设定好之后点击确定,首先选择需要落在DTM的点或线,然后继续选择需要落在的DTM表面上,即可完成操作。

操作前:

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操作后:

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6.7 DTM布尔运算

此功能用于DTM两个面之间计算

①点击“表面”—“DTM之间布尔运算”

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②弹出如下对话框,分为两种计算方式:

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保留2个面上部:以第一个DTM为基准面,用它来裁剪另一DTM,保留基准面以上的部分。

保留2个面下部:以第一个DTM为基准面,用它来裁剪另一DTM,保留基准面以下的部分。

③两种计算方式操作相同,对话框点击确定之后,选择第一个DTM表面,然后继续根据提示选择第二个DTM表面,即可得到计算结果。


6.8 DTM修复

通过一些复杂的对象生成DTM表面之后,以保证创建的DTM表面或者实体模型是一个有效模型,此功能可以对DTM表面进行修复,比如生成边界线、缝补多边形、点落在DTM表面等等。

点击“表面”—“DTM修复”

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点击功能之后,直接选择需要修复的实体,即可完成修复,信息栏中也会显示修复成功的内容。

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6.9 DTM拉伸为体

此功能可以给定一个z值,将DTM表面拉伸为体。

点击“表面”—“DTM拉伸为体”,然后根据提示选择需要拉伸的DTM表面之后弹出如下对话框:

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输入需要拉伸的Z之后点击确定即可操作成功。

6.10 两期体积计算

此功能一般用于工程量计算中,我们需要先获取两个需要计算的DTM面模型,下面的案例我们就用两个月无人机飞出的点云转换成表面模型之后进行操作。其中红色面为上一个月的dtm,黄色的为下一个月的dtm,我们现在用此功能模块计算两个月的挖填方工程量。

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6.10.1 两期挖填对象

首先我们需要生成我们的挖填方实体,点击功能菜单—表面—两期挖填对象:

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在弹出的对话框中我们输入对应的参数:

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其中:

多边形约束—如果勾选,需要先选择一个闭合多段线,后续的工程量计算只会在这个范围内进行。

最小挖填厚度—如果小于这个参数,认为是测量误差,不参与计算。

忽略孤岛体积—如果某一个挖填实体的体积小于这个值,认为是测量误差,不参与计算。

标签高度—生成的挖填实体会有对应的参数标签,标签的高度设置。

调整好对应的参数之后,我们根据软件提示,先选择闭合多边形,然后选择第一期表面模型,最后选择第二期表面模型,然后就会得到所有的挖填方实体。

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然后我们可以手动再删除一下我们认为是测量误差的部分,最后这些挖填实体就是我们的研究对象和统计对象。

6.10.2 算量工具箱

生成挖填实体之后,我们就可以进行下一步操作,软件提供功能丰富的算量工具箱,可以满足客户多方面需求和复杂的报告需求,点击功能菜单—表面—算量工具箱:

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软件的挖填方算量的核心思路就是软件生成的挖填方实体都是可以编辑的,我们通过标高分离,或者多边形分离、合并等操作,把我们认为比如是一个工程队施工的,或者一个台阶由两个队伍施工,这样进行分类,然后对实体附上属性,最后进行分类汇总报告。涉及到的核心功能一共有6个:

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①多边形分离:某一个单独的挖填方实体可以通过闭合多段线对它进行分离,使他变成两个单独的算量体:

首先需要先圈定一个闭合多段线:

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然后按照软件提示进行操作,先选择算量对象,再选择闭合多边形,然后就可以看到刚刚整体的算量体变成了两个部分,同时他的体积标签也自动分开。

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②按标高分离:此功能可以把一个台阶,按照高程切分成两个算量体。

点击按标高分离功能之后,在弹出的对话框中软件会自动识别当前挖填方体的最大最小标高,然后需要在这个范围之内手动输入需要按照多少米的标高进行切分。

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比如我们按照410的台阶标高进行切分,之后就能看到挖填方体变成了上下两个部分,同时体积标签也更这变动。

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③合并:合并则是可以将两个分开的算量体合并成一个,按照软件提示进行操作即可。

合并前:

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合并后:

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④生成边界线:此功能可以快速的自动生成当前挖填实体的边界线,不需要手动绘制,一键生成。

按照软件提示,选择需要生成边界线的挖填方实体,可以单独选择某一个挖填实体,也可以一次性框选所有的实体。

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待软件进度条读取完成之后,可以隐藏一下实体,就可以看到自动生成的边界线:

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⑤算量体赋属性:软件提供算量体的属性标签赋值,可以对某一个算量体进行名称施工者、卸料点信息进行编辑,方便我们后期进行自动汇总报告。

我们可以选中某一个算量体,然后在软件右边属性框中输入对应的信息,然后标签页就会自动更新显示。

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如果这个标签图不符合客户的出图标准,也可以手动删除掉,我们只需要击碎一下算量体对象(选中对象,输入x,回车),即可删除。

⑥打印成图:此功能可以在软件中生成算量体对应的工程量计算验收单,包括验收前和验收后的现状图,挖填方量等信息。

点击功能之后,我们按照软件提示选择对应的算量体之后,即可在软件中插入对应的计算验收单。

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⑦Excel汇总:按照上面的步骤对算量体进行编辑和赋属性之后,即可点击此功能,在对话框中可以选择分类报告:

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选择需要汇总报告的挖填方实体之后,就会自动弹出汇总的excel报告:

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6.11 挖填平衡

挖填平衡是指在工程建设中通过合理调配挖方量和填方量,使两者尽可能接近或相等,从而减少外运或外借土石方的成本优化策略‌。软件可以根据DTM表面模型和挖填方范围进行自动计算并生成对应的挖填方实体。

点击功能菜单—表面—挖填方平衡:

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弹出的对话框中,我们可以选择两种方式,第一是垂直挖填方,第二就是按照台阶进行挖填方,后者需要手动输入台阶参数,包括剖面角、台阶高度、平台宽度等。填方松散系数按照实际情况输入即可。

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按照软件提示,先选择开挖范围即开挖闭合多边形,然后再选择dtm表面模型即可得到结果:

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6.12 二维网格估值

二维网格估值就是可以通过样品点信息,对赋值属性进行二维网格面估值,生成对应的等值线图和色带渲染图。此案例中,我们选择从钻孔提取出来的样品点,对属性1进行二维网格估值。

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点击功能菜单—表面—创建二维网格:

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对话框中可以填写二维网格对应的步距,如果步距越小,则面文件越精确,同时可以按照正交矩形或者旋转矩形的方式来创建二维网格面。

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在创建的时候我们可以上下移动面或者切换视角创建面,来达到我们想要的效果。

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点击功能菜单—表面—二维网格估值:

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在弹出的对话框中,我们需要先在“样品点文件”中选择对应的样品点kdf文件,同时,点击浏览就可以看到样品点的各项属性,案例中我们对属性1进行估值所以数据源下拉框中选择“属性1”即可,其他的选项在块体模型估值中都有介绍,这里就不过多赘述,请自行查阅。然后点击确定即可。

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输出的结果中,二维网格进行了色带图的渲染,同时可以选中面之后在属性框中查看到当前的网格参数。

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可以双击面对像,对话框中可以调整色带图样式和等值线的参数。


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最后就得到了我们的二维网格估值面,此数据可以在远程文件共享—ky.help——04_表面建模—12二维网格估值中找到,可以配合此演示数据进行练习操作。

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6.13 台阶平整度着色

此功能一般用于露天矿使用。台阶平整度检查的目的是确保露天矿边坡和作业平台的稳定性,降低安全风险。露天矿的台阶是开采过程中的核心结构,若平整度不足(如表面凹凸不平或坡度不均),可能导致边坡滑落、岩体崩塌等事故。通过定期检查台阶平整度,管理者可识别潜在的地质隐患(如裂缝或不稳定区域),并及时采取加固或调整措施。例如,平整度检查能确保爆破后的台阶表面符合设计标准,减少落石对下方作业人员和设备的威胁,从而提升整体安全水平。

软件可以用过输入标准台阶的高度,即可用过自定义色带一键输出渲染图,台阶平整度一目了然。在此教学案例中,我们使用某露天矿的现状表面图,查看550、560、570、580四个台阶的平整度。当然,在实际使用中,可以输入整个矿区的标准台阶,来查看所有的台阶平整度。

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点击功能菜单—表面—台阶平整度着色:

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在弹出的对话框中:

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需要在标准台阶里面输入对应的参数,也可以通过excel编辑,然后粘贴进软件,同时也可以按照自己的需求在色带定义中调整渲染数据。点击确定之后即可按照软件提示选中当前表面进行操作。

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这样整体台阶的平整度就一目了然了,后续可以通过这个图对安全生产进行指导。

6.14 绘制等值线

等值线是制图对象某一数量指标值相等的各点连成的平滑曲线。以相等数值点的连线表示连续分布且逐渐变化的数量特征的一种图型就是等值线图。

我们可以打开一个表面模型之后,点击功能菜单—表面—绘制等值线:

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按照软件提示选择三角网模型之后弹出的对话框中:

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其中:

数据源 — 可以选Z值或其他属性值作为等值指标。

最大值 — 所选字段的最大值,选定“数据源”后该值由软件自动给出。

最小值 — 所选字段的最小值,选定“数据源”后该值由软件自动给出。

圆滑线 — 选生成等值线的圆滑方式。

步 距 — 预设的需要显示的等值线间的间隔,

次曲线数目 — 指的是在设定的步距内,显示的等值线条数。

文字高度 — 等值线标注文字的字体高度。

标注间隔 — 同一条等值线上两相邻标注文字的间隔大小。

填充色带 — 按照不同的值范围将区域填充颜色显示。

   点击确定,操作完成。如下图所示:

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6.15 提取坡顶/坡底线

此功能多用于露天矿,根据影像图生成的DTM表面模型可以快速提取坡顶坡底线。

点击功能菜单—表面—提取坡顶\坡底:

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在弹出的对话框中:可以设置对参数进行调整来满足复杂的地形,一般采取默认参数即可,如果台阶太短,可以适当调小多段线取样距离来尝试提取。然后点击确定,选择dtm表面即可自动生成坡顶坡底线。

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6.16 图片投影到面

此功能可以将任意的图片贴在表面或者实体模型上,它与属性UV贴图不同的是,此功能是从xy平面视角进行投影贴图。我们需要在图形区先打开需要贴图的模型和准备好的图片。

点击功能菜单—表面—图片投影到面:

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按照软件提示操作即可,先选择三角网再选择图形即可。

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6.17 库容计算

库容计算就是计算目标体积,可以通过输入指定的挖填方目标量,生成对应的实体。

我们以教学案例中的示例文件作为例子,按照表面和闭合多段线的范围分别计算填方5万方和挖方5万方对应的挖填实体。点击功能菜单—表面—库容计算:

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在弹出的对话框中我们可以选择是需要计算挖方还是填方,然后输入对应的目标体积点击确定即可。然后按照软件提示先选择开挖范围线,在选择dtm即可得到结果。

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