浅谈AUTOCAD 3D在勘察中的应用

摘要 AUTOCAD三维技术已广泛应用于工程实践中，本文进行了勘察对AUTOCAD三维技术的需求分析，列举了其在勘察中包括地表地质的三维建模与工程量计算的应用，并介绍其建模方法和过程。

关键词：三维技术；勘察；AUTOCAD；应用

Abstract：AUTOCAD 3D technology has been widely used in engineering practice, conducted a survey AUTOCAD 3D technology, needs analysis, setting forth its surface geology in the investigation, including 3D modeling and application of engineering calculation, and describes the modeling method andprocess.

Key words: 3D technology; investigation; of AUTOCAD; application

中图分类号：O343.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

引言

AUTOCAD软件是由Autodesk公司推出的功能强大的绘图工具。AUTOCAD虽然是一款绘图软件，但在实际的施工测量、岩土工程勘察中的作用是非常大的。利用AUTOCAD软件，可以将施工测量工作中的施工放样、导线计算、各种点线及激光指向仪的安设和标定工作更简单，能得到各种高精度的测量数据。AUTOCAD三维技术是计算机领域的一项重要技术，通过曲面编辑、三位立体建模等功能，可以实现复杂工程的建模。由于其诸多优点，AUTOCAD三维技术已广泛用于工程建设中。将AUTOCAD三维技术用于岩土工程勘察工作，能大大促进岩土工程勘察的发展。

1.岩土工程勘察对AUTOCAD三维技术需求分析

由于计算机技术和各种现代科技技术的应用，岩土工程勘察的工作得到迅猛发展，装备和先进技术在应用水平上有了较大进步和提高。AUTOCAD制图技术已广泛应用于岩土工程的勘察设计中，功能也日益完善。岩土工程勘察过程，是通过钻探、物探、原位测试等勘察的手段获取勘探点地质信息，然后根据有限的勘探点信息推断出地质剖面图，供施工设计参考使用。在岩土工程勘察中，地形图是不可缺少的。勘察中的实体对象有钻孔、测绘点、地质点、勘探线、实测剖面、地层、坑探、施工边坡，由这些测绘实体构成的联系实体有实测剖面图、钻孔柱状图、勘探剖面图、施工边坡展示图、探井展示图、分析图等图件，还有这些对象结合相关计算和经验推测出三维模型对象。几何特征对象包括点、线、面、体对象。将AUTOCAD三维技术应用于岩土工程勘察中，通过三维视图可以直观地观察地质地貌情况，绘制断面图可以快速计算工程量，给岩土工程勘察工作带来了很多方便，同时也提高了地质勘察数据分析的准确性。

2.AUTOCAD三维技术用于地表地质建模

地表地质三维建模，就是以地形为基础，应用地质分界线投影法把地质界线投影在地形模型上，通过追踪地质分块，组合成地表地质模型。地表地质建模追求真实感，把地形看作为复杂的几何面，建立地形的网格模型。

地表地质三维建模的基本过程：获取地表数据，从AUTOCAD图形中提取地形的等高线与地质界线等地表数据，并将其存储为文本文件；拟合多层次B样条，读入地形数据文件，采用多层次B样条方法对大规模离散地形点进行拟合，以得到地表曲面的函数；计算界线Z坐标，根据拟合函数计算地质界线的Z坐标；区分地表数据，采用地质分块跟踪法追踪每个分块的边界控制图形，并对离散点进行归类；地表地质建模，对每个分区构建不规则三角网模型，并由已求出的多层次B样条函数进行拟合，使模型表面更加光滑；利用OpenGL技术实现三维地表地质模型的显示。

地表地质模型创建完后，只有把其放在三维空间的适当位置，并选择合适的试点和观察方向才有利于观看。观察场景中的模型时，需要进行模型视图变换、视区变换和投影变换等一系列变换。通过计算法向量可以确定各个顶点应接受多少光照。选取适当光照模型，通过设置光源位置对模型光照渲染，再计算模型的关照强度，使地表模型具有较好的立体感。三维地表地质效果图不仅可以显示地表起伏变化，并使用不同颜色表达不同岩性信息，比纯粹的地形模型更加直观形象。

图1地表地质三维模型效果图

3.AUTOCAD三维技术用于工程量的计算

岩土工程勘察中有关工程量的计算会遇到许多不规则实体的工程量计算。一般的计算工程量的方法有等高线法、方格网法、块面法、断面法、平均高程法等。运用传统的方法不但会花费大量的时间、人力和物力，而且计算的效果和精度还不太理想。利用AUTOCAD三维建模技术可以方便地解决工程量计算问题。

利用AUTOCAD三维建模技术计算工程量的步骤：首先进行数据采集工作，根据实际山体的横纵断面的变化情况，设置横断面线；然后用测量仪器测出起伏变化的三维坐标数据；接着进入AUTOCAD三维坐标系统，利用用户坐标系，在Z轴方向选择路线中线，并将横断面按桩号在中线上排列开；利用放样命令，可以生成三维实物模型。使用放样命令要求按顺序选择需要放样的断面，然后按断面放样；生成实体图后，然后利用AUTOCAD中的面域查询命令选择实体，确认后就可以得到工程的体积。

AUTOCAD三维建模技术在工程实践中的应用非常广泛，可以将其用于回填工程量计算、土方工程量计算、复杂结构物工程量计算等。熟练运用三维建模功能，能够准确而快速地获得工程量，极大提高工作效率。

结束语

把AUTOCAD三维技术应用于岩土工程勘察中，可以促进勘察技术的发展。通过三维视图能够直观地观察地质地貌情况，绘制断面图可以快速计算工程量，这些都给岩土工程勘察工作带来了很多方便，同时也提高了地质勘察数据分析的准确性。

参考文献

[1]陈勇. 在AutoCAD中由三维实体模型生成工程图[J].机械管理开发，2011（1）：26-27

[2]闫海涛，岳全贵，詹才平. 基于VBA的地质勘察CAD软件开发[J].交通科技，2010（7）：125-127

[3]李贵刚，赵德禄. 运用AutoCAD软件制作现场勘查图[J].吉林公安高等专科学校学报，2011（2）：127

[4]白复锌，王善功，安智海.基于AutoCAD平台的地下矿山开采三维可视化系统在鑫汇金矿的研究与应用[J].中国矿业，2010（19）：289-291