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BIM+GIS+CAD融合是当下比较热的一个概念。
在设计环节,自然是希望能够基于真实的航测成果去做设计(在现状地形的基础上做设计),设计完的成果能够直接导入到GIS平台叠加红线、水系、路网等各种业务数据,做设计方案的校验。
同豪、Revit、Microstation、OpenRoads等bim设计软件基本都可以直接导入tif格式的地形或者txt的高程点或者等高线等作为设计底图。不论是基于CAD做翻模,还是直接做正向设计,因为都是大尺度长线性工程,基本都有匹配的投影文件。
而3dsmax、sketchup本身以效果好、速度快见长的建模软件,在投影适配方面略微差一些。而做古建保护、市政设计,涉及的范围一般都比较小,经常也不涉及投影。如果要把设计成果和GIS完美叠加,也需要投影的支持。
本文围绕航测成果导出为可直接进入3dsmax、sketchup的模型,并做好对应的投影配置,保证基于航测成果完成的设计,可以快速的进入到GIS平台。
1.航测dsm(tif格式的地形)导入GlobalMapper
示例1:无人机航测dsm成果,或者激光雷达测绘地形
一般是大疆智图或者CC生成的DSM数据
直接拖拽tif进行加载即可,下图的示例是搭载了激光设备测绘后生成的地形数据。
我们可以查看一下数据当前的投影:刚好是国家2000,3度带的数据
示例2:一块5米分辨率的地形数据
投影是wgs84经纬度的。
2.配置国家2000平面投影
配置国家2000坐标信息的核心原因:
1.当前在工程上面,国家已经在统一为国家2000坐标系了。
2.设计环节用的单位都是以米为单位,几乎没有以度为单位进行设计的。
注意:刚才查看数据投影的地方,不能直接修改投影,这是当前数据的配置信息。
不论数据的原始投影是什么(wgs84也好,web墨卡托也好,只要能正常加载进来),都可以设置一个我们的目标投影,或者叫显示投影。如下图:
2.1快速的根据epsg代码录入相关的国家2000坐标系投影
一般用的都是坐标不含分带的。
注意:GlobalMapper对国家2000坐标系的支持是最近几个版本才加上去的,建议23以上版本,教程版本为25
常见2000坐标系3度带对应的EPSG代号: EPSG 坐标系 投影分带 4534 国家2000 三度分带 中央经线75 坐标不含分带 4535 国家2000 三度分带 中央经线78 坐标不含分带 4536 国家2000 三度分带 中央经线81 坐标不含分带 4537 国家2000 三度分带 中央经线84 坐标不含分带 4538 国家2000 三度分带 中央经线87 坐标不含分带 4539 国家2000 三度分带 中央经线90 坐标不含分带 4540 国家2000 三度分带 中央经线93 坐标不含分带 4541 国家2000 三度分带 中央经线96 坐标不含分带 4542 国家2000 三度分带 中央经线99 坐标不含分带 4543 国家2000 三度分带 中央经线102 坐标不含分带 4544 国家2000 三度分带 中央经线105 坐标不含分带 4545 国家2000 三度分带 中央经线108 坐标不含分带 4546 国家2000 三度分带 中央经线111 坐标不含分带 4547 国家2000 三度分带 中央经线114 坐标不含分带 4548 国家2000 三度分带 中央经线117 坐标不含分带 4549 国家2000 三度分带 中央经线120 坐标不含分带 4550 国家2000 三度分带 中央经线123 坐标不含分带 4551 国家2000 三度分带 中央经线126 坐标不含分带 4552 国家2000 三度分带 中央经线129 坐标不含分带 4553 国家2000 三度分带 中央经线132 坐标不含分带 4554 国家2000 三度分带 中央经线135 坐标不含分带 4513 国家2000 三度分带 25带 坐标含分带 4514 国家2000 三度分带 26带 坐标含分带 4515 国家2000 三度分带 27带 坐标含分带 4516 国家2000 三度分带 28带 坐标含分带 4517 国家2000 三度分带 29带 坐标含分带 4518 国家2000 三度分带 30带 坐标含分带 4519 国家2000 三度分带 31带 坐标含分带 4520 国家2000 三度分带 32带 坐标含分带 4521 国家2000 三度分带 33带 坐标含分带 4522 国家2000 三度分带 34带 坐标含分带 4523 国家2000 三度分带 35带 坐标含分带 4524 国家2000 三度分带 36带 坐标含分带 4525 国家2000 三度分带 37带 坐标含分带 4526 国家2000 三度分带 38带 坐标含分带 4527 国家2000 三度分带 39带 坐标含分带 4528 国家2000 三度分带 40带 坐标含分带 4529 国家2000 三度分带 41带 坐标含分带 4530 国家2000 三度分带 42带 坐标含分带 4531 国家2000 三度分带 43带 坐标含分带 4532 国家2000 三度分带 44带 坐标含分带 4533 国家2000 三度分带 45带 坐标含分带 |
选择以后可以另存一个prj文件。
2.2在图新地球中直接按照中央经线选择的模式存储一个prj投影文件出来
如果使用的GlobalMapper不是23以上版本,无法识别国家2000坐标系的带号,也可以直接使用图新地球输出一个对应投影的prj文件。
绘制一条线,并另存为dxf
直接选择距离当前显示位置最近的中央经线的投影就可以了。
3.根据地形构建三角格网(模型)
3.1【从栅格/地形创建格网要素】
这个环节创建的地形格网是有纹理的,而且是一个整体。
体积会比较大,纹理一般也用处不大,反而会让设计软件卡顿的不行。
如果电脑性能好,可以在这一步后直接输出模型。
3.2【从3d模型创建3d区】生成矢量地形格网(解决卡顿问题)
从侧栏可以看到这个环节生成的三角格网有2000多个要素,是纯矢量的
4.调整假东假北(确保模型坐标不至于太大)
做过线性工程设计的同事基本都清楚,在国家2000,3度带坐标系建模,模型的坐标值会非常大,小数点前面经常是6位、7位,带带号回更大。如下图
而3dsmax、sketchup本身对坐标的支持经常是要精确到毫米的,所以对大数坐标的支持是比较差的。软件有时候会自动给抹去前面的大数。导致数据匹配不上。
为了保证数据的坐标不至于太大,我们可以通过调整假东、假北,来让坐标原点位于模型附件,这样模型的坐标值就会在0附近。而不是动辄几十万
4.1调整假东假北
4.1.1获取模型的偏移量
对于3dsmax
调整起来很简单,找到最下角一个顶点的大致坐标,精确到百就可以了,如上图坐标值,我们可以记录下来的偏移量为:438700,3155200.
对于sketchup,我们要找到整个图的左下角顶点坐标(并直接复制器坐标值)
最好是生成模型的边界。
实际可以看到模型的边界左下角,和我们以为的左下角是不一样的。
一定要记录左下角的这个值,如果对GlobalMapper熟悉,也可以直接自己绘制一条线在左下角,但一定要保证是整个模型范围的左下角。因为Sketchup的导入是自动按照左下角匹配到其坐标0,0点的。
4.1.2调整值
【调整过程】:
用下图中的FALSE EASTING(m),FALSE NORTHING(m)减去上面两个坐标就好了。
调整后如下:
此时我们在看左下角的坐标值已经很小了。
4.2导出调整假东假北后的投影文件为prj
这个是后面设计后的模型正确导入GIS平台的关键。
5.输出地形为模型(dwg、dxf)
如果刚才没有单独的保存投影到文件,这时候也可以和dxf一并导出,会是同名的。
6.导入地形模型到设计软件3dsmax、sketchup
6.1在sketchup中导入dxf地表模型
6.2在3dsmax中导入dxf地表模型
7.设计成果导入到GIS平台
对于3dsmax软件的设计成果,建议导出格式为FBX(下图效果)
对于sketchup软件的设计成果,建议直接使用.skp
在图新地球或者图新说中导入比较简单,直接选择文件和配套的投影文件即可。
这里不做任何设计,直接导入刚才的底图,效果如下。
注意:做完设计的模型,如果想要和周围的倾斜、地形进行很好的融合,设计完成后可以把这个原始地形给删掉,只保留设计成果即可。
8.更多辅助设计
8.1提取倾斜模型地表导入到设计软件
1.DSM因为有地表的房屋、树木等新信息,而设计时更多考虑的是DEM。
2.设计人员有时只能拿到倾斜模型数据,并没有配套的DSM数据。
通过图新地球的提取高程点,可以灵活到获取地表的高程信息,并输出为文本格式的点位。
这些点位信息可以直接进入到Revit、OpenRoads等设计软件,也可以导入到GlobalMapper形成地形数据。
8.2基于三维GIS做的剖面数据导入到设计软件
对于复杂的场景,很难纯粹的在地形上面进行选线,有时候要拉取很多剖面来进行。
可以在图新地球中基于倾斜模型绘制剖面,然后导出剖面为dxf即可。
dxf可以直接导入到3dsmax,也可以设定一个左下角拐点后,每次连带左下角拐点导出dxf直接进入sketchup。
8.3导入房屋建筑轮廓到设计软件
很多市政设计,本身范围不大,但是需要增加一些周围的环境因素,这时候白模是不错的选择。
也可以通过dxf的形式导入进来作为一个参考。
此处导入的是平面,如果需要导入为三维的体,可以在cad中对面对象进行一下拉伸
8.4导入交通路网到设计软件提供设计辅助
这个环节和导入剖面是一样的。
图新地球可以通过导航规划,快速获取整条线路的坐标。
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