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2009年6月11日 星期四

Civil 3D 地面物件平滑化結果 - 概要分析比較

Civil 3D 地面物件於建立完成後,使用者可以變更地面顯示型式為等高線表示,並作適當的首曲線、計曲線間隔設定後即可令程式自動連繪出等高線。在等高線表示的設定頁簽中,程式亦提供一個等高線平滑化的選項,控制繪製的等高線化平滑化程度。

但另外在地面物件的功能選單中編輯地面功能下亦另有一個地面"平滑化"的項目,可針對目標地面以自動加入額外點位的方式(質心補點、網格補點)平滑化地面。經平滑化處理後的地面,因TIN頂點數目增加,地面物件的3d曲面特性會較顯著,所關連繪製出的等高線型的平滑性會更好。這可能是許多朋友在實務上的處理流程,畢竟平滑化處理後所產生的等高線型在交報告時會比較"合理"、"好看"。

然而,平滑化處理後的地面物件,所改變的內容不只是這些曲線線型方面,亦會影響地面物件體積計算結果。以下即是個人所作相關分析,所提淺見望能對各位有所助益。

如附圖所示,一共有9個地面物件,
地形-Flat :為一個高程為 0 ,範圍為白色矩形框的平坦大地面,為其它地形物件計算體積數量的基準地面。
*地形1、地形2:各為一個邊長為 20 x 20的矩形範圍,各矩形頂點高則如圖面指定,亦即以圖面的文字內容為高程來源產生得的地面物件。之後,地形2 物件再作一次的"交換邊緣"的編輯動作而得。
*地形3、地形4:為分別以地形1、地形2為藍本,以NNI及質心補點方式作平滑化處理而得。
*地形5、地形6:為分別以地形1、地形2為藍本,以NNI及網格補點方式作平滑化處理,網格間距為5m。
*地形7、地形8:方式與地形5、地形6相似,但網格間距則降為 2m。
地形2/4/6/8為地形1/3/5/7的兩兩對照。

各位可以先看一看附圖中右上側"地形複合體積"的計算分析結果,留意其中體積計算結果的變化。有無發現:原本分屬二個不同錐形體的地面物件地形1、地形2,經平滑化處理成地形7、地形8時二者已無顯著差異。

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再來繪製一條如附圖中"地形-1"範圍內的地勢線,為一個簡單的直線僅含二個端點,端點高程值則取自地形-1的高程。完成後再將該地勢線複製到其它地形的相對位置上。

附圖中為各地面物件經上述平滑化處理後,再以將地勢線"作為特徵線加入至地面"的功能分別加入至各地面的結果(加入特徵線時,請將補充距離勾選開啟並設定為5m)。亦請留意右上側"地形複合體積"的計算分析結果,除了地形3/4 的數字不同之,其它各對照組內並無顯著差異,而各地形體積計算的結果則介於2026.13~2285.86之間,變異頗大。
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最後的附圖則是先將地勢線"作為特徵線加入至地面"後,再行各地面物件前述的平滑化處理。各地形體計算結果則落於2270.17~2285.86之間,之間的變異明顯降低。
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將地勢線加入為特徵線以及平滑化處理均為相當實用且相當有威力的工具,但在處理流程上的先後順序不同,所計算得的複合體積數量是有差異的,使用者必須小心謹慎使用。

最後,再留一個問題組合給耐心瀏覽本文的朋友:若地勢線如圖上所示,那麼複合體積數量究竟是多少?那一個是對的,還是都不對?是否需調整加作特徵線時的補充距離設定值呢?
(本文內容所述及之各地面物件,讀者可依樣畫葫蘆地自行在 Civil 3D 2007/2008/2009/2010環境中建立操作。)

各位到訪的朋友,先泡杯茶或咖啡,慢慢思考一下吧!

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