建筑物三维图形测绘方法
三维建模在测绘中的应用方法与操作步骤

三维建模在测绘中的应用方法与操作步骤一、引言三维建模是指利用计算机技术将真实世界中的物体或场景建立起来的过程,它为测绘领域提供了一种高效、精准的测绘方法。
本文将介绍一些常见的三维建模应用方法与操作步骤,旨在帮助读者更好地了解和掌握这一技术。
二、三维建模的应用领域三维建模在测绘领域中具有广泛的应用,其中主要包括以下几个方面:1. 地理信息系统(GIS)在地理信息系统中,三维建模可以被用来创建精确的地理模型,用以描述真实世界中的地理特征和空间关系。
例如,通过三维建模可以轻松创建城市的三维模型,进而对城市的地理信息进行分析和展示。
2. 建筑设计和规划三维建模可为建筑设计和规划提供强有力的支持。
建筑师可以使用三维建模软件将设计想法转化为具体的建筑模型,使得设计更直观、可视化。
此外,三维建模还可以帮助规划师对建筑项目进行空间布局和效果预测,提高工作效率。
3. 地形测量和地貌分析三维建模可以通过地形测量和高程数据处理,生成真实的地形模型。
这对于地貌分析以及自然灾害的预测和防治具有重要意义。
例如,三维建模可以帮助科学家模拟山体滑坡、泥石流等现象,以提前预警和采取相应的措施。
三、三维建模的操作步骤下面是三维建模的一般操作步骤,供读者参考:1. 数据采集三维建模的第一步是进行数据采集。
通常使用的方法有激光扫描、摄影测量等。
激光扫描能够快速而精确地获取物体的三维几何信息,而摄影测量则通过对相片进行分析和测量,实现三维场景的重建。
2. 数据预处理数据采集完毕后,需要进行数据预处理。
主要包括对原始数据进行去噪、滤波、配准等操作,以提高数据质量和准确性。
此外,还可以进行纹理补偿、颜色校正等处理,使得建模结果更加真实。
3. 建模软件操作在进行三维建模时,需要选择合适的建模软件进行操作。
常见的建模软件有AutoCAD、SketchUp、Blender等。
通过这些软件,可以选择适当的建模方法(如多边形网格、B样条曲面等)进行建模操作。
三维城市建模的测绘技术方法

三维城市建模的测绘技术方法三维城市建模是一种基于测绘技术的方法,用于将城市的实际地理信息转化为数字模型。
它使用激光扫描和摄影测量等技术手段,通过对城市环境进行高精度的数据采集与处理,实现对城市地貌、建筑物及其他景观要素的准确建模和可视化呈现。
三维城市建模广泛应用于城市规划、城市设计、建筑工程等领域,为城市发展和管理提供了重要的支持。
一、激光扫描技术在三维城市建模中的应用激光扫描技术是一种通过激光束扫描地面和建筑物来获取地理信息的测量手段。
它具有高精度、高效率和非接触等优点,已成为三维城市建模中最常用的技术之一。
激光扫描通过大量的激光点云数据来描述城市环境,可以获取建筑物的外形、纹理、高度等信息,为准确重建城市模型提供了基础数据源。
激光扫描技术主要包括激光雷达和激光扫描仪两种形式。
其中,激光雷达是通过激光束的反射来测量目标物体的距离和位置,常用于城市地貌的采集与建模。
而激光扫描仪则是通过扫描激光束的方式获取物体的三维坐标信息,被广泛应用于建筑物的高精度建模。
激光扫描技术在三维城市建模中的应用,不仅能够准确地捕捉城市环境的细节特征,还能够实现对遥远或不可接触区域的信息获取,提高了建模的精度和效率。
二、摄影测量技术在三维城市建模中的应用摄影测量技术是一种通过航空或航天平台上的相机拍摄城市影像来获取地理信息的测量手段。
它以高空、大范围的影像为基础数据,通过几何摄影测量原理,重建地物的三维空间几何关系,并生成数字模型。
摄影测量技术在三维城市建模中的应用较为广泛,尤其适用于大范围区域的建模和更新工作。
摄影测量技术主要包括航空摄影测量和遥感影像测量两种形式。
其中,航空摄影测量是通过航空平台上的相机进行空中拍摄,通常结合GPS和惯导等导航技术来获取影像和航摄参数,以获得准确的立体重建结果。
而遥感影像测量则是通过卫星、无人机等平台获取地面影像,并利用影像匹配等算法进行三维测量和建模。
摄影测量技术通过对城市影像的处理和分析,可以实现对建筑物、道路等城市要素的快速提取和精确重建,为城市规划和设计等工作提供了有力的工具。
测绘技术中如何进行三维视觉测量

测绘技术中如何进行三维视觉测量三维视觉测量作为测绘技术中的一个重要分支,用于获取三维空间中目标物体的几何形状、位置和姿态信息,具有广泛的应用领域。
本文将介绍三维视觉测量的原理、方法和应用,并讨论测绘技术中如何进行三维视觉测量。
一、三维视觉测量的原理三维视觉测量基于计算机视觉和图像处理技术,通过对多幅或多个视角的图像进行分析和处理,获取目标物体的三维信息。
其原理主要包括立体视觉几何、图像匹配和三维重建等。
立体视觉几何是三维视觉测量的基础,通过分析目标物体在多个视角下的图像,确定图像之间的对应关系,从而计算出目标物体的三维坐标。
图像匹配是指在多个视角的图像中找到对应的特征点或区域,将其通过几何变换关系进行匹配,得到目标物体在不同视角下的表面点云。
三维重建是基于图像匹配的结果,通过三维坐标的计算和数据处理技术,生成目标物体的三维模型。
二、三维视觉测量的方法三维视觉测量可以采用多种方法,包括立体匹配、结构光投影、激光扫描和摄像测量等。
立体匹配是最常用的三维视觉测量方法之一,通过对多个视角的图像进行匹配,获取目标物体的三维坐标。
该方法需要相机标定、特征提取和匹配算法等步骤,具有较高的测量精度和稳定性。
结构光投影是一种通过投影特殊图案或光栅来测量物体形状和表面细节的方法。
它利用结构光和相机的关系,通过图像处理和三维重建算法,得到目标物体的三维坐标和形状信息。
该方法适用于表面光滑的物体,具有测量速度快、适用范围广的优点。
激光扫描是一种通过激光束扫描物体表面得到三维坐标的方法。
它利用激光器发射激光束,通过对物体反射的激光进行检测和计算,获取物体表面的三维坐标。
激光扫描具有高精度、全自动化和非接触式等特点,适用于复杂形状的物体测量。
摄像测量是利用相机进行三维测量的一种方法,通过对物体的图像进行处理和分析,获取物体的三维坐标和形状信息。
它可以使用单目或多目相机,根据相机标定和图像处理算法,得到目标物体的三维模型。
摄像测量适用于大范围、复杂形状的物体测量,具有成本低、操作简便的优点。
测绘技术中的建筑物测量方法介绍

测绘技术中的建筑物测量方法介绍建筑物测量是测绘技术中一个重要的领域,它涉及到了对建筑物的尺寸、形状和位置等参数的准确测量和记录。
在建筑设计、施工和监督过程中,准确的建筑物测量是确保建筑质量和合规性的重要保证。
本文将介绍几种常用的建筑物测量方法。
一、全站仪测量全站仪是目前建筑物测量中最常用的仪器之一。
它具有测角、测距和测高等功能,能够实现建筑物各种尺寸参数的快速测量。
使用全站仪进行建筑物测量,需要事先设置几个测量控制点,通过在这些控制点上测量角度和距离来确定建筑物的位置和尺寸。
通过综合测量数据,可以生成三维建筑物模型,为建筑设计、施工和管理提供可靠的基础数据。
二、激光测距仪测量激光测距仪是另一种常用的建筑物测量仪器。
它利用激光束发射和接收的时间差来计算距离,可以快速准确地测量建筑物的长度、宽度和高度等尺寸参数。
激光测距仪操作简便、测量速度快,特别适用于对建筑物内部空间的测量。
通过将多个测量数据整合,可以生成建筑物的平面图和立体模型,为建筑设计和改造提供参考依据。
三、摄影测量摄影测量是利用航空摄影或地面摄影的方法进行测量的一种技术。
对于大型建筑物或复杂场地,在现场进行传统测量可能存在困难,而摄影测量则可以通过摄影记录建筑物的影像,并利用影像处理软件进行测量和分析。
通过对建筑物影像进行校正和测量,可以获取建筑物的各种尺寸和形状参数。
摄影测量不仅适用于建筑物的外部测量,还可以应用于室内空间的测量和分析,为建筑设计和保护提供帮助。
四、地面控制点测量地面控制点是用于建筑物测量的重要参考点,通过在地面固定控制点,并进行精确测量,可以为建筑物的测量和定位提供基准。
地面控制点的建立需要使用测量仪器进行精确测量,并进行后续校正和处理。
在建筑物测量中,地面控制点的精度和密度对于测量结果的准确性起着至关重要的作用。
因此,合理设置和使用地面控制点是建筑物测量的重要环节。
总结起来,建筑物测量是测绘技术中的一个重要领域,准确的建筑物测量可以为建筑设计、施工和管理提供可靠的数据支持。
建筑物三维模型的创建与测绘方法

建筑物三维模型的创建与测绘方法一、引言建筑物是现代城市的重要组成部分,其三维模型的创建与测绘方法对于城市规划、工程设计等领域有着重要意义。
本文将探讨建筑物三维模型的创建与测绘方法,包括基于遥感技术的数据获取、点云处理与拼接、表面重建与纹理贴图等技术。
二、数据获取在建筑物三维模型的创建过程中,数据获取是首要步骤。
目前,基于遥感技术的数据获取方式已经成为主流方法之一。
通过航空摄影、激光雷达等技术获取的影像数据可以准确地反映建筑物的空间布局和形态特征。
航空摄影是一种广泛应用于建筑物三维模型创建的技术。
通过无人机或飞机搭载高分辨率相机,可以获取建筑物的影像数据。
这些影像数据经过后期处理,可以提取出建筑物的轮廓和立面信息,为后续的建模工作提供基础数据。
激光雷达技术是另一种常用的数据获取方式。
通过发射激光束,激光雷达可以获取建筑物的高精度点云数据。
这些点云数据可以反映建筑物的精细形态特征,为后续的建模工作提供更为准确的数据支持。
三、点云处理与拼接点云是建筑物三维模型创建中的重要数据类型。
通过对采集到的点云数据进行处理和拼接,可以得到完整的建筑物点云模型。
点云处理的主要任务包括去噪、点云配准和点云分割等。
去噪是指通过滤波算法去除点云中的噪声数据,使得点云数据更加干净和准确。
点云配准是指将不同视角下的点云数据融合为一个整体点云模型,以实现全面的建筑物数据获取。
点云分割是指将整个点云模型分割为不同的部分,以便进行后续的建筑物构件识别和分析。
点云拼接是指将多个点云模型融合为一个完整的建筑物模型。
在点云拼接过程中,需要考虑点云间的对应关系和重叠度,并采用配准算法将不同视角的点云模型进行匹配和拼接。
四、表面重建与纹理贴图在建筑物的三维模型中,表面重建和纹理贴图是提高模型真实感和精细度的关键步骤。
表面重建是指根据点云数据恢复建筑物的表面几何信息,以得到具有光滑表面的模型。
常用的表面重建方法包括插值法和曲面拟合法。
插值法通过基于邻域点的插值来估计表面几何信息,适用于简单的建筑物模型。
使用测绘技术进行建筑物三维模型重建的步骤与工具

使用测绘技术进行建筑物三维模型重建的步骤与工具引言:随着科技的发展和应用水平的提高,测绘技术在建筑领域中扮演着越来越重要的角色。
测绘技术不仅可以帮助建筑师更好地展示设计理念,也能够为施工人员提供可靠的参考。
其中,重建建筑物的三维模型成为了现代建筑行业中的关键环节。
本文将介绍使用测绘技术进行建筑物三维模型重建的步骤与工具。
一、数据采集在进行建筑物三维模型重建之前,首先需要进行数据采集。
这一步骤可以通过多种测绘技术来完成,例如激光扫描、摄影测量等。
激光扫描技术可以利用3D激光扫描仪对建筑物进行扫描,获取大量的点云数据。
而摄影测量则是通过拍摄建筑物的照片,并结合测量工具对照片进行处理,得出建筑物的尺寸和形状信息。
二、数据处理与配准获得了数据之后,接下来需要对数据进行处理与配准。
对于激光扫描数据,可以使用专门的软件进行点云数据的处理,将原始数据转化为规范的格式,并去除多余的噪点。
而摄影测量数据则需要使用图像处理软件进行配准,将不同角度的照片进行拼接,生成完整的建筑物图像。
三、模型重建在数据处理与配准的基础上,可以开始进行建筑物的三维模型重建工作。
通常情况下,可以选择使用建模软件或者是CAD软件来进行模型的创建与编辑。
建筑师可以根据建筑物的原始数据和设计理念,在软件中进行模型的构建,包括墙体、窗户、门等等。
此外,建筑物的内部结构和装饰也可以通过模型重建技术进行展示,使得模型更加真实可信。
四、模型优化与纹理贴图在模型构建完成后,还可以对模型进行优化与纹理贴图的处理。
模型优化可以利用软件中的优化工具对模型进行简化和细化处理,以减少模型的复杂性,提高模型的性能。
同时,纹理贴图可以为模型增添真实感,将建筑物的外观纹理映射到模型表面上,使得模型更加逼真。
五、模型展示与应用最后,在模型优化和纹理贴图处理完毕后,就可以进行模型的展示与应用了。
通过虚拟现实技术,可以将建筑物的三维模型投影到现实环境中,实现模型的交互和漫游。
如何进行建筑物的立体测绘

如何进行建筑物的立体测绘建筑物的立体测绘是现代社会中极为重要的一项工作,它涉及到对建筑物的准确测量和记录。
这项工作由建筑师、测绘师和地理信息系统专家等专业人员共同完成。
立体测绘的目的是为了获取建筑物的精确三维模型,以便在设计、施工和维护过程中提供基础数据。
在进行建筑物的立体测绘之前,需要准备一些必要的工具和设备。
首先是全站仪,它是一种高精度的测量仪器,能够同时测量水平、垂直和倾斜角度。
其次是三脚架,用于支撑全站仪,保证其稳定性。
此外,还需要使用激光测距仪、雷达等先进的测量设备来获取建筑物的准确尺寸和形状。
在具体操作过程中,建筑师和测绘师首先需要进行现场勘测。
他们通过全站仪和其他测量设备对建筑物的各个角落进行横断面和纵断面的测量,以确定建筑物的外形和尺寸。
此外,他们还会对地面高程、周边环境等进行测量和记录,为后续建模提供数据支持。
现场测量完成后,测绘师将数据导入计算机软件中进行处理。
首先进行的是数据的清理和校正,包括去除不符合要求的数据点和修正由于误差引起的偏差。
接下来是数据的拼接和融合,将不同测量点的数据整合成一体,形成完整的建筑物三维模型。
在建筑物的立体测绘中,常用的软件工具有Autodesk Revit、Bentley MicroStation、SketchUp等。
这些软件具备强大的建模和渲染功能,使得用户可以方便地创建虚拟的建筑物模型。
通过调整模型的大小、形状和材质等参数,可以还原真实的建筑物,帮助设计师进行更加准确和可视化的设计。
建筑物的立体测绘不仅可以在设计和施工过程中提供参考,还可以在建筑物的维护和管理中发挥作用。
例如,在建筑设备维修时,可以利用建筑物模型对设备的定位和拆装进行规划;在消防演练中,可以通过建筑物模型模拟实际场景,指导人员疏散和灭火;在安全评估和风险分析中,可以通过建筑物模型对潜在危险进行识别和排查。
此外,建筑物的立体测绘还可以应用于城市规划和土地管理等领域。
通过对建筑物的测量和分析,可以了解城市的建筑密度、用地情况和建筑风格等信息,为城市规划和土地利用提供有力支撑。
使用测绘技术进行三维建模的步骤和技巧

使用测绘技术进行三维建模的步骤和技巧测绘技术的发展在近几十年中取得了巨大的突破,为我们提供了丰富的信息和准确的数据。
其中一项重要的应用是使用测绘技术进行三维建模,以便更好地理解和呈现现实世界。
在本文中,我们将探讨使用测绘技术进行三维建模的步骤和技巧。
首先,进行三维建模的第一步是收集数据。
我们可以使用各种测绘工具,如激光扫描仪、全站仪和无人机等,以获取地面的准确数据。
这些测量工具可以在短时间内收集大量数据,并将其转换为数字格式进行分析。
此外,我们还可以收集现有的地理信息数据,例如卫星图像和现有的测绘数据,以补充和完善我们的三维建模。
第二步是数据处理和分析。
在这一步骤中,我们需要将收集到的数据进行处理和整合。
首先,我们可以使用专业的软件来处理激光扫描仪或全站仪的数据,并将其转换为三维点云。
然后,我们可以将地面特征提取出来,例如建筑物、道路和地形等。
这些地面特征可以通过分析点云数据、应用算法和人工编辑等方式进行提取。
第三步是模型生成。
在这一步骤中,我们可以使用建模软件,如AutoCAD、SketchUp和3ds Max等,将提取出的地面特征转换为三维模型。
在建模的过程中,我们可以添加细节,例如纹理、颜色和光照等,以使模型更加逼真。
同时,我们还可以参考现有的建筑图纸、照片和视频等,以确保模型的准确性和真实性。
第四步是优化和验证。
在生成三维模型后,我们需要对其进行优化和验证。
首先,我们可以使用软件工具来优化模型的结构和细节,以使其更加精确和高效。
其次,我们可以使用实地勘测或通过与实际场景进行对比来验证模型的准确性。
例如,我们可以进行实地测量、拍摄照片或制作视频,以与模型进行比较和验证。
最后,我们可以将生成的三维模型应用于各种领域和行业中。
例如,我们可以将三维模型用于城市规划和设计,以模拟和评估城市建设项目。
我们还可以将其用于建筑设计和可视化,以便更好地展示建筑物的外观和内部结构。
此外,三维模型还可以用于游戏开发、虚拟现实和增强现实等领域。
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建筑物三维图形测绘一、三维建筑图从平面图测绘过渡到三维建筑图(可衍生出平面图、立面图、剖面图、轴测图、效果图等)测绘,应注意其异同之点,并按其特点采取相应的测绘方法。
平面图主要测定地物的“平面特征点”:直线两端点、圆弧起、中、终点、矩形角点等,据此就可画出平面图形,例如测定墙角点,取点不论高低,都能代表外墙的平面特征点。
测绘三维图时,平面图测定点位的规则大部分仍应遵守,但应增加新的测绘规则,例如有时特征点的取点位置有三维的规定,除了平面位置,还有高低的规定,例如墙脚点、屋檐点、门窗角点等,可以称为“三维特征点”。
测绘三维建筑图的目的一般有两种:(1)简体三维模型—测绘建筑物外形,例如外墙、屋檐、女儿墙、斜屋盖的轮廓线等。
由此形成能简略代表各种建筑物外形的各种立面图、轴测图、透视图、外观效果图、数字化城市的三维地形图等;(2)精细三维模型—测绘建筑物外形、内部结构和细部构造,除了可以形成上述的各种简体模型以外,还可以形成建筑物的详细外观的三维效果图、各层平面图、建筑剖面图、室内效果图、建筑细部详图等,用于个别特殊建筑、历史性建筑的保护和资料存档。
测绘三维建筑图必须了解建筑物的基本结构和细部构造(有关参考资料如:《房屋建筑工程基本知识》、《建筑施工技术》、《AutoCAD建筑图形设计与天正建筑Arch工程实践》等),根据其结构控制和构造特点测定其相应的特征点,并要求对所采集的点位信息具有一定的代表性和可检核性。
例如,同一墙面的墙脚点、同一屋盖的屋檐点应为同高,平面和立面上应符合结构要求等。
二、房屋建筑的结构和特征点测定房屋建筑基本结构大致分为:承重墙结构、框架结构、混合结构。
对于承重墙结构,外墙及内承重墙为测定的主体;对于框架结构,柱列及外墙为测定的主体。
据此,拟合“建筑轴线”,作为控制和检核。
混合结构为承重墙结构和框架结构的混合,墙和柱为测定的主体。
房屋建筑细部构造有:墙壁、柱梁、屋盖(屋面、屋顶)、门窗、台阶、楼梯、地坪、楼板、天花板、建筑装饰等,其特征点测定各有规则。
数据采集原则为:采集特征信息,避免冗余采集,应有必要的检核。
(1)墙壁墙壁有外墙、内墙、承重墙、隔墙、窗间墙、山墙、墙墩、女儿墙、围墙、装饰墙。
外墙的基部有勒脚或装饰性的须弥座等,外墙外有散水、明沟等附属结构物。
墙壁的角点是建筑物的重要特征点,墙壁的三维表达必须有基底点(墙脚点,墙与室外地坪或散水的交点)和顶点,因此,墙壁的角点至少测定代表墙顶和墙底的上下两点。
一堵墙壁的基底点和顶点必须有多点验证其标高的一致性。
同一墙面上的各点应验证其共面性。
墙墩为墩与墙的结合,墩的棱线必须测定。
门洞、窗洞、通气孔为墙体的空缺部分,应测定洞口在墙面的角点(矩形的洞口如果不能测定4点则至少测3点),作为门窗等定位的依据之一。
平屋顶的外围一般有一圈女儿墙,测定的特征点应能表达女儿墙的高度和厚度。
围墙和装饰墙往往有各种附属的构件、透漏或图案,应测定若干特征点作适当的表达。
墙体的厚度必须作为重要的构建参数测定。
墙体测定是构建建筑物主体和拟合建筑轴线的重要依据,因此在测定墙体时应有对建筑物的整体概念和对建筑轴线分布的概念。
(2)柱梁建筑物的柱列分为:框架结构的承重柱、门柱、廊柱、厅柱等。
其中心位置是拟合建筑轴线的重要依据。
方柱测定其顶部和底部的角点,圆柱至少测定顶部和底部的3个圆周点。
架于柱顶部的每根横梁至少测定能表达其2个断面的点位。
应分别表达主梁和次梁。
(3)屋盖屋盖又称屋顶或屋面,分为:平屋面、斜屋面、拱形屋面等。
平屋面也有一定的小坡度(例如1/30),以便散水,一般在周边有天沟和女儿墙,测定的点位应能作适当的表达;平屋顶的附属物有上人孔、排气管、通风管等也必须测定。
斜屋面的周边角点、屋脊和屋面沟的起、终点为应测定的特征点,使能正确表达屋面的各个斜面的空间位置;斜屋面周边的封檐板、封山板应测定其特征点。
屋盖的附属物例如天沟、水落管、水斗等也应测定其特征点,作适当的表达。
(4)门窗门窗是房屋建筑的重要组成部分,种类繁多,形式各异。
可以将其分类和分型号,取其典型进行精细测定其细部结构,形成相对图形的图块或图形文件;构建建筑物三维图形时,按定位点插入门窗(和建筑设计时的情况相类似)。
门窗的附属物例如门柱、门楣、窗台、雨蓬等应实测其特征点,便于作图。
(5)台阶通向室外的门外通道一般都有台阶(少数是平面或斜面通道)。
台阶应实测其梯级及其附属结构物,例如平台、花坛、矮墙、栏杆等的特征点。
(6)楼梯楼梯有室外楼梯和室内楼梯,按其形式分为单跑楼梯、双跑楼梯、三跑楼梯、螺旋形楼梯等,应实测其梯级、平台、扶手栏杆等。
(7)地坪楼板建筑物大门进厅的室内地坪的标高一般作为零标高(±0),应进行精确测定,作为归化其余各点标高的依据。
各层楼面地坪也应测定其标高,并测出楼面板的厚度。
(8)天花板现代建筑物的都有各种形式的吊顶应测定其范围和标高。
(9)建筑装饰建筑装饰作为建筑物的一种构件,种类繁多,简繁不一。
如果是批量的装饰构件,且尚能按特征点测绘其图形,则可精细测绘其中一件,制成图块或图形文件,再测定各个构件的定位点,按定位点定位。
如果属于复杂的建筑装饰,且为单件,则宜于用近景摄影测量或三维激光扫描的方法获取其图形,再按测定的控制点进行定位。
三、建筑轴线拟合和建立建筑坐标系(1)拟合建筑轴线建筑轴线为建筑物设计时的平面控制网,先规划建筑轴线,然后进行建筑物主体和细部的平面和立面设计。
建筑物三维图形测绘是建筑设计和建筑施工的逆过程,此时,建筑物作为一种地物已是客观存在,当进行建筑物特征点的数据采集,初步形成建筑物的平面图形以后,即可对建筑轴线进行拟合。
采用“拟合”(Fitting)这个数学名词是因为建筑物施工有误差,时间过程也会使建筑物产生形变或残缺,采集数据时也有一定的误差,因此,不可能精确无误地恢复原有建筑轴线的平面位置,而只能是采取拟合的原则。
当然,误差和形变不会太大,轴线位置的活动余地也不会多,因此,所谓“拟合”可以采取目估趋近的办法。
拟合建筑轴线的主要根据是墙体、柱体的中线,以及建筑设计图上轴线的间距一般为整米数或整分米数(建筑图尺寸以毫米为单位,即至少最后两位数为“0”),并顾及其布设的合理性,例如分布的均匀性和对称性等。
拟合所得的建筑轴线网格对建筑物平面图形的测绘成果起控制和检核作用,也是进一步对建筑物图形处理的依据。
如果测绘成果是作为历史文物保护资料或提供给建筑设计者作为维修或改造的原始资料,则建筑轴线更是十分必要的。
(2)用坐标变换建立建筑坐标系建筑物为按一定规则设计的几何实体,其布局的依据为建筑轴线,绝大部分建筑构件都平行或垂直于建筑轴线;即使旋转一定的角度,也以建筑轴线为依据。
因此,需要按建筑轴线旋转坐标轴,使成为独立的“建筑坐标系”,这样便于利用CAD的各种作图手段对建筑实体图形进行构建、加工和修饰。
按照拟合的建筑轴线网格,可以在CAD图上量测轴线的大地方位角和图形左下角的整数大地坐标值(“大地”是指这一地区统一的国家坐标系或城市坐标系而言),据此进行坐标轴的平移和旋转(坐标变换),使建筑轴线的网格平行于坐标轴,使坐标值去掉大数部分(整千米、整百米)而得到数据的简化。
图1所示为同济大学旭日楼三维建筑图测绘时拟合的建筑轴线网格,以及根据建筑轴线而量测得到的坐标变换参数:建筑坐标系原点的大地坐标值和建筑主轴线的大地方位角(建筑坐标系的平面坐标旋转角度)。
图1 建筑轴线的拟合和坐标变换参数的量测四、建筑物实体的构建(1)建筑物三维图形的实体构建用全站仪采集空间离散点位进行建筑物三维图形测绘,关键在于正确构建建筑物构件的实体图形。
在CAD绘图中,只有实体(Solid)图形才能进行消隐、着色、渲染、阴影、拉伸、集运算等三维图形的处理。
而对于实体的形成,CAD有其一定的规则。
所谓图形构建(Constitution)不同于平面图形的绘制,不能简单地用实测点位的连线并作某些补充或修饰来完成;而是以实测点位为基础,以建筑构件的特性为依据,用拟合的方法来完成。
例如对一堵平直墙壁上的点位数据采集,在墙的基底部位的点位的连线按墙壁的特性应该是在同一高程上的一条狭长的矩形,但由于墙体的施工误差、形变和测量误差而获得的结果不严格是矩形,且不在同一高程面上,在这时就需要用拟合的方法使之成为具有同一高程的矩形面域,然后才能按墙的高度进行拉伸而形成实体,这就是这堵墙壁的实体图形构建过程。
其余建筑构件的构建均依此类推。
(2)建立图层用CAD构建三维建筑图的实体时,一般按建筑构件的种类例如墙壁、梁柱、门窗等分别建立图层,也可以再按作图需要建立必要的图层。
例如某个实体形成后,观察时会遮住其他图形,妨碍进一步作图,如果该实体有独立的图层,则必要时可暂时关闭该实体的图层。
因此,合理的分层有利于作图和成果的管理,但不必要的分层过细也应避免。
(3)创建墙壁梁柱门窗等实体对于墙壁梁柱门窗等建筑物可先构建平面图形,形成面域(Region),然后进行拉伸(Extrude),创建立方体、板体、柱体、梁体、角锥体等实体。
图形拉伸是创建建筑物实体的主要方法,分为“拉伸”和“拉伸面”。
前者是在CAD的“创建实体(Solid)”菜单中将某一个面域拉伸为三维实体,后者是在“实体编辑”(Solidedit)菜单中指定三维实体的某一个“面”进行拉伸。
创建墙壁用垂直拉伸,创建斜屋盖用具有倾斜角的拉伸。
建筑附属构件的实体构建方法一般为先在XY平面上作图,形成面域,然后拉伸一定的高度,形成基底在XY平面、左下角点为坐标原点的实体,再按测定点的坐标用移动(Move)手段使实体在三维空间移动,使其各就各位。
如果一体多用,则利用剪辑板进行复制和粘贴则更为方便。
任何一个平面可以利用用户坐标系(UCS)使成为XY平面,同样可以采用在XY平面上作图,再进行拉伸的方法以创建各种实体。
利用三维阵列(3DARRAY)绘制成行、成列、成层的建筑实体,例如柱列、栏杆等。
利用“集运算”(又称“布尔运算”,有并集Union,差集Subtract,交集Intersect)对各种实体进行加工。
例如用差集在墙体上开门洞和窗洞;用并集形成各种组合体,例如横档和直档合并成门窗的框架;用交集取两实体的共同部分,形成各种特殊形体。
(4)预制构件的制块与插入建筑物中具有一定数量的预制构件(例如梁、柱、门、窗、栏杆、装饰物等)一般具有统一的规格和尺寸,仅是分布的空间位置不同。
宜于量测一个代表性构件的详细尺寸,建立三维图形的图块(Block)或图形文件;作图时用插入(Insert)方法使其在建筑三维图中定位,必要时再作方位的旋转。
插入图块的三维尺寸(X、Y、Z方向)必要时可按指定的百分比分别进行调整(例如门窗高度、宽度和厚度的分别调整),更增加应用“预制-插入”方法的灵活性。