導(dǎo)語：大學(xué)景觀工程地形BIM建模的實踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：為了找到景觀工程的更優(yōu)的操作樣板，以西湖大學(xué)景觀項目為例，開創(chuàng)性地采用Rhion和Revit2種軟件共同建立景觀地形模型。與傳統(tǒng)的地形建模方式相比，該方法建立的地形模型兼具連續(xù)平滑和體積精確兩大特點。新的景觀地形建模方式能夠?qū)ν练皆煨偷氖┕ず屯练搅康暮怂闫鸬斤@著的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；西湖大學(xué)；景觀地形

1項目背景

作為我國第一所由社會力量舉辦、國家重點支持的非營利性研究型大學(xué)，西湖大學(xué)成立之初就被寄予厚望，即具有示范性、典型性、特殊性的后發(fā)民辦高校，也是新型高水平民辦大學(xué)的典型代表[1]。西湖大學(xué)校園位于杭州市西湖區(qū)雙橋單元，東至云大路、南至墩余路、西至良祥路、北至下確橋港。校園總體規(guī)劃總建筑面積69.5萬m2，地上建筑面積52.25萬m2。校園一次性規(guī)劃、分二期實施。整體用地面積919800m2，首期總用地面積422449m2（含啟動區(qū)約5300m2）。西湖大學(xué)景觀工程的體量過大，為了方便建模管理，整個校園以市政道路為邊界被劃分為10個區(qū)域。這10個區(qū)域的景觀工程內(nèi)容涵蓋了地形、植物、道路（市政車行道除外）、鋪裝、路緣石、臺階、樹池、涼亭、旗桿、球場、廊架、風(fēng)雨廊、坐凳、圍墻、圍網(wǎng)、欄桿、車棚、燈具、電氣及給排水管線等。西湖大學(xué)景觀工程和國內(nèi)常見景觀工程類似，復(fù)雜程度并不高。景觀鋪裝以花崗巖透水磚為主，沒有異形切割的情況。雖然項目中并無異形曲面的構(gòu)筑物，所有的景觀平臺和小品基本都是以方正的體塊構(gòu)成，但是綠地中的景觀地形高低起伏、自然水景蜿蜒曲折，呈連續(xù)變化的曲面。在整個西湖大學(xué)景觀工程的實施過程中，采用了bim模型技術(shù)為工程全生命周期進行技術(shù)服務(wù)。

2傳統(tǒng)景觀地形BIM建模方式

根據(jù)總包要求，西湖大學(xué)的BIM整合平臺采用Revit2016軟件。所以景觀工程的模型也全部采用Revit2016進行建模。在Revit2016中，常規(guī)的景觀構(gòu)筑物、鋪裝和小品的模型都由標(biāo)準(zhǔn)體塊組成，建模比較容易。而起伏變化的景觀地形和自然水景屬于連續(xù)平滑的曲面，Revit遇到這種復(fù)雜造型時，處理起來較為困難[2]。自然水景的做法類似于景觀地形中的洼地山谷，后文中均以景觀地形的建模方法來進行說明。在以往項目中，景觀地形的模型直接通過在Revit軟件中導(dǎo)入地形的等高線CAD文件完成。利用等高線建立的數(shù)字地面模型的曲面精度非常低，在高程不符合等高線垂直等距的區(qū)域尤為顯著[3]。采用這種方法建立的地形模型中，等高線和等高線之間的表面是由網(wǎng)格平面拼接而成的（見圖1）。整個模型呈現(xiàn)為一種存在大量折線、棱角的多邊形體塊，和真實的飽滿平滑的景觀地形存在較大誤差。如果想在Revit軟件中讓這種地形模型變得更飽滿、平滑就只有一種方法：在2層等高線之間手動增加更多的高程點。增加的高程點越多，軟件自動生成的網(wǎng)格平面就越多、越密，整個模型就越光、平滑。但是這種方法只能將多邊形體塊無限逼滑狀態(tài)而無法真正將其轉(zhuǎn)換為連續(xù)平滑的曲面，在體積上和真實的景觀地形仍存在一定的誤差。而且，面對西湖大學(xué)約46萬m2的占地面積，通過手動加點來調(diào)整地形模型的平滑程度顯然是一件無法完成的任務(wù)。

3新型景觀地形BIM建模方式

為了解決Revit軟件自身功能不足的問題，結(jié)合Rhino6、Revit20162種軟件共同進行景觀地形的建模，具體的建模流程分以下幾個步驟：

3.1等高線處理

景觀地形的施工圖紙一般由等高線和相應(yīng)的高程數(shù)值2部分組成。為了方便建模，需要在三維建模前對這2個部分進行梳理、調(diào)整。首先，確定等高線的定位基準(zhǔn)點，以便在后期地形造型模型中能夠快速、準(zhǔn)確地導(dǎo)入整體模型，與其他模型精準(zhǔn)銜接。一般來說可以將整個項目的范圍紅線或者主體建筑的軸網(wǎng)設(shè)定為等高線的定位基準(zhǔn)點依據(jù)。其次，將所有等高線和定位基準(zhǔn)點從總體平面圖中提取出來。如果發(fā)現(xiàn)等高線未能閉合，需要將斷碎的等高線進行連接、閉合成完整的同一平面的線圈。最后，選擇每一段等高線線圈，在特性欄中將該線圈的Z軸坐標(biāo)數(shù)值調(diào)整為施工圖中相應(yīng)的高程數(shù)值。所有等高線梳理調(diào)整完成之后將CAD文件另存為較低版本，方便下一階段導(dǎo)入Rhion軟件進行建模。此外，由于西湖大學(xué)景觀工程不包含市政車行道路，所有景觀地形被市政車行道路分割成一個個獨立的區(qū)塊，車行道的內(nèi)邊緣就是不同區(qū)塊的邊界。因此在建立景觀地形的模型時還需要將車行道的內(nèi)邊緣線條從平面總圖中提取出來一同存入調(diào)整后的等高線CAD文件中。

3.2生成曲面

將處理好的景觀地形等高線CAD文件導(dǎo)入Rhion6中，注意導(dǎo)入時將單位統(tǒng)一設(shè)置為毫米。使用嵌面（patch）命令選中等高線生成連續(xù)平滑的曲面模型（見圖2）。在嵌面命令的參數(shù)對話框中可以維持默認(rèn)數(shù)值不做改變，但一定要保證調(diào)整切線（adjusttangency）選項被勾選上，這是在嵌面命令中唯一能夠控制連續(xù)性的地方，它可以使生成的曲面保持G1連續(xù)。曲面連續(xù)性的概念是針對拼接曲面提出。一般情況下，曲面的幾何連續(xù)性可大致分為5個程度，分別為G0、G1、G2、G3及G4。G1表示曲線或者曲面上點點連續(xù)，并且所有相連接的曲線或者面片之間都是相切的[4]，通過這種方式建立的景觀地形模型能形成連續(xù)平滑的狀態(tài)。然后在Rhino中將生成的景觀地形模型、市政車行道內(nèi)邊緣線和定位基準(zhǔn)點共同導(dǎo)出為Dwg格式的三維文件。

3.3轉(zhuǎn)換成地形模型

在Revit2016中導(dǎo)入Rhino6生成的景觀地形模型，單位同樣設(shè)置為毫米。核對定位基準(zhǔn)點，將景觀地形的模型放置到項目的實際位置。選擇Re-vit2016的體量和場地欄下的地形表面命令，將導(dǎo)入的Rhino模型轉(zhuǎn)換為Revit中的地形模型。由于在Revit2016中重新生成的地形模型，轉(zhuǎn)換后整個地形模型不僅能繼承了Rhino模型的G1連續(xù)性，還出現(xiàn)了眾多可以直接在Revit2016中進行編輯調(diào)整的高程點（見圖3）。不僅如此，還能直接獲取轉(zhuǎn)換后地形模型的高程、體積等數(shù)據(jù)信息，這將為景觀地形的實際施工提供有效的幫助。地形模型轉(zhuǎn)換完成后，再選中相應(yīng)的市政車行道內(nèi)邊緣線，對每1塊地形模型進行拆分，形成一塊塊獨立的地形模型。

3.4土方造型協(xié)調(diào)

景觀地形模型和景觀工程的其他模型緊密相關(guān)，為了和其他模型完美銜接、不出現(xiàn)空洞或者空鼓需要對地形模型進行微調(diào)（見圖4）。對外，市政車行道的內(nèi)邊緣線就是景觀地形的外邊界，從平面上看景觀地形模型和市政車行道模型完全吻合。但是車行道有明確的設(shè)計坡度，景觀地形在邊緣線上的坡度不會和車行道坡度完全一致。這就導(dǎo)致景觀地形的模型在與車行道模型銜接的位置會出現(xiàn)細(xì)微的高程差距。在這種情況下只能優(yōu)先建立車行道模型，將車行道模型和地形模型整合后調(diào)整地形模型的高程點，從而將二者無縫銜接；對內(nèi)，景觀工程的廣場鋪裝、景觀園路是直接在地形上進行施工，雖然二者有高程變化，但極少有項目會做成完全貼合地形起伏的平滑曲面，大部分情況下都由少數(shù)高程點來確定起伏的整板。廣場鋪裝和景觀園路的模型時常會出現(xiàn)“飛”出地形模型的情況，因此需要先將鋪裝園路模型放置于地形模型上，將低于鋪裝園路的地形進行調(diào)高。

4結(jié)語

景觀工程中眾多景觀要素和景觀地形密切相關(guān)：市政車行道環(huán)繞著景觀地形周圍，廣場鋪裝、景觀園路鋪設(shè)在景觀地形上方，喬木土球、市政管網(wǎng)深埋在景觀地形下方。地形是重要的園林要素,數(shù)字地形是計算機輔助設(shè)計十分重要的工具。在計算機里建立、表達(dá)和應(yīng)用三維數(shù)字地形模型是園林?jǐn)?shù)字技術(shù)中的重要工作[5]。所以，在景觀工程中引入BIM技術(shù)時，建立連續(xù)平滑、體積精準(zhǔn)且方便編輯的地形模型非常重要。和直接采用Revit軟件進行建模方式相比，新型景觀地形BIM建模方式需要額外增加2個步驟：運用整理好的景觀地形的CAD等高線文件在Rhi-no軟件生成的連續(xù)平滑的地形模型，再在Revit軟件中對Rhino地形模型進行轉(zhuǎn)換。雖然增加了建模步驟，但是這種建模方式建立的景觀地形BIM模型具有G1連續(xù)性，整體模型連續(xù)平滑。這一特點有兩方面的優(yōu)勢：一方面，連續(xù)平滑的景觀地形模型在外觀上更加接近真實的景觀地形，飽滿光滑、沒有折線和棱角。整個景觀地形模型的視覺效果得到了極大的提升；另一方面，連續(xù)平滑的景觀地形模型在體積上更加接近實際的土方量。將新建的地形模型的創(chuàng)建階段設(shè)置為現(xiàn)有，通過平整區(qū)域命令可以獲得景觀地形所需的準(zhǔn)確挖方量和填方量，這對景觀地形的土方測算和實際施工起到顯著的指導(dǎo)意義。

參考文獻：

[1]闕明坤，陳春梅，王華.我國建設(shè)新型高水平民辦大學(xué)的背景、挑戰(zhàn)與策略———以西湖大學(xué)為例[J].高校教育管理，2020，42（4）：32-41.

[2]陳蕾.Revit復(fù)雜造型優(yōu)化處理初探[J].武漢大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2017，61（增刊1）：61-64.

[3]何塞·米格爾·拉米拉斯，保羅·法里尼亞·馬克斯,原茵，等.數(shù)字地面模型新進展：TIN2.0、3D表面塑型線和自由形態(tài)建模工具[J].中國園林，2020，36（9）：36-41.

[4]王仲宇.基于數(shù)字化技術(shù)的景觀復(fù)雜曲面的生成與建造研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2019.

[5]盧圣.園林?jǐn)?shù)字地形建模及應(yīng)用[J].中國園林，2006，22（2）：62-65.

作者：顏海鵬 單位：上海園林（集團）有限公司第一分公司