肖守金 周游 刘震
中机三勘岩土工程有限公司，湖北 武汉 430024
摘要：地质勘察工作要求日益提高，有些项目需要提供拟建场地的三维地形模型，结合现场实际情况及地形图、勘探资料，利用Sufer和Global mapper软件可以实现创建三维地形模型。
1、引言
目前，为了迎合社会民众的消费，旨在打造良好的居住换将，越来越多的工程项目选址建设在山区、城镇郊区。为了便于直观的观看场地情况及地质条件，可以利用Sufer和Global Mapper软件实现三维模型直观化。
建立三维地质模型的基本思路：
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2、提取高程点数据
某项目拟在山区新建多栋高层住宅楼、栋别墅及临街商铺，规划总用地面积约116000m2，总建筑面积约163000m2。拟建场地原始地形地貌如图1所示。
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图1场地原始地形地貌实景 图2场地等高线地形图
根据建设单位提供的电子版的场地地形图（图2），该地形图每条等高线都标注了高程，地形图上的每个点都赋予了坐标和高程。
当需要大批量提取高程点时候，Cass9.1软件是很实用的工具助手。利用Cass软件提取CAD图中全部等高线的高程，在Cass软件的菜单栏“工程应用”选择“高程点生成数据文件”，选择“有编码高程点”，在弹出的提示中选择“选取高程点的范围”，即可将复合线范围内高程点全部提取出来。
为避免计算内存过大，数据点过多时会导致Sufer软件建立三维模型时建模效率低下，甚至会建模困难，因此此次提取高程点，只是粗略的提取等高线的高程点，共计提取约65000个点，提取的点的坐标和高程如图3所示。
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图3 提取结果
图中A列代表的是点号，B列代表该点的Y坐标，C列代表该点的X坐标，D列代表该点的高程。
必须要明确图中格列所代表的内容及含义，这涉及下一步利用Sufer软件建模时对应坐标的互换，这样建立的模式才是与地形图相符的，即正南北向。如果不进行坐标互换，直接建立的三维模型则会失真。
3、利用Sufer建立三维模型
Sufer软件可处理离散点、格点，可绘制等值线图、三维立体图等。Sufer软件对等高线插值和离散处理功能强大，其主要的功能就是绘制等值线图。Sufer软件对绘制等值线图的数据格式有特殊的要求，一般而言，存储离散点数据的文件格式大多是txt文件，要将txt文件转换成Sufer软件可用的grd文件格式。Sufer软件提供的多种数学插值模型，在转换可选择一种插值方法，在此不多赘述。可参考相关Sufer软件应该用书籍。
利用提取的点txt文件，导入到Sufer软件中，转换为grd格式文件，然后在“地图”选项中选择“等值线图”及“新建等值线图”，进而之生成三维地形图，生成的等值线图和地形图如图4、图5所示。
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图4生成的等值线图 图5生成的三维地形图
4、利用Global Mapper建立直观三维地形图
Global Mapper的空间数据处理工具非常丰富和全面，其分析和数据处理功能很卓越，可以提供对几乎所有已知空间文件格式的支持，直接访问和读取空间数据库。Global Mapper的分析功能特别强调地形和3D数据处理，包括视图棚和场地建模，分水岭描绘，体积测量和切割和填充优化，栅格计算和地形创造，轮廓生成等，由于其包括一整套的栅格和矢量数据创建与编辑功能，提供从简单直观的绘图到图像校正和矢量化的所有功能。因此Global Mapper是创建直观的三维模型是很重要的软件工具。
首先从Google地图上下载如图1所示范围的影像图，然后用Global Mapper打开该影像图，利用其栅格和矢量数据功能，根据所需精度，分析、选择生成等高距为10米的等高线。精度越高，生成的矢量图越大。利用3D渲染，生成直观的三维实景地形图（图6）。最后将所建三维地形图与之拟合。由于选取的节点数量有限，生成的三维地形图带有棱角，只能近似化处理。
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图6三维实景地形图
5、结论
本文介绍了利用Sufer和Global mapper软件可以创建三维地形模型，虽然生成模型的精度不高，但建模的方法和速度比较快，而且建成的三维实景模型可以直观的看到场地的地形情况，实用性相对较好。如果再附上地质勘察资料，继而之可以生成直观的三维地质模型，以便二次开发和使用。
参考文献：
1、徐海静、刘凤喜，一种利用Sufer软件建立三维地形有限元模型的方法[J].建筑工程技术与设计，2016,7(),:18-192.
2、刘学军等，三角网数字地面模型快速构建算法研究[J].中国公路学报,2000,13(2):31-36