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摘要：近年来随着信息技术的发展，三维地貌模型能够直观、形象地描述地貌的空间分布、位置、形态和内部结构特征，基于Sketch Up软件的三维地貌建模技术是一种高效、实用的三维建模手段，为建筑施工初期阶段了解地基提供了一个新思路。该文以溶洞地质建模为例，浅谈Sketch Up软件在工程实践中的应用
关键词：Sketch Up软件、BIM、溶洞、可视化
一、引言
近年来，信息技术的不断向前发展，给社会各行各业带来了深刻的变革。在建筑领域也由传统的二维平面图纸进入到建筑三维信息模型时代，放眼国内外，BIM应用在国外已渗透到建筑的各个生命周期。万丈高楼平地起，地基作为建筑施工的第一步，了解地基的结构空间分布就显得尤为重要。
地基结构空间可视化的方式多样，本文就Sketch Up软件实现地基可视化进行探讨，本论文内容主要分为应用背景、数据获取、可视化建模、应用成果、和总结展望四个部分。
二、应用背景
某项目拟建场地场地地层结构由第四系杂填土（Q4ml）、第四系全新统冲积层（Q4el）。基岩为石炭纪（C）灰岩和白垩纪（K）千枚岩组成。按其岩性及其工程特性，自上而下依次划分为①杂填土、②粉质粘土、③淤泥质粘土、④充填土、⑤强风化粉砂岩、⑥中风化石灰岩和受构造运动影响形成的破碎带⑦糜棱岩共七个单元层构成。
其中中风化岩中肉红色、灰白色灰岩溶蚀现象较发育，溶洞较多，单孔可见多层溶洞，单层溶洞最大可达8.00-9.00米以上，溶洞中大部份充填物为软塑状态，泥砂质充填土层，以半充填物较多，少量钻孔溶洞为空洞，溶洞之间连续性较好，其中场地东部为岩溶洼地，岩溶洼地南侧灰岩钻孔可见岩体溶蚀小洞结构松散，强度降低，岩体极为破碎，呈碎块状，可见多层溶蚀小洞分布。为揭示复杂地质溶洞分布情况，技术人员利用Sketch Up软件及该项目超前钻报告建立溶洞地质分布模型，并服务于工程建设。
三、Sketch Up概述
三维建模技术的发展，尤其是基于Sketch Up软件的三维地貌建模技术越发受到地下结构空间研究学者的关注。Sketch Up是谷歌公司在2006年推出的建模软件。它是一款可供您用于创建、共享和展示 3D 模型的软件。不同于3dsmax，它是平面建模。通过一个使用简单、内容详尽的颜色、线条和文本提示指导系统，让人们不必键入坐标，就能帮助其跟踪位置和完成相关建模操作。就像人们在实际生活中使用的工具那样，Sketch Up 为数不多的工具中每一样都可做多样工作。这样人们就更容易学习、更容易使用并且更容易记住如何使用该软件。从而使人们更加方便地以三维方式思考和沟通，是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时交流的需要，它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思，是三维建筑设计方案创作的优秀工具。在Sketch Up中建立三维模型就像我们使用铅笔在图纸上作图一般，Sketch Up本身能自动识别你的这些线条，加以自动捕捉。它的建模流程简单明了，就是画线成面，而后挤压成型，这也是建筑建模最常用的方法。
四、数据采集
数据采集是建模的重要依据，数据的来源可分为骨架模型数据和纹理数据，三维骨架建模可分为示意建模和精准建模，示意建模所采用的一般为岩层剖面图、手绘图、地形专题图等获得的模糊性数据，而精准建模采样解译和抽样采集数据的方法，获取矢量地形骨架数据，建立能基本反映地形变化的模型，具体可应用GPS高层数据，实地取孔钻探等，本次建模采用的数据源于骨架型数据方式，具体为在该研究地块做超前钻均匀取孔采样数据，分析超前钻孔柱状图，以柱状图的各高程数据作为建模源数据。
超前钻数据分析
五、模型构建
5.1建立场景环境
CAD（布孔图）导入三维软件，初步建立模型初始场景环境
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5.2数据处理
将源数据建立在相应的位置，数据纹理化处理，将不同的地下空间结构使用不同的纹理来显示，本次就棕色代表粉质黏土和填充土，黄色代表溶洞，青灰色代表中风化灰岩，褐色代表糜棱岩，卡其色代表破碎带，麻灰色代表强风化砂岩。
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场地东北侧
场地南侧
5.3 模型分析
拟建场地内地质空间分布为北侧溶洞较发育，溶洞大小不一，最大溶洞高度达25米，溶洞之间连通性好，施工过程中能发现泥浆明显串孔现象，溶洞上覆灰岩最薄为0.5米。灰岩岩面变化大，可见明显的岩溶溶沟、溶槽和漏斗特征，相邻钻孔溶洞分布不在同一层面上，规律性较差。
场地南侧有一条宽约10-20米逆冲断层破碎带，分布岩体为泥岩、砂岩、灰岩互层出现的极破碎岩体。
六、总结与展望
6.1总结
本文主要阐述了地基三维建模的方法与基于Sketch Up的三维建模技术，通过分析模型直观表达地质空间分布情况及特征。可以进一步研究地质演变。在建模过程中也参阅了其他文献的建模方法并取其一种进行探讨创建适合本拟建场地的模型，得到了以下成果：
（1）介绍了数据采集的方法；
（2）给出了三维建模手段；
（3）结合三维模型分析出地质结构空间分布状态。
6.2展望
基于Sketch Upa的三维建模地质空间分布建模技术是三维建模领域的新方向，因此在实际应用过程中还存在许多的有待解决的问题，根据本次建模成果来看，还需研究的方向应有：
（1）实现地质形成的三维动画展示技术
（2）与其他开发软件相结合使用，展现三维动态分析与数据导出功能。
参考文献：
[1]王宇翔；草图大师Sketch Up在建筑设计中的应用探讨[D]福建建筑2013年
[2]杜岩；基于Sketch Up的三维地貌建模方法研究[D]辽宁师范大学2013 年
[3]张惠均；张文先；基于SketchUp地形建模的三维可视化研究[A]；《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C]；2008年