山地規(guī)劃設(shè)計(jì)

前言：

前幾天官方發(fā)布了最新的SketchUp8.0版本。SketchUp成長到今天，因其自身友好的界面、易操作的優(yōu)勢和及時(shí)反映設(shè)計(jì)師想法的能力逐漸成為建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)常用工具。無論是摩天大樓還是獨(dú)棟別墅，小區(qū)規(guī)劃還是建筑單體，SketchUp在方案推敲和方案表現(xiàn)上都顯示出了不錯(cuò)的實(shí)力，那么在山地規(guī)劃設(shè)計(jì)中SketchUp表現(xiàn)又如何呢？由于SketchUp對曲面建模、異形建模能力對比3dsMAX等類型的3D軟件來說弱了許多，所以當(dāng)需要表達(dá)復(fù)雜山地環(huán)境和山地道路時(shí)就會(huì)令接觸SketchUp不久的設(shè)計(jì)師頭痛。

我目前所在的城市是美麗的山城重慶，大大小小的項(xiàng)目幾乎都圍繞著山地設(shè)計(jì)展開。自己上學(xué)期跟著導(dǎo)師做了兩個(gè)投標(biāo)項(xiàng)目，一個(gè)是山地丘陵地區(qū)的校園規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)、一個(gè)是面江靠山的山地住區(qū)設(shè)計(jì)，最近又和幾個(gè)同學(xué)共同合作完成了一個(gè)山地別墅區(qū)概念設(shè)計(jì)，通過這些實(shí)踐我才算開始真正地接觸了山地設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作中我一直在不斷學(xué)習(xí)，嘗試如何讓SketchUp在山地規(guī)劃設(shè)計(jì)中有更好表現(xiàn)，并且在這個(gè)過程里走了不少彎路，有過很多次失敗，甚至和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員還有過關(guān)于這方面技術(shù)問題的爭執(zhí)，現(xiàn)在回想這些事情，我都覺得很有意義，所有這一切都在幫助我進(jìn)步。

現(xiàn)將2010年上半年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)在此成文，不是什么教程，不是高手經(jīng)驗(yàn)，只是自己設(shè)計(jì)工作中某一環(huán)節(jié)的方法和思路的

總結(jié)，這是自我反思提高的分享文章，希望這點(diǎn)分享能夠?qū)δ兴鶐椭?。文章分為上、下兩部分，這篇文章主要是總結(jié)關(guān)于山地設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析階段中SketchUp山地地形建模的問題，下部則會(huì)詳細(xì)介紹關(guān)于山地道路建模的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

說明：

現(xiàn)在回想走過的種種彎路，原因就是自己總企圖讓一個(gè)軟件是萬能的，妄想用一個(gè)軟件搞定所有的事情，但事實(shí)證明我是錯(cuò)的。每個(gè)軟件都有他所長，如同人一樣，總有這樣那樣的優(yōu)缺點(diǎn)，所以找到自我、取長補(bǔ)短也許是最好的方式。這次總結(jié)的目的就在于找到SketchUp這個(gè)軟件最適合在山地規(guī)劃設(shè)計(jì)中發(fā)揮效能的方面。本文修改期間，著名建筑網(wǎng)站ArchiCN中文建筑資訊站團(tuán)隊(duì)成員之一劉子安設(shè)計(jì)師在給我的文章修改建議中也提到類似觀點(diǎn)，很感謝劉子安設(shè)計(jì)師。QQ交流記錄我覺得很有價(jià)值，部分分享于此：

[津]劉子安2010-09-0723:46:16……

另外，看你文章中的說明部分我有些感觸。你所領(lǐng)悟出來的道理有些像馬云在《贏在中國》欄目中的一次點(diǎn)評，他說（大意如此）：“人們創(chuàng)業(yè)成功的方法有千百種，而失敗的原因就那么幾種，無非是貪婪什么的。”……山地規(guī)劃設(shè)計(jì)中現(xiàn)狀分析的主要目標(biāo)是分析山地這種特殊基地環(huán)境的地質(zhì)、地形、氣候、水文、植被等各個(gè)因素，從而得出用地適宜度的分析結(jié)論。這些具體結(jié)論會(huì)指導(dǎo)設(shè)計(jì)師找到合理正確的山地利用方式，進(jìn)而形成合理的規(guī)劃以及建筑設(shè)計(jì)方案。例如：通過坡度分析可明確山地地形的陡緩程度，判斷不同地段的利用可能性，對工程經(jīng)濟(jì)的影響程度，或者通過坡向分析得出某一區(qū)域的日照優(yōu)劣以及所受風(fēng)影響的具體情況等等。

由于山地地形環(huán)境復(fù)雜，牽涉自然環(huán)境因素較多，如需要高效、準(zhǔn)確、清晰的分析成果（圖像、數(shù)據(jù)），多數(shù)設(shè)計(jì)師會(huì)通過CAD地形圖以及GIS軟件生成模型信息進(jìn)行分析圖制作。您如果對SketchUp有所了解就很容易判斷出單單運(yùn)用SketchUp進(jìn)行山地地形的現(xiàn)狀分析是極其低效和不專業(yè)的做法。那么SketchUp能在現(xiàn)狀分析階段做點(diǎn)什么貢獻(xiàn)呢？

圖1一次項(xiàng)目中的GIS分析圖，直觀的數(shù)據(jù)和圖例對于現(xiàn)狀分析來說一目了然這些是我能想到的，歡迎您的補(bǔ)充。

圖4SketchUp梯田式山地建模在AiTOP專業(yè)作者團(tuán)隊(duì)中，包秀遠(yuǎn)設(shè)計(jì)師是SketchUp高手之一，他曾提到過自己的模型制作理念：“適當(dāng)?shù)臅r(shí)間、適當(dāng)?shù)募记?、適當(dāng)?shù)男Ч??！边@一點(diǎn)我很贊同，換成我自己的觀點(diǎn)就是：高效、實(shí)用、直指設(shè)計(jì)目標(biāo)。

從前面的文章分析描述不難看出，SketchUp山地地形建模的目標(biāo)應(yīng)該是：高效、準(zhǔn)確地建模。如何能達(dá)到高效準(zhǔn)確地建模則需要對山地建模方法有所了解并通過掌握和分析自己的工作方式，自行體驗(yàn)和訓(xùn)練來找到適合具體項(xiàng)目的最短最快建模途徑。

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我總結(jié)了目前我所學(xué)習(xí)到的幾種制作山地模型的方法：

第一種，面生成模型——即大家最早采用的將等高線封面，然后按一定高度拉高再生成梯田式山地模型，如圖4；

第二種，線生成模型——利用等高線和Sandbox地形工具生成平滑曲面的山地模型；這種方法我主要學(xué)習(xí)于AiTOP

一書中的山地建模一章內(nèi)容，當(dāng)然網(wǎng)上也有其他利用各種插件進(jìn)行建模的方式；

第三種，點(diǎn)生成模型——我所知道的主要是利用湘源控規(guī)這個(gè)基于AutoCAD平臺(tái)開發(fā)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理軟件中的地形工具來生成模型然后導(dǎo)入SketchUp，如果數(shù)據(jù)精確那么可以得到較為準(zhǔn)確的平滑曲面山地模型。相關(guān)視頻教程在湘源控規(guī)主頁上提供有在“點(diǎn)、線、面”山地模型生成方式中，以面生成模型的方式似乎是最早一種，大多數(shù)初學(xué)者也都在利用這種方式。其優(yōu)勢在于建模方式簡易，山勢的表達(dá)明顯而突出，用于小范圍的山地建模沒有問題，適合初學(xué)者上手并完成任務(wù)。但是這種以面生成模型的方法在大范圍建模時(shí)就會(huì)因?yàn)槟Ｐ托畔⒅小懊妗睌?shù)量過多而讓電腦運(yùn)行變緩，不利于繼續(xù)建?；蚴茄菔静僮鳌?/p>

從SketchUp5.0版本新增了Sandbox地形工具以來，我個(gè)人認(rèn)為用線生成模型的方式更為高效、實(shí)用。不建議使用梯田式這類地形建模方法，原因簡單，首先將等高線都封面然后拉伸本來就多了一道很麻煩的工序，如果是場景較大的山地模型，那么模型信息中“面”數(shù)就會(huì)劇增，直接違背了SketchUp建模需要“省面”的基本原則，而且占用資源還很有可能不利于后期多方案比較的效率。當(dāng)然，如果您想追求梯田式特殊效果那就另當(dāng)別論了。

圖5以上是同一塊地形的建模對比，不難看出梯田式模型會(huì)比曲面山體的面數(shù)多得多（曲面模型的面數(shù)：7452，梯田式建模的面數(shù)：15789）

以點(diǎn)生成模型方式也是我最近才學(xué)習(xí)到的，實(shí)質(zhì)上是利用CAD地形圖本身的數(shù)據(jù)在湘源控規(guī)軟件中生成山地模型，然后導(dǎo)入到SketchUp中繼續(xù)進(jìn)行加工處理。初看是個(gè)相當(dāng)高效的方法，但還是有缺陷。這種方式的建模有兩個(gè)事情需要注意：首先，這種建模方式的第一個(gè)重要步驟是“字轉(zhuǎn)高程”，在這個(gè)階段，湘源控規(guī)這個(gè)軟件主要是利用CAD地形圖中GCD圖層（碎部高程記注點(diǎn)）的標(biāo)高數(shù)字轉(zhuǎn)換為相應(yīng)標(biāo)高的一個(gè)個(gè)點(diǎn)，然后通過這些點(diǎn)定位生成三維模型。這需要你拿到的地形圖是比較準(zhǔn)確的，并且沒有在轉(zhuǎn)手過程中被他人破壞過，數(shù)據(jù)能夠齊全。要不然看似簡單易行的方法會(huì)因?yàn)樵紨?shù)據(jù)的問題折騰你一天，目前我遇見過的情況有幾種是無奈的，比如地形圖是tif文件插入CAD，那地形圖就只是個(gè)圖片，比如發(fā)現(xiàn)標(biāo)高數(shù)字是個(gè)塊而不是字體，就無法利用“字轉(zhuǎn)高程”命令，想替換字體又發(fā)現(xiàn)需替換的標(biāo)高數(shù)字有幾千個(gè)，工作量巨大……總之有時(shí)候看似輕松而撿便宜的辦法反而更讓您頭痛，更讓您費(fèi)時(shí)。另一個(gè)問題是，湘源控規(guī)生成的山地模型缺少了直觀可見的等高線，這也不利于觀察、分析地形。地形的等高線排列疏密度可以直觀清醒地判斷出山地地形的坡度大小，所以保留為好。

圖6湘源控規(guī)生成地形關(guān)鍵一步——字轉(zhuǎn)高程

圖7湘源控規(guī)生成的地形，只需導(dǎo)入SketchUp進(jìn)行加工處理目前自己算是大概了解了SketchUp基本的山地建模方式，當(dāng)然每種方法各有優(yōu)勢。如何利用？如何提高效率？作為初學(xué)者，我認(rèn)為真正的高效率是在您面對正式工作時(shí)選擇自己會(huì)出問題最少的一條路徑，然后踏實(shí)地做好，保證任務(wù)的完成，再在平時(shí)練習(xí)中多做試驗(yàn)找到優(yōu)化方法。對于方法我想沒有絕對的好壞，總的來說應(yīng)盡量根據(jù)不同情況各取所長吧。

圖8一個(gè)山地住區(qū)投標(biāo)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)是由前輩所做，我主要任務(wù)是負(fù)責(zé)建模，在這次建模中綜合運(yùn)用了較多的山地建模方法以高效、實(shí)用的目標(biāo)來看待SketchUp山地地形建模工作，我覺得SketchUp山地地形建摸應(yīng)該注意以下一些問題：

1、當(dāng)你拿到CAD地形圖時(shí)，由于地形圖本身表達(dá)的內(nèi)容較多，信息量大，會(huì)導(dǎo)致文件過大，所以需要適當(dāng)?shù)鼐喌匦螆D。根據(jù)個(gè)人習(xí)慣，我一般只會(huì)保留等高線、道路、水系、沖溝等必要要素；

2、因?yàn)镃AD地形圖中等高線時(shí)常會(huì)出現(xiàn)亂線、斷線、重線等等冗余數(shù)據(jù)的可能，以至于你常會(huì)發(fā)現(xiàn)CAD文件直接導(dǎo)入SketchUp中生成曲面地形時(shí)軟件卡死現(xiàn)象。所以，強(qiáng)烈建議在導(dǎo)入SketchUp之前把必要的地形重新描一遍。重描地形圖時(shí)，我學(xué)到的方法是根據(jù)目標(biāo)的需要和具體情況簡化地形等高線，方法是每隔3米~5米重描等高線，這樣可以在保證建模質(zhì)量的情況下相對縮短工作時(shí)間；

3、建議道路系統(tǒng)與地塊分開建模，而不要利用懸置工具在極為不平整的山地地形上形成路面；

4、不要幻想在建好的現(xiàn)狀山地模型中進(jìn)行方案推敲到生成的全過程，特別是土方量平衡較大、山地改