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“對于三維地形曲面的處理，Civil3D是我見過最強大的軟件”。這是我十多年前多次拜訪電建北京院，與地質(zhì)專業(yè)的老工程師徐春才交流的時候，他跟我講到的心得體會。這位工程師大概從DOS版本的時候（上世紀(jì)90年代）就開始使用AutoCAD，后來在AutoCAD上開發(fā)軟件，所在單位也是國內(nèi)最早引進(jìn)和使用Bentley軟件的企業(yè)，因此對AB兩個平臺的軟件都很熟。

    當(dāng)然，我也很認(rèn)可徐工的判斷。Civil3D曲面功能的強大，無出其右。做為曾經(jīng)負(fù)責(zé)過Civil3D軟件產(chǎn)品開發(fā)的人，我自然知道更多的故事，包括誰在這個上面耗費了一輩子的心血，誰深度參與其中的算法，他們都是我見過的這個世界上最聰明的人。

    本文嘗試梳理并總結(jié)Civil3D的曲面用法，如何創(chuàng)建，如何使用，如何優(yōu)化等等。讓我們從頭說起。

1. 創(chuàng)建地形曲面。

1. 我們可以從xyz點文件創(chuàng)建曲面，也可以從電子地形圖比如等高線、高程點、特征線創(chuàng)建曲面，也可以從點云、dem、tiff創(chuàng)建曲面。當(dāng)然，現(xiàn)在更是增加了無人機測繪的正射影、傾斜攝影等時髦方式。
   

2. 創(chuàng)建曲面的詳細(xì)操作視頻參見：
   https://www.bilibili.com/video/BV1gE411H7L7/ 
   

2. 地形曲面優(yōu)化。

1. 很多時候，地形曲面包含了過多的歷史信息，比如原始的等高線等CAD數(shù)據(jù)。所以，最好創(chuàng)建完地形曲面后，將其導(dǎo)出為純文本的xyz點文件。新建一個dwg文件，這時你應(yīng)該使用你喜歡的dwt模板新建一個dwg文件，然后從xyz點文件創(chuàng)建曲面。這樣的地形曲面最小，軟件操作的響應(yīng)速度也最快。

2. 其他的優(yōu)化包括曲面抽稀、曲面快照、曲面邊界等。總之，用不到的數(shù)據(jù)就簡化掉，這樣能夠大大提高Civil3D軟件的運行效率。
   

3. 設(shè)計曲面。

1. 設(shè)計曲面和地形曲面并沒有太大的區(qū)別，只是用途不一樣。

2. Civil3D的曲面類型主要分為三角網(wǎng)曲面和方格網(wǎng)曲面，工程中用到最多的是三角網(wǎng)曲面。

3. 還有一種是體積曲面，是由兩個曲面做相減運算得到的，主要用來計算體積。

4. 按照使用的用途不同，可以分為地形曲面、地質(zhì)曲面、設(shè)計曲面，其實這些曲面一般都是三角網(wǎng)曲面，本質(zhì)上并沒有區(qū)別。Civil3D在大多數(shù)情況下，比如公路設(shè)計、水渠設(shè)計、場地設(shè)計，交叉口設(shè)計，其最終的設(shè)計成果就是為了得到設(shè)計曲面。然后通過設(shè)計曲面表達(dá)三維設(shè)計意圖，計算工程量等。

4. 曲面分析。

1. Civil3D提供了各種曲面分析功能，包括高程分析、坡度分析、匯水分析等。

2. 針對不同的場景，應(yīng)用不同的分析。比如：進(jìn)行排水設(shè)計的時候，可以進(jìn)行匯水分析；針對庫區(qū)淹沒的時候，可以進(jìn)行高程分析；
   

5. 曲面的標(biāo)簽和樣式。

1. 標(biāo)簽和樣式是所有Civil3D對象都會遇到的，不過Civil3D的曲面標(biāo)簽用到的場景不多，但做三維場地設(shè)計的時候，進(jìn)行高程標(biāo)注、坡度標(biāo)注，則有助于選擇更好的場地設(shè)計方案；

2. 曲面的樣式切換使用的頻率非常高。但是Civil3D對于多曲面的樣式管理效率比較低，因此我們在成塔《混動設(shè)計》軟件中專門增強了這部分功能。
   

6. 曲面編輯。

1. 大多數(shù)人不太能接觸到曲面編輯工作，畢竟地形曲面是測繪所得，而設(shè)計曲面是根據(jù)規(guī)則生成的，不需要去編輯曲面。

2. 如果你從事三維地質(zhì)工作，那么會非常高頻率的接觸曲面編輯，因為地質(zhì)鉆孔往往數(shù)量稀少，需要通過大量的曲面編輯操作來得到合理的地質(zhì)曲面。這一塊Civil3D提供的原生功能比較弱，我們在成塔《混動設(shè)計》軟件中專門增強了三維地質(zhì)功能。參見：

3. 地質(zhì)曲面編輯

   成塔哥，公眾號：成塔軟件BIM建模 - 基于Civil3D的三維地質(zhì)高級操作

7. 工程量計算。

1. 在Civil3D中，90%的情況下都是通過兩個曲面之間進(jìn)行計算來獲取工程量，這和我們傳統(tǒng)的教科書以及傳統(tǒng)的二維工程設(shè)計軟件有本質(zhì)的不同。

2. 通過曲面計算的方式來計算工程量，無疑是精度最高的方式了，因為沒有任何數(shù)據(jù)損失。
   

3. 體積曲面。Civil3D計算工程量是通過生成“體積曲面”的方式來進(jìn)行的，我們可以把體積曲面理解成兩個曲面相減，曲面的邊界就是兩個曲面重合的部分，生成的體積就是兩個曲面互相投影所圍合的體積。

8. 曲面實體。

1. 通過曲面生成實體，在Civil3D中有專有的命令。使用的場景主要包括生成三維地質(zhì)體，生成道路的路基實體等。

2. 你可以通過體積曲面直接生成實體，這又是體積曲面的一個神奇用法，并且通過這種方式你可以更加形象的理解體積曲面這個新概念。

9. 其他。

1. 當(dāng)曲面超過600萬個點以后，Civil3D會生成一個獨立的mms文件，與dwg文件在相同的文件夾，別弄丟了哦....

2. 不要通過導(dǎo)入導(dǎo)出LandXML文件來交換曲面，這是使用Civil3D的一個長久的誤區(qū)。應(yīng)該是來自于Autodesk中國最早期的技術(shù)工程師培訓(xùn)的時候使用了這種錯誤演示，后來就被傳開了。正確的做法是使用xyz點文件來交換和簡化圖形。

3. 從道路提取實體，是一個最開始為了和NavisWorks進(jìn)行交互而隨手添加的一個功能，沒想到后來變成了Civil3D BIM應(yīng)用的基石。當(dāng)前開發(fā)這個功能的時候也是剛剛收購了NavisWorks軟件不久，賣了他們一個面子，卻無心插柳...

    綜上，在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，曲面是進(jìn)行一切設(shè)計和操作的基礎(chǔ)，也是設(shè)計成果的表達(dá)。相當(dāng)于從頭到尾的閉環(huán)都是曲面來決定的。如何生成一個原始曲面，如何創(chuàng)建一個設(shè)計曲面，是工程設(shè)計貫穿始終的任務(wù)。甚至說，使用Civil3D做設(shè)計就是根據(jù)現(xiàn)有曲面創(chuàng)建設(shè)計曲面，從曲面創(chuàng)建曲面！

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