地形建模
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
地形建模的視頻教程
地形建模的實例教程
應斑竹君之楓的邀請，偶也來班門弄斧，談談復雜地形建模的一些方法。今天，仔細看了starsmoon大牛的《FLAC中關于曲面的生成》，很受啟發(fā)，用Sufer來建模，是一個比較容易的方法。由于Sufer生成的是規(guī)則的網(wǎng)格，所以用程序實現(xiàn)是比較方便的。鑒于利用FISH進行二次開發(fā)是很好的主意，我就在starsmoon編的fish程序的基礎上，稍微改進一下，讓其可以支持多個地層的建模（程序中只考慮兩個地層soil和rock，多個地層可以修改程序加入），在FLAC3D中把四棱柱改成了三棱柱。同時也加入了ANSYS 和 3DEC的建模模塊。ANSYS中采用六面體，3DEC中采用三棱柱體。www.simwe.com.x
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仿真論壇上有不少大牛在建模上都很有一套，比如starsmoon，君之楓，SCH等等。在三維地質建模計算機輔助系統(tǒng)板塊上就更多了。我這里只是介紹一些簡單實用的方法，供大家參考吧。程序中應用了starsmoon的程序和例子，在此表示感謝。SimWe仿真論壇K7L$X+d `F
仿真分析,有限元,模擬,計算,力學,航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent,CFD,CAE,CAD,CAM x"Y V/M$\l]d {r2e;O-l
starsmoon的鏈接地址：http://www.simwe.com/forum/viewt ... 2%26filter%3Ddigest
本例子采用starsmoon的例子，并分為兩層，第一層為地表面，第二層為soil和rock的分界面（可以是曲面，用sufer插值生成，但是注意網(wǎng)格要對應。）。FLAC3d中在z方向剖分為2個單元，x，y方向剖分為1個單元。這些在command.txt中可以修改。
展開 本例子采用starsmoon的例子，并分為兩層，第一層為地表面，第二層為soil和rock的分界面（可以是曲面，用sufer插值生成，但是注意網(wǎng)格要對應。）。FLAC3d中在z方向剖分為2個單元，x，y方向剖分為1個單元。這些在command.txt中可以修改。詳細設置見命令流。下面貼出生成的模型的圖片。
Sufer_Modeling.rar
sufer的使用，讀入數(shù)據(jù)，生成圖形
用kriging法建出的地表模型。如下所示。
第二個為Nod.grd。存儲了插值后網(wǎng)格點的高程信息。
生成的flac3d模型
詳細可以用flac3d執(zhí)行命令流command.txt，即可生成flac3d，ansys和3dec的模型的命令流
展開 本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維隨機粗糙度表面或地形圖模型，并通過隨機粗糙度表面進行簡單的動力學模擬。
首先采用CAD隨機粗糙度表面插件建立三維隨機粗糙度實體幾何模型，并將模型導出為iges格式文件。
在ABAQUS內(nèi)將隨機粗糙度表面文件以部件的形式進行導入。
為了動力學模擬的需要，這里新建一個球體部件，并將其與粗糙度表面進行裝配，球體置于粗糙度表面的任意位置。
設置球體與粗糙度表面間的相互作用，切向行為設置罰，法向行為設置硬接觸，并在載荷中設置重力并將模型下表面固定。
為模型劃分網(wǎng)格，單元形狀設置為四面體。
提交作業(yè)并查看球體在隨機粗糙度表面或特定地形中的運動路徑情況。
展開 做巖土研究的，特別是做三維模型的研究，在處理邊坡地形的時候如果用flac直接建立模型是很困難的，用ansys建模很方便，但是ansys建立一個比較符合地形的模型，需要大量的地形定位點，此點的得來一般都是通過工程地質提交得地形autocad圖形，但是這些點在autocad中提取很是費勁，需要通過等高線來點取點，工作量極大。而且點的密度肯定不夠，從而影響精度。
供一個方法，僅供大家參考
將auto cad的等高線圖存為dxf，用gocad讀取，這樣等高線在gocad成為curve object，而gocad可以對curve object進行任意間距的densify，解決點密度問題，輸出該object，存檔文件是可用記事本打開的，有每個點的x，y，z，大功告成！其實也可以用gocad直接建模，不用拐這么多彎，但我還是習慣在ansys上建模，有了每個點的x，y，z，編個小程序就可以在ansys上生成地形曲面了
首先，往gocad導進dxf
生成等高線如圖，其上點的分布不夠均勻，可以用interpolate 對curve進行操作，
插值后生成的點，pointsetj及curve如圖
接下來是導出坐標，........
生成excel格式的x，y，z坐標文件
222.rar
展開 CAD圖像轉地形插件 ￥399
插件介紹
CAD圖像轉地形插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)基于圖片圖像信息生成三維高度實體模型，適用于科研論文渲染繪圖、有限元建模、地形模擬等方面的應用。
使用說明
對于一張圖片來說，如灰度圖，其圖片信息是像素的亮度差異，這樣一樣像素的亮度就代表了一個相應的高度。如果圖像是RGB格式，我們同樣可以將它轉換成灰度圖，進一步處理為高度的差異。CAD圖像轉地形插件基于圖片的亮度差異，在AutoCAD軟件中建立通用格式的三維高度地圖實體模型。
插件可指定圖像的【縮放倍數(shù)】，實際試件模型為像素尺寸乘以縮放倍數(shù)。圖像越亮的區(qū)域（灰度圖中為白色），對應的高度約高，最亮區(qū)域的高度為插件中指定的【最大高度】。【基體厚度】控制模型底部長方體的厚度參數(shù)。
插件提供全中文界面，設置參數(shù)后一鍵生成相應的模型，除需要有AutoCAD軟件支持外，不需要其他任何軟件。極大簡化了建模的難度，提高可操作性，將復雜的三維建模問題轉化為簡單的圖像處理問題，降低三維地形建模的門檻。模型有AutoCAD軟件建立，具有良好的通用性能與可修改性，支持絕大部分第三方軟件的導入，真正實現(xiàn)模型的一次構建、多處使用。
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道路編輯器示例
然而，當需要描述依山而建、邊緣不規(guī)則、表面存在隨機破損的土路時，現(xiàn)有格式往往顯得不足：
難點一：地形建模能力有限。傳統(tǒng)高精地圖導入仿真后多為平面投影，缺乏高程與路面形態(tài)細節(jié)，車輛動力學反饋仍基于平坦路面假設，難以真實反映坡度與起伏的影響。
難點二：場景編輯靈活性不足。
aiSim用標準構建動態(tài)場景、用結果衡量系統(tǒng)能力，助力自動駕駛功能閉環(huán)驗證
三、OpenCRG：還原毫米級路面細節(jié)
OpenCRG提供標準化方式描述道路表面細節(jié)，支持毫米級不規(guī)則地形建模，用于動力學仿真與輪胎接觸等精細化測試。CRG 文件使用二維 UV 網(wǎng)格系統(tǒng)，描述每個點的精確高程信息。
本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維隨機粗糙度表面或地形圖模型，并通過隨機粗糙度表面進行簡單的動力學模擬。
首先采用CAD隨機粗糙度表面插件建立三維隨機粗糙度實體幾何模型，并將模型導出為iges格式文件。
在ABAQUS內(nèi)將隨機粗糙度表面文件以部件的形式進行導入。
計算機圖形學：生成自然紋理（如蜻蜓翅膀紋理）、地形建模。
路徑規(guī)劃：構建避障最短路徑。
生物學與材料科學：模擬細胞結構、晶體生長。
無線通信：基站信號覆蓋優(yōu)化。
由于探測精度高、功耗低、體積小、易于裝備等特點，目前激光雷達在地形測繪、城市建模、工業(yè)制造、自動駕駛，以及預警探測、制導、引信等技術中等領域已得到廣泛的應用，具有良好的應用前景
激光雷達的基本原理如下圖：
2.1設計要求
為了提高激光雷達的探測范圍、分辨率和精度，激光雷達接收鏡頭也在往大視場、大孔徑方向發(fā)展。
極大簡化了建模的難度，提高可操作性，將復雜的三維建模問題轉化為簡單的圖像處理問題，降低三維地形建模的門檻。模型有AutoCAD軟件建立，具有良好的通用性能與可修改性，支持絕大部分第三方軟件的導入，真正實現(xiàn)模型的一次構建、多處使用。
分析不同粗糙度對于風參的具體影響，規(guī)范科學取值，有利于真實仿真風機周邊的地形地貌對流體建模影響，更為準確的評估客觀發(fā)電量。
Celsius EC Solver 沒有依賴工程師將通用長方體的集合正確地形成為要建模的項目并獲得正確的網(wǎng)格化，而是具有用于特定功能的特定項目。例如，它知道散熱器是帶翅片的，導電固體需要氣流才能充分冷卻，并且傳感器控制風扇和 PCB 帶有層、跡線和銅百分比，而不管使用的單位是什么。
網(wǎng)格化是自動和智能地執(zhí)行的，而不僅僅是關鍵點。
地形建模
與傳統(tǒng)地面測量方法相比，LiDAR 可顯著節(jié)省成本。通過使用一種檢測遠處物體（例如樹葉、灌木、樹木甚至草）的方法，LiDAR 可以通過分析從物體表面反射的脈沖激光來確定它們的位置、速度和其他特征。提供了地面操作員可以工作的地形地形輪廓的 3D 模型。
5.電力線檢查
可以從點云中提取有關電力線和極間距離的詳細信息。
3.CAE技術在水利水電行業(yè)的應用
CAE仿真技術能解決三維地址地形建模（DTM）與地質建模(DGM)、大壩選址、水工設計、土建施工、機電安裝等一系列關鍵問題，在很大程度上提高計算精度和時間的要求，完成覆蓋軟件生命周期的全過程，達到減少設計周期、加深設計深度、提高設計質量、控制成本及提高企業(yè)革新等目的。
