導語：大學景觀工程地形BIM建模的實踐一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：為了找到景觀工程的更優的操作樣板，以西湖大學景觀項目為例，開創性地采用Rhion和Revit2種軟件共同建立景觀地形模型。與傳統的地形建模方式相比，該方法建立的地形模型兼具連續平滑和體積精確兩大特點。新的景觀地形建模方式能夠對土方造型的施工和土方量的核算起到顯著的指導作用。

關鍵詞：BIM技術；西湖大學；景觀地形

1項目背景

作為我國第一所由社會力量舉辦、國家重點支持的非營利性研究型大學，西湖大學成立之初就被寄予厚望，即具有示范性、典型性、特殊性的后發民辦高校，也是新型高水平民辦大學的典型代表[1]。西湖大學校園位于杭州市西湖區雙橋單元，東至云大路、南至墩余路、西至良祥路、北至下確橋港。校園總體規劃總建筑面積69.5萬m2，地上建筑面積52.25萬m2。校園一次性規劃、分二期實施。整體用地面積919800m2，首期總用地面積422449m2（含啟動區約5300m2）。西湖大學景觀工程的體量過大，為了方便建模管理，整個校園以市政道路為邊界被劃分為10個區域。這10個區域的景觀工程內容涵蓋了地形、植物、道路（市政車行道除外）、鋪裝、路緣石、臺階、樹池、涼亭、旗桿、球場、廊架、風雨廊、坐凳、圍墻、圍網、欄桿、車棚、燈具、電氣及給排水管線等。西湖大學景觀工程和國內常見景觀工程類似，復雜程度并不高。景觀鋪裝以花崗巖透水磚為主，沒有異形切割的情況。雖然項目中并無異形曲面的構筑物，所有的景觀平臺和小品基本都是以方正的體塊構成，但是綠地中的景觀地形高低起伏、自然水景蜿蜒曲折，呈連續變化的曲面。在整個西湖大學景觀工程的實施過程中，采用了bim模型技術為工程全生命周期進行技術服務。

2傳統景觀地形BIM建模方式

根據總包要求，西湖大學的BIM整合平臺采用Revit2016軟件。所以景觀工程的模型也全部采用Revit2016進行建模。在Revit2016中，常規的景觀構筑物、鋪裝和小品的模型都由標準體塊組成，建模比較容易。而起伏變化的景觀地形和自然水景屬于連續平滑的曲面，Revit遇到這種復雜造型時，處理起來較為困難[2]。自然水景的做法類似于景觀地形中的洼地山谷，后文中均以景觀地形的建模方法來進行說明。在以往項目中，景觀地形的模型直接通過在Revit軟件中導入地形的等高線CAD文件完成。利用等高線建立的數字地面模型的曲面精度非常低，在高程不符合等高線垂直等距的區域尤為顯著[3]。采用這種方法建立的地形模型中，等高線和等高線之間的表面是由網格平面拼接而成的（見圖1）。整個模型呈現為一種存在大量折線、棱角的多邊形體塊，和真實的飽滿平滑的景觀地形存在較大誤差。如果想在Revit軟件中讓這種地形模型變得更飽滿、平滑就只有一種方法：在2層等高線之間手動增加更多的高程點。增加的高程點越多，軟件自動生成的網格平面就越多、越密，整個模型就越光、平滑。但是這種方法只能將多邊形體塊無限逼滑狀態而無法真正將其轉換為連續平滑的曲面，在體積上和真實的景觀地形仍存在一定的誤差。而且，面對西湖大學約46萬m2的占地面積，通過手動加點來調整地形模型的平滑程度顯然是一件無法完成的任務。

3新型景觀地形BIM建模方式

為了解決Revit軟件自身功能不足的問題，結合Rhino6、Revit20162種軟件共同進行景觀地形的建模，具體的建模流程分以下幾個步驟：

3.1等高線處理

景觀地形的施工圖紙一般由等高線和相應的高程數值2部分組成。為了方便建模，需要在三維建模前對這2個部分進行梳理、調整。首先，確定等高線的定位基準點，以便在后期地形造型模型中能夠快速、準確地導入整體模型，與其他模型精準銜接。一般來說可以將整個項目的范圍紅線或者主體建筑的軸網設定為等高線的定位基準點依據。其次，將所有等高線和定位基準點從總體平面圖中提取出來。如果發現等高線未能閉合，需要將斷碎的等高線進行連接、閉合成完整的同一平面的線圈。最后，選擇每一段等高線線圈，在特性欄中將該線圈的Z軸坐標數值調整為施工圖中相應的高程數值。所有等高線梳理調整完成之后將CAD文件另存為較低版本，方便下一階段導入Rhion軟件進行建模。此外，由于西湖大學景觀工程不包含市政車行道路，所有景觀地形被市政車行道路分割成一個個獨立的區塊，車行道的內邊緣就是不同區塊的邊界。因此在建立景觀地形的模型時還需要將車行道的內邊緣線條從平面總圖中提取出來一同存入調整后的等高線CAD文件中。

3.2生成曲面

將處理好的景觀地形等高線CAD文件導入Rhion6中，注意導入時將單位統一設置為毫米。使用嵌面（patch）命令選中等高線生成連續平滑的曲面模型（見圖2）。在嵌面命令的參數對話框中可以維持默認數值不做改變，但一定要保證調整切線（adjusttangency）選項被勾選上，這是在嵌面命令中唯一能夠控制連續性的地方，它可以使生成的曲面保持G1連續。曲面連續性的概念是針對拼接曲面提出。一般情況下，曲面的幾何連續性可大致分為5個程度，分別為G0、G1、G2、G3及G4。G1表示曲線或者曲面上點點連續，并且所有相連接的曲線或者面片之間都是相切的[4]，通過這種方式建立的景觀地形模型能形成連續平滑的狀態。然后在Rhino中將生成的景觀地形模型、市政車行道內邊緣線和定位基準點共同導出為Dwg格式的三維文件。

3.3轉換成地形模型

在Revit2016中導入Rhino6生成的景觀地形模型，單位同樣設置為毫米。核對定位基準點，將景觀地形的模型放置到項目的實際位置。選擇Re-vit2016的體量和場地欄下的地形表面命令，將導入的Rhino模型轉換為Revit中的地形模型。由于在Revit2016中重新生成的地形模型，轉換后整個地形模型不僅能繼承了Rhino模型的G1連續性，還出現了眾多可以直接在Revit2016中進行編輯調整的高程點（見圖3）。不僅如此，還能直接獲取轉換后地形模型的高程、體積等數據信息，這將為景觀地形的實際施工提供有效的幫助。地形模型轉換完成后，再選中相應的市政車行道內邊緣線，對每1塊地形模型進行拆分，形成一塊塊獨立的地形模型。

3.4土方造型協調

景觀地形模型和景觀工程的其他模型緊密相關，為了和其他模型完美銜接、不出現空洞或者空鼓需要對地形模型進行微調（見圖4）。對外，市政車行道的內邊緣線就是景觀地形的外邊界，從平面上看景觀地形模型和市政車行道模型完全吻合。但是車行道有明確的設計坡度，景觀地形在邊緣線上的坡度不會和車行道坡度完全一致。這就導致景觀地形的模型在與車行道模型銜接的位置會出現細微的高程差距。在這種情況下只能優先建立車行道模型，將車行道模型和地形模型整合后調整地形模型的高程點，從而將二者無縫銜接；對內，景觀工程的廣場鋪裝、景觀園路是直接在地形上進行施工，雖然二者有高程變化，但極少有項目會做成完全貼合地形起伏的平滑曲面，大部分情況下都由少數高程點來確定起伏的整板。廣場鋪裝和景觀園路的模型時常會出現“飛”出地形模型的情況，因此需要先將鋪裝園路模型放置于地形模型上，將低于鋪裝園路的地形進行調高。

4結語

景觀工程中眾多景觀要素和景觀地形密切相關：市政車行道環繞著景觀地形周圍，廣場鋪裝、景觀園路鋪設在景觀地形上方，喬木土球、市政管網深埋在景觀地形下方。地形是重要的園林要素,數字地形是計算機輔助設計十分重要的工具。在計算機里建立、表達和應用三維數字地形模型是園林數字技術中的重要工作[5]。所以，在景觀工程中引入BIM技術時，建立連續平滑、體積精準且方便編輯的地形模型非常重要。和直接采用Revit軟件進行建模方式相比，新型景觀地形BIM建模方式需要額外增加2個步驟：運用整理好的景觀地形的CAD等高線文件在Rhi-no軟件生成的連續平滑的地形模型，再在Revit軟件中對Rhino地形模型進行轉換。雖然增加了建模步驟，但是這種建模方式建立的景觀地形BIM模型具有G1連續性，整體模型連續平滑。這一特點有兩方面的優勢：一方面，連續平滑的景觀地形模型在外觀上更加接近真實的景觀地形，飽滿光滑、沒有折線和棱角。整個景觀地形模型的視覺效果得到了極大的提升；另一方面，連續平滑的景觀地形模型在體積上更加接近實際的土方量。將新建的地形模型的創建階段設置為現有，通過平整區域命令可以獲得景觀地形所需的準確挖方量和填方量，這對景觀地形的土方測算和實際施工起到顯著的指導意義。

參考文獻：

[1]闕明坤，陳春梅，王華.我國建設新型高水平民辦大學的背景、挑戰與策略———以西湖大學為例[J].高校教育管理，2020，42（4）：32-41.

[2]陳蕾.Revit復雜造型優化處理初探[J].武漢大學學報（工學版），2017，61（增刊1）：61-64.

[3]何塞·米格爾·拉米拉斯，保羅·法里尼亞·馬克斯,原茵，等.數字地面模型新進展：TIN2.0、3D表面塑型線和自由形態建模工具[J].中國園林，2020，36（9）：36-41.

[4]王仲宇.基于數字化技術的景觀復雜曲面的生成與建造研究[D].北京：北京林業大學，2019.

[5]盧圣.園林數字地形建模及應用[J].中國園林，2006，22（2）：62-65.

作者：顏海鵬 單位：上海園林（集團）有限公司第一分公司