研究AutoCAD三维立体图测绘技术及数据处理

研究AutoCAD三维立体图测绘技术及数据处理

周全玲

北斗智云（天津）科技有限公司  天津市  300000

摘要：伴随科学技术的进步，在当今的工程设计中计算机辅助设计软件越来越重要。AutoCAD三维立体图在机械、建筑与电子等行业得到了广泛的应用。在 AutoCAD三维立体图测绘中，测绘技术与数据处理是设计者所必备的一项基本技能。伴随数字测绘技术的快速发展，为了适应日趋复杂化、多元化的工程要求，本文章对AutoCAD三维立体图测绘技术与数据处理进行了讨论，以促进社会与经济的发展。

关键词：AutoCAD；三维立体图测绘技术；数据处理

近几年，在数字测绘技术飞速发展的今天，用计算机软件代替了以往的人工计算与制图。目前，以广州南方测绘公司的 CASS7.0、南方凯思SCS2000等为代表的数字化地形和地籍测绘软件，已逐渐成为主流。但是，目前这两款软件都是以常规的平面地图为主，对于立体制图的能力比较差，一般都是采用 x、 y坐标来表示平面位置，再加上标注高程。该方法所获得的三维数据可视化水平较低、不够直观、不利于空间建模，难以适应日益提高的三维立体图的测绘要求。随着国内测绘技术水平的不断提高，对三维立体图的要求也在不断提高。因此，如何在 AutoCAD基础上进行二次开发，以满足工程设计的特定需要，使其能够更好地发挥其低层次的功能，是当前测绘工作者所面临的一个重要问题。

一、AutoCAD三维立体图测绘技术概述

将二维图转换成具有立体与深度的三维模型，是 AutoCAD三维立体图测绘技术的基本原理。设计者需要先对建筑或机械零件的轮廓进行绘制，然后确定大小尺寸和位置关系。该转换过程可以利用AutoCAD中的三维建模工具来完成。通过设置不同的透视关系及角度，可以使3D模型更加具有立体感，更加真实，更好的体现设计者的意图。利用激光三维扫描技术与全数字近景摄影测量技术等，可以对建筑物进行三维测量。尽管激光与数字摄影测量技术具有自动化程度高、信息量大等优点，而且可以直接构建建筑物外廓模型，但同时也存在利用率低、成本高、测绘盲区多等问题。所以，在对大部分建筑物进行三维立体图的测绘时，应先构建三维测量控制网，然后采用无棱镜激光测距全站仪对建筑物进行非接触的数据获取。利用 AutoCAD对其进行二次开发，可以大大提高制图与造型的灵活性，使三维立体图的测绘更加方便、快捷与高效，且具有较强的实用性。对其进行研究将有助于提升AutoCAD三维立体图测绘应用的灵活性，帮助设计人员更好地适应不同类型的设计要求，从而获得更加准确和符合设计要求的三维模型。所以，理解并掌握AutoCAD三维立体图测绘方法，对设计者具有重要的现实意义。

二、AutoCAD三维立体图的数据处理

（一）外业数据的采集

在外业数据采集方面AutoCAD三维立体图的数据处理起着很大的作用。由于使用了完全数字化的工作流程，外业数据的采集不必按照先整体后局部，先控制碎部点的原则，只要在内业中进行运算就可以了。一般情况下，平面控制都是以边角网布网的方式布设，经内业处理后得到控制点的平面坐标。而高程控制网通过三角高程测量形式，可以与平面网同时布置，高程控制网既可以单独平差，又可以与平面网联合直接实施三维平差。免棱镜激光测距全站仪在实施非接触测量中，每一小块的测量结果分为水平、垂直和倾斜角度三个部分。利用三维点位的计算公式，可求碎部点的3维坐标：x = x0 + Scosαcos(β0 + β)；y = y0 + Scosαsin(β0 + β)；h = h0 + Ssinα + i；这里，测量点的点坐标是（x0,y0,h0），β0表示后视方向的方位，β表示水平角度，α表示垂直角度， S表示倾斜距离， i表示仪表高度。该方法能较好地再现真实物体的三维形态，对工程设计与计划编制具有重要的指导意义[1]。

（二）技术实施

（1）技术实现路线

针对房屋建筑数据的复杂性，尤其是在大量节点情况下所形成的碎部点与节点间的相互联系，以及节点之间的复杂关联，采用 C#程序设计的方法来实现。对碎部点的坐标进行自动读取，按照推导的节点，构建模型，得出碎部点，从而获得对应节点的坐标。按照节点间的拓扑关系，获得AutoCAD的脚本文件。并在AutoCAD环境下，对脚本文件进行运行，可以迅速获得高精确度的三维实体图形。这种技术的实现，大大减轻了人员操作的工作量，并减少了出错的概率。利用自动化的数据处理技术，实现了对三维建筑建模的生成，提高AutoCAD软件的使用效率。

（2）数据的组织和处理

AutoCAD三维立体图数据的处理，是一个重要与复杂的过程。在内业数据的处理过程中，数据的组织和处理是一个非常重要的环节。在 C#的设计中，为适应结点运算的需求以及对拓扑关系的需求，提出了Dh_info与LX_info两种核心结构。这两种结构体将节点和碎部点、节点与节点间的联系相结合而设计。这些结构体在三维图转换路线图中起着非常关键的作用。其中，Dh_info结构保存了节点和碎部点的关系，而LX_info结构保存了拓扑关系。LX_info结构体可以对拓扑关系的数据进行储存，即利用该方法对网络中的节点及相关点进行精确的定位，并对其进行高效的处理与组织。在程序执行时，不需要进行人工操作，直接将数据、参数保存在一个文件中

[2]。后视点、测量点、仪器高度、控制点文件与连接文件等重要信息可以在数据文件中直接读取。该“一键式”的运行方法，使程序的运行更为简便、直观，从而达到“傻瓜化”的操作目的。通过上述数据处理与技术实施，可使 AutoCAD对3D立体影像数据进行更有效的操作，提升了数据处理的效率与准确度，进而为用户提供高质量的数据，使用户获得更好的体验。

（3）算例

AutoCAD三维立体图的数据处理十分重要，尤其是对地震遗址建筑物结构碎部点数据进行处理时。根据四川省汶川县映秀镇漩口小学“5·12”大地震现场的实际情况，对汶川“5·12”大地震现场进行了数据采集与处理工作。利用 C#语言进行离散点的定位，并以此为基础建立AutoCAD程序。通过该脚本文件的设计，实现了3 DFACE命令的3D节点图形的生成，并通过3 DFACE的操作实现了3D表面的自动生成。利用绘制函数进行绘制，以达到美观、真实的效果。并利用3DFACE命令，对每一个平面进行3 DFACE的绘制，并做渲染处理，最后得到美观渲染效果图。通过以上几个环节的研究，可以在计算机辅助设计中获得准确的3D结点实体图，从而为以后的分析与演示工作打下良好的基础[3]。

三、AutoCAD三维立体图测绘技术及数据处理注意事项

设计人员在绘制AutoCAD三维立体图时，除要熟练掌握制图的理论知识，还要注意几个要点。要保证设计的统一性和一致性。在AutoCAD三维立体图绘制过程中，要注意尺寸与尺度的精确性，以防止尺寸不符或比例失调，以保证设计的精度与专业。还要对其结构与稳定性进行重点研究。设计人员必须确定所绘制的模型有足够的结构强度，以确保其安全可靠。在AutoCAD三维立体图设计时，要充分考虑各种外部因素的作用，并保证设计方案的可靠性。在 AutoCAD软件中，设计人员要能够灵活地使用各种不同的工具与功能。熟悉各种软件的使用方法，不断地提高自身的技能，以适应多变的设计要求。设计人员必须不断提升自己的专业技能，才能面对各种各样的挑战，绘制满足设计需求的作品[4]。

结论

总之，对AutoCAD三维立体图测绘技术与数据处理方法进行研究十分重要，它是设计人员应具备的一项基本技能。通过对AutoCAD三维立体图测绘技术的了解，熟练掌握数据处理方法，并了解在设计中应注意的问题，可以更好的利用AutoCAD三维立体图测绘技术，从而促进工程设计的发展与进步。

参考文献：

[1]加有维, 栗茂林, 张育林, 李党超, 张铭. AutoCAD在数控工程训练中的实践应用[J]. 机电工程技术, 2023, 52 (11): 218-221.

[2]丁楠. 浅谈计算机辅助设计绘图AutoCAD与建筑制图的融合[J]. 建筑结构, 2023, 53 (17): 184.

[3]和鑫炜, 秦彬峰. AutoCAD三维建模技术在水利工程项目管理中的应用[J]. 云南水力发电, 2023, 39 (08): 16-19.

[4]郝天轩, 范国阳, 赵立桢. 基于AutoCAD的钻孔智能设计系统[J]. 中国安全生产科学技术, 2023, 19 (04): 71-77.

[5]刘晓. 测绘工程中的三维建模和空间数据处理技术.建筑设计及理论,2023-09.