CN115841022B - 一种基于面板堆石坝的数据处理方法及相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于面板堆石坝的数据处理方法，所述方法包括：获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil 3D软件中，基于所述Civil 3D软件得到原地形曲面，并将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面；基于放坡处理得到闭合放坡面，根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面；基于Civil 3D软件中的Dynamo插件建模得到面板堆石坝模型、面板区模型和溢洪道模型，将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。本发明通过将Civil 3D软件与Dynamo工具结合，大幅提高面板堆石坝等基础设施设计的效率，同时可提升不同行业的设计效率，普及参数化和数字化在水利工程施工中的应用。

Description

一种基于面板堆石坝的数据处理方法及相关设备

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，尤其涉及一种基于面板堆石坝的数据处理方法、系统、智能终端及计算机可读存储介质。

背景技术

在BIM的建模阶段，Autodesk平台是最流行的解决方案之一，操作性强，被逐渐普及到越来越多的行业，AutoCAD Civil 3D则是Autodesk公司面向基础设施行业的BIM解决方案，在BIM的发展历程中，占据着不可或缺的地位，适用于多个行业和多个领域，例如于勘察测绘、岩土工程、交通运输、水利水电、市政给排水、城市规划和总图设计等。在软件版本的不断更新过程中，逐步完善相应的功能，并逐步提供测量、地形处理、土方计算、场地规划、道路设计、地下管网设计、等许多基础设施行业的专业设计、分析及制图功能。

Autodesk Dynamo for Civil 3D(D4C)是一个可视化的编程应用程序，可用于自动化Civil 3D任务。这是Civil 3D 2020的一个新功能，Autodesk将从这个版本开始为Civil 3D提供Dynamo。相比于Dynamo for Revit，Dynamo for Civil 3D中保留了除Revit交互节点以外的所有节点，在此基础上，新加入了AutoCAD和Civil 3D两部分的交互节点。在以往的Civil 3D部件设计过程中，通常采用部件编辑器，但在BIM领域的不断发展历程中，由于部件编辑器自身功能的限制，无法满足参数化设计等方面的不足，2020年，Autodesk公司将Dynamo装载到Civil 3D软件中，完善了一些功能节点，并提供相匹配的Auto CAD节点包和Civil 3D节点包，使得Civil 3D的二次开发功能有了更多的途径。

但是在现有的Civil 3D横断面设计，绘制部件过程中，通常采用的是SubassemblyComposer(SAC)，即装配设计器进行开发和设计，这使得Civil 3D在路面超高、断面频繁变化、参数化设计等方面的设计效率较低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于面板堆石坝的数据处理方法、系统、智能终端及计算机可读存储介质，旨在解决在路面超高、断面频繁变化的面板堆石坝上进行开发设计时，处理数据效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于面板堆石坝的数据处理方法，所述基于面板堆石坝的数据处理方法包括如下步骤：

获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil 3D软件中，基于所述Civil3D软件得到原地形曲面，并将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面；

基于放坡处理得到闭合放坡面，根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面；

基于Civil 3D软件中的Dynamo插件建模得到面板堆石坝模型、面板区模型和溢洪道模型，将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

可选的，所述基于面板堆石坝的数据处理方法，其中，所述获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil 3D软件中，基于所述Civil 3D软件得到原地形曲面，具体包括：

将原始地形坐标数据通过记事本打开，将所述将原始地形坐标数据全选复制到word文件中，再利用word文件中表格生成工具将文本自动转换成表格；

将生成的表格复制粘贴到Excel表格文件中，对所述坐标原始地形数据进行处理，得到新的目标地形数据；

打开Civil 3D软件，创建一个三角网曲面，选择添加命令，将已处理好的新的目标地形数据导入到所述三角网曲面中，得到原地形曲面。

可选的，所述基于面板堆石坝的数据处理方法，其中，所述将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面，具体包括：

使用曲面编辑中的曲面平滑功能修正等高线使所述原地形曲面平滑；

对所述初始大坝地形曲面的样式进行分析修改；

创建曲面边界和闭合要素线，在所述初始大坝地形曲面中框选住需要的地形曲面，将边界外的三角形隐藏，得到所述大坝地形曲面。

可选的，所述基于面板堆石坝的数据处理方法，其中，所述基于放坡处理得到闭合放坡面，具体包括：

打开Civil 3D软件中的放坡创建工具，根据面板堆石坝开挖图纸中的趾板X线创建一个新的放坡样式；

将趾板X线的各个控制点的坐标绘制到所述大坝地形曲面中，将所述趾板X线的各个控制点作为开挖线控制点，根据面板堆石坝开挖图纸找到面板堆石坝及溢洪道的控制点坐标表，再将所述面板堆石坝及溢洪道的控制点坐标表与开挖线的各个控制点坐标结合，得出要素线的绘制控制点；

将要素线各个控制点的坐标进行数据处理，减去原点坐标，得到新的坐标，依据新的坐标数据，在Civil 3D软件中创建要素线，形成所述闭合放坡面。

可选的，所述基于面板堆石坝的数据处理方法，其中，所述根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面，具体包括：

利用曲面粘贴功能，将放坡生成的所述闭合放坡面和所述大坝地形曲面粘贴到一起，得到一个新的目标曲面。

可选的，所述基于面板堆石坝的数据处理方法，其中，所述面板堆石坝模型包括：面板堆石坝主体模型和面板堆石坝下游堆石区模型；所述面板区模型包括：过渡区模型、垫层区模型和防渗面板模型。

可选的，所述基于面板堆石坝的数据处理方法，其中，所述将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝主体及部件，具体包括：

基于完成的所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型，基于Civil3D软件中的Dynamo插件创建节点，并将节点依次连接后，完成所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面中，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于面板堆石坝的数据处理系统，其中，所述基于面板堆石坝的数据处理系统包括：

大坝地形曲面生成模块，获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil 3D软件中，基于所述Civil 3D软件得到原地形曲面，并将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面；

目标曲面创建模块，基于放坡处理得到闭合放坡面，根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面；

面板堆石坝信息生成模块，基于Civil 3D软件中的Dynamo插件建模得到面板堆石坝模型、面板区模型和溢洪道模型，将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种智能终端，其中，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于面板堆石坝的数据处理程序，所述基于面板堆石坝的数据处理程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于面板堆石坝的数据处理方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有基于面板堆石坝的数据处理程序，所述基于面板堆石坝的数据处理程序被处理器执行时实现如上所述的基于面板堆石坝的数据处理方法的步骤。

本发明提供了一种基于面板堆石坝的数据处理方法，通过将Civil 3D软件与Dynamo工具结合，大幅提合高面板堆石坝等基础设施设计的效率，亦可提升不同行业的设计效率，普及参数化和数字化在水利工程施工中的应用。

附图说明

图1是本发明基于面板堆石坝的数据处理方法的较佳实施例的流程图；

图2是本发明基于面板堆石坝的数据处理方法的较佳实施例中步骤S100的流程图；

图3是本发明基于面板堆石坝的数据处理方法的较佳实施例中步骤S200的流程图；

图4是本发明基于面板堆石坝的数据处理方法的较佳实施例中步骤S300的流程图；

图5是本发明面板堆石坝主堆石区三维模型图；

图6是本本发明面板堆石坝下游堆石区三维模型图；

图7是本发明基于面板堆石坝的数据处理系统的较佳实施例的原理示意图；

图8为本发明智能终端的较佳实施例的运行环境示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明较佳实施例所述的台标调整方法，如图1所示，所述台标调整方法包括以下步骤：

步骤S100、获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil3D软件中，基于所述Civil 3D软件得到原地形曲面，并将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面。

具体的过程请参阅图2，其为本发明提供的基于面板堆石坝的数据处理方法中步骤S100的流程图。

如图2所示，所述步骤S100包括：

S110、原始地形数据复制到word文件中，用工具自动转换成表格。

需要说明的是，这里的原始地形数据指某水库及供水工程总体施工图纸中的坐标数据，所述坐标数据包括面板堆石坝正槽溢洪道的坐标数据；所述坐标数据于经度40466950-40467350，纬度3059700-3060050之间施工图纸中。

进一步地，由于大坝测量数据的东距和北距过大(即点的X和Y坐标数值过大)，直接导入Civil 3D中会导致绘制的曲面过大，造成不必要的计算和内存消耗，在视图中操作不便，而地形曲面的本质是一个又一个点，曲面的创建离不开点，所以将数据先进行处理，以便于地形图的绘制。

具体地，将大坝、溢洪道区域原始地形数据用记事本打开，共有2810个点坐标，将其全选后复制到word文件中。由于编号与东距坐标之间的分隔方式为“，，”，而东距坐标、北距坐标和高程坐标之间的分隔方式为“”无法自动转换成需要的4列2810行表格，所以利用“全选”“替换”两个操作步骤，将格式统一。利用word文件中表格生成工具“文本转换成表格”，将文本自动转换生成4列2810行表格。

S120、将所述表格复制粘贴到Excel表格文件中，对所述坐标原始地形数据进行处理，得到新的目标地形数据。

具体地，将生成的表格，复制粘贴到Excel表格文件中。在2137行和2138行处，发现表格数据编号出现重新编号的情况，以及2382行和2724行出现以a和c为编号的情况，为使后续将点导入Civil 3D的过程不出现错误，在此将所有数据进行重新编号，从编号1至编号2810。

由于观察到，东距、北距和高程值的数值都过大，所以对其进行处理：定义一个参照点为地形处理的原点，将2810个地形点的东距坐标值和北距坐标值分别减去原点的X坐标和Y坐标值，高程值减去所有高程的最小值，得到新的坐标表。

将处理好的新的坐标表按照点编号，东距，北距，高程为列保存至新的txt文件中，得到新的目标地形数据。由于保存时，数据间以制表符分隔，为使导入Civil 3D中时不出现错误，每行的点编号，东距，北距，高程值间以“，”进行分隔。

S130、将新的目标地形数据导入Civil 3D软件，得到原地形曲面。

具体地，打开civil 3D软件，在工具空间的浏览设定下，右键点击曲面，在当前地形图层中创建一个三角网曲面，将所述三角网曲面命名为原地形曲面。

在Civil 3D软件中，曲面创建有以下四种曲面样式：三角网曲面，栅格曲面，三角网体积曲面，栅格体积曲面。在其中，三角网曲面最适合用于：使用不规则分布的采样数据来映射复杂多变的曲面和分析局部区域(大比例地图)。简单来说，地形起伏越大，越适合用三角网曲面样式创建地形曲面。

三角网曲面通过对任意一组点进行Delaunay三角剖分而形成。为了创建组成三角形的三角网线，Civil 3D会连接彼此最接近的曲面点。曲面中任何点的高程都是通过对该点所在三角形的顶点的高程进行内插来定义的。

所述原地形曲面创建后，还没有地形点的数据，在原地形曲面的“定义”项目下，右键点击“点文件”子项目，选择“添加”命令，将已处理好的目标地形数据导入到原地形曲面中，由于没有匹配的点文件格式，在关闭格式过滤器后，新建一个点文件格式，命名为“原地形处理”，设置好与文本文件对应的分隔方式，以及文本文件中对应的各列的列名称，通过“加载”选项可观察到其显示的样式，点击确定，应用该格式后得到原地形曲面。

S140、使用曲面编辑中的曲面平滑功能修正等高线使所述原地形曲面平滑。

具体地，在创建等高线施工图的时候，特别是在交叉口之类的等高线间距比较小的情况下，系统自动生成的等高线因为三角网的疏密程度不同，从而导致了等高线不是很平滑。

通过S130得到的原地形曲面，也有一些地方的等高线波折情况较大，这里就需要用到曲面编辑中的“曲面平滑”功能，曲面平滑有以下两种方式：“自然临近内插法”和“克里格方式”。两种方式皆是在系统确定的高程处添加更多的点，从而得到无重叠的平滑等高线。

自然临近内插法：是根据周边已知各个点的标高，通过软件自带的程序估算任意点的标高。这种方法类似于通过等高线计算两根等高线之间部分点的标高。

克里格法比自然邻近内插法更复杂，它需要使用空间连续性或相关性的模式(以“协方差”或“半方差”的形式)以及曲面数据的采样。(用于确定内插/外插点所根据的统计趋势)。

上述两种曲面平滑方式都是软件自带的方法，皆可使得曲面平滑，对此不做限制。

这里以自然临近内插法为例，进行曲面平滑的操作：选择自然临近内插法，选择输出位置，选择“基于栅格”。点击输出区域内后面的“...”，选择曲面，确定好区域后输入栅格X和Y的间距，在此处，X和Y的值均设置为3，点击“确定”后可以看到平滑后的曲面，其中，所述间距越小、生成的栅格越多，形成的三角网就越多，得到的曲面就越平滑。

S150、对所述初始大坝地形曲面的样式进行分析修改。

具体地，在创建好所述初始大坝地形曲面之后，所述初始大坝地形曲面的显示效果根据不同的图形模板是不一样的，用户可以根据需求自定义不同的显示样式。

曲面样式的修改步骤：

打开已经创建好的初始大坝地形曲面，用鼠标右键选择“曲面特性”→出现“曲面特性”对话框，在默认样式里单击“曲面样式”后面的小黑三角会有“新建”“复制当前选择”“编辑当前选择”(这里的样式修改和点样式修改是同样的原理)等选项，点击“新建”→出现“曲面样式”对话框，这个对话框是设置修改曲面样式的地方。

设置完成后，选中曲面，打开对象查看器，即可观察到曲面的不同样式。

鼠标右键选择工具空间中的“初始大坝地形曲面”，点击“编辑曲面样式”，在“显示”选项版中，选择视图方向为模型，将高程部件设为可见。再打开“分析”选项版，打开“高程”一项。

Civil 3D系统提供了几种不同的色彩显示方案，包括“蓝色”，“水色”“绿色”“彩虹色”，“大地色”等，在这里选择“大地色”，显示类型设置为“三维面”。点击“应用”“确定”后关闭。此时观察到所述初始大坝地形曲面的三维模型色彩没有明显变化。鼠标右键点击“初始大坝地形曲面”，选择“曲面特性”，在“分析”选项卡下，“分析类型”选择“高程”。在下方的“范围”设置中，选择“范围间隔”，输入数值为：2.000000。输入的数值越小，颜色变化越明显，设置完参数后，选择形状为向下的箭头图标，即可生成对应的高程范围和颜色方案：

选中曲面，打开“对象查看器”，将颜色方案设置为“着色”，即可观察到彩色的三维实体分析图。

利用同样的方法，可以对曲面的“坡度”“流域”等进行分析，这里不再赘述。通过对曲面的分析，可以对地形曲面有更深的认知，对曲面信息的总结有更直观的呈现。

S160、创建曲面边界和闭合要素线，选住需要的地形曲面，将边界外的三角形隐藏，得到所述大坝地形曲面。

具体地，本发明目前已创建出的初始大坝地形曲面较为完整，包括多个区域的地形曲面，但在本设计中只需要大坝基坑处的地形曲面，如果使用所述初始大坝地形曲面，会由于曲面过大，地形数据点过多，文件过大，造成不必要的计算过程，占据较多内存，导致运行速率低，所以在此创建局部曲面边界，创建闭合要素线，框选住需要的初始大坝地形曲面，通过创建外部边界的方式，即可将边界外的三角形隐藏起来，提高软件运行效率。

打开Civil 3D软件，在工具空间的“设定”面板下，找到曲面设定下的“命令”并展开，选择其中的“AddSurfaceBoundaries”可以进行曲面边界创建的操作步骤设定。

创建曲面边界的操作为：在功能区的“绘制”区域选择“多段线”命令，按照需要的边界创建闭合多段线。在工具空间的“浏览”界面下，点击“初始大坝地形曲面”前的“展开”，然后展开“定义”子项目，右键点击“边界”，选择“添加”，出现以下界面。边界名称设置为“初始大坝地形边界”，类型选择为“外部”，在创建界面勾选“虚特征线”选项，点击确定，选择对象为上述布置创建的闭合多段线，“回车键”确定，生成新的外部曲面边界，将边界外的三角形隐藏，即可得到所述大坝地形曲面。

需要说明的是，曲面的边界能够影响其中曲面三角形的可见性。曲面边界由闭合多边形或曲面进行定义，在同时选中“隐藏”边界类型和“虚特征线”选项时，可以将曲面选作边界；曲面的边界有以下四种类型：“外部”，“显示”，“隐藏”，“数据裁剪”；在这里，选择创建“外部边界”，位于外部边界以内的曲面三角形都是可见的，而边界外的三角形是不可见的。但边界以外的三角形没有被删除掉，只是被隐藏起来了，不参与曲面编辑时的计算，但数据还是存在的。如果将边界删除后，曲面三角形还是会重新出现，曲面也会恢复原样。

步骤S200、基于放坡处理得到闭合放坡面，根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面。

具体的过程请参阅图3，其为本发明提供的基于面板堆石坝的数据处理方法中步骤S200的流程图。

如图3所示，所述步骤S200包括：

S210、打开Civil 3D软件中的放坡创建工具，根据面板堆石坝开挖图纸中的趾板X线创建一个新的放坡样式。

具体地，在所述大坝地形曲面创建完成后，需要在现有的所述大坝地形曲面上进行放坡完成闭合放坡面的创建。

进一步地，所述趾板X线为砼面板下表面与趾板基础面的交线，N线为下游坡脚线。X线必须按设计高程开挖，若开挖至设计高程后没有达到设计要求，则由设计人员确定开挖高程；N线可根据实际情况微调。

在Civil 3D软件功能区找到“创建设计”分区，点击“放坡”旁的下拉按键，点击“放坡创建工具”；然后，由于目前已有的放坡样式不适用于大坝基坑的创建，因此，根据面板堆石坝开挖图中“趾板X线”创建一个新的放坡样式：

在Civil 3D的工具空间处，选择“设定”操作，点击“放坡”项目前的“+”展开，再展开子项目“放坡标准集”。模板中此时已有“Basic Set”标准集，右键点击它，选择“新建”命令，创建一个新的放坡标准，将放坡方法中的目标设定为高程，高程值为0.000米，投影设置为“挖方/填方斜率”，在下方的“挖方斜坡投影(向上)”和“填方斜坡投影(向下)”处，均设置斜率为4.00：1。应用后，将其保存，即可得到所述新的放坡样式。

S220、将面板堆石坝及溢洪道的控制点坐标表与开挖线的各个控制点坐标结合结合得到要素线的绘制控制点。

具体地，创建完放坡样式后，需要先创建要素线，并基于要素线进行放坡。要素线的创建方法有，“创建要素线”工具，从对象创建要素线，从路线创建要素线，从道路创建要素线，从台阶式偏移创建要素线。在这里采用“创建要素线”方法：

将“趾板X线”各个控制点的坐标绘制到地形曲面中，将所述趾板X线的各个控制点作为开挖线控制点，“X”线控制点参数表如下表1-1所示：

表1-1：“X”线控制点参数表

在需要的情况下，可以通过下述表格1-2完成河流向桩号和开挖高程之间的换算：

表1-2：“X”线高程、桩号换算公式表

所述坝上为坝的上游面。坝0为坝轴线所在的位置，溢0为溢洪道中心线所在的位置，截0为截水墙中心线所在的位置。

根据混凝土面板堆石坝平面布置图可以找到面板堆石坝及溢洪道(泄洪槽)的控制点坐标表，将所述面板堆石坝及溢洪道(泄洪槽)的控制点坐标表与所述开挖线控制点结合，可得出要素线的绘制控制点，如下表1-3所示：

表1-3：要素线的绘制控制点

S230、在Civil 3D软件中创建要素线，形成所述闭合放坡面。

具体地，依据表1-2中的要素线的绘制控制点数据，在Civil 3D软件中创建要素线，根据图纸所给基坑及开挖线的各个控制点，在Civil 3D软件中，运用“要素线创建”功能，将基坑的各个控制点连接形成闭合图形，创建出“放坡”参照线，以完成“放坡”操作及部件绘制，并利用要素线高程编辑器修正并确定要素线的各个端点的高程值。

进一步地，点击放坡创建工具后，选择之前新创建的放坡样式，选择创建放坡操作，按照步骤选择要素线，选择放坡边为基坑内，“应用到整个长度”选项选择“是”，斜率均为默认的“4：1”，确定后即可生成放坡，在基坑底部选择“创建填充”命令，即可形成闭合放坡面。

S240、将放坡生成的所述闭合放坡面和所述大坝地形曲面粘贴到一起，得到一个新的目标曲面。

具体地，在创建所述闭合放坡面时，通常运用曲面粘贴功能将其与所述大坝地形曲面结合到一起，该建筑物地基将替换它所覆盖的那部分场地曲面，从而形成一个完整的完成后的设计曲面。

利用“曲面粘贴”将它们按照坐标的位置粘贴在一起。曲面粘贴可以将一个曲面的数据叠加到另一个曲面上去。这种数据叠加不是经过数据计算的，而是直接覆盖。可以理解为首先将目标曲面剪切掉，然后再把需要粘贴的曲面和刚才的目标曲面缝补在一起形成一个新的曲面。

步骤S300、基于Civil 3D软件中的Dynamo插件建模得到面板堆石坝模型、面板区模型和溢洪道模型，将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

具体的过程请参阅图4，其为本发明提供的基于面板堆石坝的数据处理方法中步骤S300的流程图。

如图4所示，所述步骤S300包括：

S310、基于Civil 3D软件中的Dynamo插件建模得到面板堆石坝模型、面板区模型和溢洪道模型。

在利用Civil 3D创建完成目标曲面后，开始绘制面板堆石坝主体。依据施工图纸可知，面板堆石坝主要分为主堆石区，次堆石区，垫层区，过渡区，防渗面板和溢洪道。

在Dynamo建模中，采用“code block”节点进行建模，即采用“DesignScript”建模，Dynamo的引擎核心是“DesignScript”，是一种面向对象的编程语言。Autodesk最初开发“DesignScript”作为一种关联性编程语言，为Autodesk旗下系列产品提供一种通用的、相对简单的可视化编程语言。所有Dynamo的内置节点基本上都是用DLL包裹的“DesignScript”代码。Dynamo虚拟机识别并执行封装的节点和原始“DesignScript”文本代码。

具体地，先得到面板堆石坝主堆石区的模型：

参照《XX县XXX水库及供水工程混凝土面板堆石坝横断面图(1/4)》中河床段堆石坝典型断面图1：500(坝0+096.00)，上游河床高度为506.5m，坝顶高程为587.00m，坝顶宽度为6m。依据开挖线坐标点，以及横断面图中，主堆石区和下游堆石区分界线(坡度比为1：0.3)，确定左右岸“主堆石区”两个面各个控制点坐标。

通过横断面图可观察到主堆石区分为两个部分，分别为高程506.5m—578.3m，高程578.30m-坝顶高程587.00m。坝轴线为X轴正向轴，原点为坝轴线左岸坐标点。

先绘制高程506.5m—578.3m的部分，该部分的X坐标值为2m—188m。在Dynamo中先创建出一个“code block”节点，将所得出的各个点的坐标利用“Point.Bycoordinates”节点编写程序脚本，将两个面的坐标点按照曲线闭合顺序创建两个集合，运用“PolyCurve.ByPoints”节点(通过连接点构建多边曲线)将两个集合创建成为两个多边闭合曲线。

在“code block”节点中显示为代码“Q＝[PolyCurve.ByPoints(points1，true)，PolyCurve.ByPoints(points2,true)]；”。此时，在Dynamo工作空间中可观察到已出现闭合的曲线，将两边的坐标点连接在一起。

然后，为使可视化编程更直观，采用“DesignScript”创建实体，在“.Solid”前输入“DesignScript.”。为创建实体，在这里需要进行放样融合生成主堆石区实体，采用“Byloft”节点(通过在输入横截面闭合曲线之间放样来生成实体)。在code block中即显示为：“B1＝DesignScript.Solid.ByLoft(Q)；”。

完成第一部分建模后，进行第二部分的建模，即为高程506.5m—578.3m的部分，该部分的X坐标值为0m—196m。运用同样的方法，确定坐标值，放样融合生成实体。

两部分的实体创建完成后，需将他们合并为一个实体。在这里，运用“DesignScript.Solid.ByUnion”(将一组实体合并为一个实体)脚本即可。确定后，在工作空间中，出现面板堆石坝的主堆石区三维模型如图5所示。

得到面板堆石坝下游堆石区模型：依据《河床段堆石坝典型断面图1：500(坝0+096.00)》施工图纸，运用和主堆石区的创建方法类似的步骤，即可生成下游堆石区的三维模型，如图6所示。

得到过渡区及垫层区模型：完成主体建模后需进行过渡区和垫层区的建模，参考《XX县XXX水库及供水工程混凝土面板堆石坝横断面图(1/4)》施工图纸，运用和主堆石区的创建方法类似的步骤，根据控制点创建垫层区和过渡区左右岸曲面，放样融合生成垫层区和过渡区。

得到防渗面板和溢洪道也与所述主堆石区的创建方法类似，这里不再赘述。

S320、基于Civil 3D软件中的Dynamo插件创建节点，并将节点依次连接。

S330、将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

具体地，S310之后，在Dynamo中，创建“Object.ByGeometry”节点，将创建的实体连接到“geometry”输入端口，创建“code block”节点，输入字符串“模型”。“block”输入端口，需要先创建“Document.Current”和“Document.ModelSpace”节点依次连接，即可发现三维模型已导入到Civil 3D软件的目标曲面中，即可得到所述面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

进一步地，如图7所示，基于上述基于面板堆石坝的数据处理方法，本发明还相应提供了一种基于面板堆石坝的数据处理系统，其中，所述基于面板堆石坝的数据处理系统包括：

大坝地形曲面生成模块51，获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil3D软件中，基于所述Civil 3D软件得到原地形曲面，并将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面；

目标曲面创建模块52，基于放坡处理得到闭合放坡面，根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面；

面板堆石坝信息生成模块53，基于Civil 3D软件中的Dynamo插件建模得到面板堆石坝模型、面板区模型和溢洪道模型，将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

进一步地，如图8所示，基于上述基于面板堆石坝的数据处理方法和系统，本发明还相应提供了一种智能终端，所述智能终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图8仅示出了终端的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

所述存储器20在一些实施例中可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器20还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述终端的应用软件及各类数据，例如所述安装终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有基于面板堆石坝的数据处理程序40，该基于面板堆石坝的数据处理程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请中基于面板堆石坝的数据处理方法。

所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述基于面板堆石坝的数据处理方法等。

所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述终端的部件10-30通过系统总线相互通信。

在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中基于面板堆石坝的数据处理程序40时实现以下步骤：

获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil 3D软件中，基于所述Civil3D软件得到原地形曲面，并将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面；

基于放坡处理得到闭合放坡面，根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面；

基于Civil 3D软件中的Dynamo插件建模得到面板堆石坝模型、面板区模型和溢洪道模型，将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

其中，所述获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil3D软件中，基于所述Civil 3D软件得到原地形曲面，具体包括：

将原始地形坐标数据通过记事本打开，将所述将原始地形坐标数据全选复制到word文件中，再利用word文件中表格生成工具将文本自动转换成表格；

将生成的表格复制粘贴到Excel表格文件中，对所述坐标原始地形数据进行处理，得到新的目标地形数据；

打开Civil 3D软件，创建一个三角网曲面，选择添加命令，将已处理好的新的目标地形数据导入到所述三角网曲面中，得到原地形曲面。

其中，所述将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面，具体包括：

使用曲面编辑中的曲面平滑功能修正等高线使所述原地形曲面平滑；

对所述初始大坝地形曲面的样式进行分析修改；

创建曲面边界和闭合要素线，在所述初始大坝地形曲面中框选住需要的地形曲面，将边界外的三角形隐藏，得到所述大坝地形曲面。

其中，所述基于放坡处理得到闭合放坡面，具体包括：

打开Civil 3D软件中的放坡创建工具，根据面板堆石坝开挖图纸中的趾板X线创建一个新的放坡样式；

将趾板X线的各个控制点的坐标绘制到所述大坝地形曲面中，将所述趾板X线的各个控制点作为开挖线控制点，根据面板堆石坝开挖图纸找到面板堆石坝及溢洪道的控制点坐标表，再将所述面板堆石坝及溢洪道的控制点坐标表与开挖线的各个控制点坐标结合，得出要素线的绘制控制点；

将要素线各个控制点的坐标进行数据处理，减去原点坐标，得到新的坐标，依据新的坐标数据，在Civil 3D软件中创建要素线，形成所述闭合放坡面。

其中，所述根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面，具体包括：

利用曲面粘贴功能，将放坡生成的所述闭合放坡面和所述大坝地形曲面粘贴到一起，得到一个新的目标曲面。

其中，所述面板堆石坝模型包括：面板堆石坝主体模型和面板堆石坝下游堆石区模型；所述面板区模型包括：过渡区模型、垫层区模型和防渗面板模型。

其中，所述将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝主体及部件，具体包括：

基于完成的所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型，基于Civil3D软件中的Dynamo插件创建节点，并将节点依次连接后，完成所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面中，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有基于面板堆石坝的数据处理程序，所述基于面板堆石坝的数据处理程序被处理器执行时实现如上所述的基于面板堆石坝的数据处理方法的步骤。

综上所述，本发明公开了一种基于面板堆石坝的数据处理方法，所述方法包括：获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil3D软件中，基于所述Civil 3D软件得到原地形曲面，并将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面；基于放坡处理得到闭合放坡面，根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面；基于Civil 3D软件中的Dynamo插件建模得到面板堆石坝模型、面板区模型和溢洪道模型，将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。本发明通过将Civil 3D软件与Dynamo工具结合，大幅提高面板堆石坝等基础设施设计的效率，亦可提升不同行业的设计效率，普及参数化和数字化在水利工程施工中的应用。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的计算机可读存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的计算机可读存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于面板堆石坝的数据处理方法，其特征在于，所述基于面板堆石坝的数据处理方法包括：

获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil 3D软件中，基于所述Civil 3D软件得到原地形曲面，并将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面；

基于放坡处理得到闭合放坡面，根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面；

所述基于放坡处理得到闭合放坡面，具体包括：

打开Civil 3D软件中的放坡创建工具，根据面板堆石坝开挖图纸中的趾板X线创建一个新的放坡样式；

将趾板X线的各个控制点的坐标绘制到所述大坝地形曲面中，将所述趾板X线的各个控制点作为开挖线控制点，根据面板堆石坝开挖图纸找到面板堆石坝及溢洪道的控制点坐标表，再将所述面板堆石坝及溢洪道的控制点坐标表与开挖线的各个控制点坐标结合，得出要素线的绘制控制点；

将要素线各个控制点的坐标进行数据处理，减去原点坐标，得到新的坐标，依据新的坐标数据，在Civil 3D软件中创建要素线，形成所述闭合放坡面；

所述根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面，具体包括：

利用曲面粘贴功能，将放坡生成的所述闭合放坡面和所述大坝地形曲面粘贴到一起，得到一个新的目标曲面；大幅提高面板堆石坝设计的效率；

基于Civil 3D软件中的Dynamo插件建模得到面板堆石坝模型、面板区模型和溢洪道模型，将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

2.根据权利要求1所述的基于面板堆石坝的数据处理方法，其特征在于，所述获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil 3D软件中，基于所述Civil 3D软件得到原地形曲面，具体包括：

将原始地形坐标数据通过记事本打开，将所述原始地形坐标数据全选复制到word文件中，再利用word文件中表格生成工具将文本自动转换成表格；

将生成的表格复制粘贴到Excel表格文件中，对所述坐标原始地形数据进行处理，得到新的目标地形数据；

打开Civil 3D软件，创建一个三角网曲面，选择添加命令，将已处理好的新的目标地形数据导入到所述三角网曲面中，得到原地形曲面。

3.根据权利要求1所述的基于面板堆石坝的数据处理方法，其特征在于，所述将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面，具体包括：

使用曲面编辑中的曲面平滑功能修正等高线使所述原地形曲面平滑，得到第一地形曲面；

对所述第一地形曲面的样式进行分析修改，得到第二地形曲面；

创建曲面边界和闭合要素线，在所述第二地形曲面中框选住需要的地形曲面，将边界外的三角形隐藏，得到所述大坝地形曲面。

4.根据权利要求1所述的基于面板堆石坝的数据处理方法，其特征在于，所述面板堆石坝模型包括：面板堆石坝主体模型和面板堆石坝下游堆石区模型；所述面板区模型包括：过渡区模型、垫层区模型和防渗面板模型。

5.根据权利要求1所述的基于面板堆石坝的数据处理方法，其特征在于，所述将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图，具体包括：

基于完成的所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型，基于Civil 3D软件中的Dynamo插件创建节点，并将节点依次连接后，完成所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面中，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

6.一种基于面板堆石坝的数据处理系统，其特征在于，所述基于面板堆石坝的数据处理系统包括：

大坝地形曲面生成模块，获取原始地形数据，将所述原始地形数据导入Civil 3D软件中，基于所述Civil 3D软件得到原地形曲面，并将所述原地形曲面进行处理得到大坝地形曲面；

目标曲面创建模块，基于放坡处理得到闭合放坡面，根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面；

所述基于放坡处理得到闭合放坡面，具体包括：

打开Civil 3D软件中的放坡创建工具，根据面板堆石坝开挖图纸中的趾板X线创建一个新的放坡样式；

将趾板X线的各个控制点的坐标绘制到所述大坝地形曲面中，将所述趾板X线的各个控制点作为开挖线控制点，根据面板堆石坝开挖图纸找到面板堆石坝及溢洪道的控制点坐标表，再将所述面板堆石坝及溢洪道的控制点坐标表与开挖线的各个控制点坐标结合，得出要素线的绘制控制点；

将要素线各个控制点的坐标进行数据处理，减去原点坐标，得到新的坐标，依据新的坐标数据，在Civil 3D软件中创建要素线，形成所述闭合放坡面；

所述根据所述大坝地形曲面和所述闭合放坡面创建得到新的目标曲面，具体包括：

利用曲面粘贴功能，将放坡生成的所述闭合放坡面和所述大坝地形曲面粘贴到一起，得到一个新的目标曲面；大幅提高面板堆石坝设计的效率；

面板堆石坝信息生成模块，基于Civil 3D软件中的Dynamo插件建模得到面板堆石坝模型、面板区模型和溢洪道模型，将所述面板堆石坝模型、所述面板区模型和所述溢洪道模型导入到所述目标曲面，得到面板堆石坝及其周边地形的三维模型图。

7.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于面板堆石坝的数据处理程序，所述基于面板堆石坝的数据处理程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的基于面板堆石坝的数据处理方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有基于面板堆石坝的数据处理程序，所述基于面板堆石坝的数据处理程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的基于面板堆石坝的数据处理方法的步骤。