1. 引言
当有高分辨率的点云数据时,非常容易建立稳定性分析模型【地形文件转换为数值模型的一些考虑(Slide3/Sketchup/Rhino/Griddle)】,如果没有点云数据,可以使用卫星图像产生,早期的试验曾使用Sketchup建立FLAC3D模型【建立更真实的数值模型:FLAC3D导入地形图 (1)】,不过最近发现对非付费用户Sketchup限制了地图的使用。
另一方面,Rocscience在它的三维软件Slide3, RocFall3和RS3中内置了地形生成器(TerrainGenerator),它使用了Mapbox的内核。不过,由于我们目前的版本还没有更新到这个功能,因而无法体验它的性能。本文讨论了使用GoogleEarth产生稳定性分析模型的外置方法。
2. 生成步骤
如下图的Derna大坝2为例【利比亚瓦迪德尔纳大坝破坏 (Wadi Derna dams)】,这个坝在最近的洪水中已经被摧毁。从图中可以看出这个大坝置于山体内,这也是发生灾难最重要的原因之一。当上游的水顺势而下时没有其它地方溢流,只能冲向这个大坝。本例分析了大坝周围的地形。
(1) 在GoogleEarth中输出kml文件(Derna.kml);
(2) 把kml文件转换为txt文件;
(3) 把txt文件转换为只有x,y,z三列的csv文件;
(4) 产生地形图,下图所示的是三维和二维的地形图,可以看出谷底的标高在20m左右,坡顶的标高在200m左右。
(5) 输出图形。两种最常用的图形分别为dxf文件和vrml,dxf文件用来切割剖面直接进行二维分析,而vrml文件用来产生三维模型。
由于vrml文件是2.0版本,因此可以直接在FLAC3D或3DEC中导入。
3. 导入VRML文件
在计算机图形学中,有三种类型的图形表示方式,第一种是光栅图像raster,也就是我们通常所说的位图bitmap, 典型的文件格式是png;第二种是矢量图像vector,典型的文件格式是dxf, postscript和VRML(wrl), 矢量图像优于光栅图形之处在于矢量图像容易扩展,不受设备分辨率的限制; 第三种是联合前面两种类型的复合图像compound,典型的文件格式是pdf和svg。Itasca软件可以输出上述提及的所有图形文件(plot export vrml)。与dxf文件的表面几何图形不同, VRML是实体图形。VRML代表着虚拟现实标记语言Virtual Reality Markup Language (VRML)。产生VRML文件的其中一种方法是使用Rhino,Rhino的实体可以被导出为VRML 2.0文件。
从菜单File>Grid>Import from geometry可以导入VRML文件,也可以使用命令block generate from-vrml file 'xxx.wrl'导入,导入的图形直接划分为块体,保存这个模型(model save 'blocks')即可用于后续的计算。
4. Rocscience的作法
下面简要回顾Rocscience的做法,类似于Sketchup。