土方计算三连弹之——Grasshopper 编程实现土方平衡计算 丨 景观实用程序包发布
哈啰大家好我是兰亭君~
又是一周阳光明媚。
不过北京这两天都降温了，
出个门块被冻死。
还是提醒各位小伙伴多注意保暖哈~
言归正传，接着上一期帖子继续讲，
兰亭君之前在研究了CASS土方计算的基础上
扒了一些论文查了查计算的原理，
然后翻了一个GH版的土方计算方法，
并打包成运算器以后方便使用。
在这里就分享给大家，
希望可以多多促进交流。
再加一句，为了保持打包电池的完整性
兰亭君设置了密码，
防止大家不小心点进去做不必要的改动。
不过想要进一步研究的小伙伴
可以进入公众号回复：“ 土方 ” 以获得密码
这样就可以进一步改进算法思路，
最后记得联系兰亭君，发布你的新教程哦~
本文由 兰犀艺数 编写
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这次兰亭君不再公布具体计算过程，
只描述土方计算的逻辑。
有需要的小伙伴直接下载可以用，
不用弄太明白后台是怎么计算的。
所以呢，这期文章主要揭秘一下
人们常说的方格网土方计算是怎么回事。
CASS标准方格网计算打包插件
首先今天的主题，
介绍一下兰亭君费了半个月研究的
GH土方计算打包运算器。
第一部分为设计地形高程取点工具：
安装方法很简单，直接将 .ghuer 文件拖入GH面板即可。
和其他插件一样，会新建一个 Lt 的标签栏。
分别为以下电池：
分别可以方便得出不同地形的高程点。
01 原始地形取高程点运算器
这里注意到，原始高程点 / 原始等高线 /
原地形曲面 / 原地形网格
四者是并列关系，只需要输入其中之一。
也就是原始资料中有什么信息就输入对应的即可。
红线偏移距离为将高程点筛选范围
比红线的区域向外偏移一个距离，
保证高程点填满红线甚至溢出，
保证土方计算时的准确性。
不过这里建议输入今后方格网计算中
方格网的边长长度，也可以更大~
02 设计后自然土地高程点
求自然土地的高程点。
这里设计等高线与设计自然土地
两个输入端也是并列的，
只需输入其中一项信息即可，
后者是指自动在GH中帮我们取了等距断面线。
不过考虑到很多人设计地形只绘制等高线的情况，
在这里特地增加一个只需输入等高线的选项，
不过这里的等高线必须是有高程的。
等分线密度是控制等分等高线取点的密度，
可自行调整，不过不建议无限制调太多数量。
人工场地边缘线是指其他一切人工硬质场地的边缘线，
主要包括广场、建筑基地、道路、平台等。
03 人工硬质场地高程点。
这里需要把每个人工硬质场地的曲面建出来，
不过这对于很多在Rhino中做设计的小伙伴来说
根本不是事儿~
需要注意到的是，第二个端口为
场地边缘取点密度，
是为了用一圈场地边缘点箍住场地高程，
以保证在后期形成三角网的时候
使三角网地形不会变形误差太多，
类似于下图情况。
最后一个端口控制场地内随机取点密度，
单位为每平方米取点数。
至于输入多少，建议不用太多，
毕竟周围一圈边缘点已经定义了区域内网格高程，
不输入完全可以，
不过为了取点的均匀性，
象征性地取一些点。
按照常理来说施工图绘制过程中，
广场的高程不是一成不变的，
需要有约2%的坡度，
所以标准的施工图在场地内
也会分散地标注一些点的高程，
这里的随机散点与这个情况所呼应。
04 道路取点
只需输入所建立的道路曲面，
和道路边缘取点的密度即可。
05 红线内高程点筛选
同原始高程点一样，
这里P端汇聚所有以上电池的高程点后，
通过红线筛选区域内的
参与计算的高程点。
红线偏移距离也同样建议输入方格网边长。
最终的连接方式即为：
06 输出 .dat 高程点格式
直接拾取带高程的高程点即可，
下面一个输入端输入xyz轴数值
想要保留的小数点位数即可~
最终用panel运算器接出。
上篇文章兰亭君已经说明过 .dat格式是什么情况了~
这里就不在多介绍了哦。
不过需要说明的是，
用panel运算器可以直接保存文件。
右键panel，选择 Stream Contents导出数据。
在保存提示框中选择 .dat格式即可。
这样，即使使用CASS计算土方的时候，
也不用再在CASS中导出一次数据生成动态块啦~
CASS方格网计算方法
最后，兰亭君辛苦了半个月搞出来的
土方计算的打包运算器。
基本上来说...兰亭君是严格按照CASS方格网
也是传统最标准的方格网方法求的土方平衡。
具体怎么求法，兰亭君在今天第二篇文章中有介绍~
如果看过上一篇文章
CASS方格网计算结果的小伙伴
就可以比较明确地了解输入端分别什么意思。
首先第一组输入端为信息输入控制组：
分别输入项目红线 / 原始高程点 / 设计高程点
以及控制是否进行计算。
这里兰亭君建议将红线及高程点信息
全部输入运算器后再将开关调为True。
第二组控制方格网的运算器：
看过上一篇文章的小伙伴对土方计算结果
都会有一个直观的印象，就是方格网。
这组运算器就是控制计算方格网的大小，
以及方格网内插补点的密度。
这个事儿说来话长，
插补点是因为统计方格网内高程点的时候，
会遇到这样的情况：
如果方格网内没有高程点，
则算法会默认该网格高度为0
所以在方格网内插补 n×n 的点阵，
以方便统计方格网高程。
第三组控制填挖方计算结果的显示情况，
包括文字大小 / 行间距 / 小数位数 / 显示颜色。
第四组控制方格网节点处高程信息，
标准的显示结构是这样滴：
所此组信息就是调整这些数据的
显示大小 / 显示颜色 / 显示小数点位数
最后一组则控制左下角
汇总统计表格中的文字大小。
文字内容分别为：红线面积 / 总挖方量 / 总填方量。
所以
当我们调节好所有点参数后，
当然很多参数已经预设好了~
点击布尔开关为True，
就可以等待奇迹的出现~
不过计算完成后，
电池只会显示方格网 / 坐标系 / 施工零线。
如果想要得到计算的数值结果，
直接Bake运算器到Rhino空间即可。
最后用两个案例来验证一下计算结果的准确性
一个较为简单，地形没有太多复杂细节：
绿色为原地形，蓝色为设计地形。
计算耗时一分半钟。
计算结果如下：
几乎一样，误差在千分之二以内。
再来看看复杂的地形验证：
细节较多，地块面积较大。
蓝色为原地形，绿色为设计地形。
计算耗时两分十秒。
计算结果如下：
可以看见在填方结果上出入很小，
但是挖方结果相差较大，
不过有意思的是跟兰亭君用的
另一种算法的计算结果基本吻合，
至于什么算法请听下回分解。
这个...计算土方真真假假虚虚实实，就看各人啦~
原文链接插件包送给你们，
有兴趣一起研究的请单独联系兰亭君。
等待你的到来。
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