精细三维建模技术规定.docx

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精细三维建模技术规定

精细三维建模技术规定

2011年10月31日

引用文件

本技术规定参考了以下标准及规范。

1）《基础地理信息三维模型生产规范（征求意见稿）》；

2）《基础地理信息三维模型产品规范（征求意见稿）》；

3）《基础地理信息三维模型数据库规范（征求意见稿）》；

4）《城市三维建模技术规范》（CJJ/T157-2010）；

5）《数字测绘成果质量检查与验收》（GB/T18316-2008）；

6）《测绘技术设计规定》（CH/T1004-2005）。

1.

工艺流程设计

项目实施的工艺主要包括四个主要阶段，分别是：

项目准备阶段、基础数据整理阶段、三维数据生产阶段和三维效果整合阶段。

项目准备阶段主要是成立项目组，并确定项目目标以及分配任务。

基础数据整理阶段包括现有基础资料收集整理、管理细分与区域分级、建模基础资料的采集和补充和基础资料完备性检查四个步骤。

三维数据生产阶段包括除三维模型数据生产、基础三维模型数据质检和基础三维模型数据成果抽样检查三个步骤。

三维效果整合阶段包括三维模型效果整合与实时浏览和三维模型效果质检两个步骤。

综合各阶段共为10个步骤，详见图2工艺流程图。

1.1.成立项目组并确定项目目标

根据合同要求，成立项目组负责项目实施。

召开项目启动会议，要求项目组成员必须参加，明确项目要求，统一工作思路和项目目标，并明确现势性时点、工作分工并分配任务。

1.2.现有基础资料收集整理

该步骤主要收集项目实施需要的基础资料，包括实施标准，基础数据等。

实施标准为项目相关的技术标准，作为项目实施的依据。

基础数据为项目实施需要的基础测绘成果，主要包括大比例尺数字地形图，数字正射影像图，数字高程模型等。

1.3.管理细分与区域分级

该步骤主要分为两部分工作，一部分是管理单元和建模单元的划分，另一部分是区域的分级划分。

建模单元和管理单元的划分依据为《基础地理信息三维模型生产规范（征求意见稿）》，根据要求对建模范围进行二级划分，分别为管理单元和建模单元，并根据标准中要求进行命名。

区域分级的依据为《基础地理信息三维模型产品规范（征求意见稿）》，将整个区域分为四级，其中I、II、III、IV四级要求依次降低。

1.4.建模基础资料的采集和补充

根据工艺流程和技术标准，对第一步收集的基础资料进行补充。

需要的基础资料包括：

需建模的地物基底数据以及高程数据（CAD格式），大比例尺数字正射影像图，构筑物表面纹理数据以及属性数据。

对不完备的数据进行补充和完善。

图2工艺流程图

1.5.

基础资料完备性检查

该步骤主要对前一步骤的工作成果进行检查，以确定基础数据整理阶段的成果是符合质量要求的，为后续阶段打好基础。

此项质检由项目质检小组实施。

1.6.基础三维模型数据生产

该步骤根据第一阶段的成果开展三维数据生产工作，生产时以第二步骤确定的建模单元为最小单位分块进行，技术上要符合第一步骤确定的相关标准与规范。

待每个建模单元制作完成，由建模人员自检，以确定提交的是合格的产品，每完成一个建模单元提交一个。

在三维模型数据制作完成后根据格式填写属性信息，并与模型成果一并提交。

1.7.基础三维模型数据质检

该步骤主要是由质检小组对基础三维模型数据生产的成果进行检查，每提交一个建模单元，就质检一个，不符合质量要求的退还给建模人员修正，直到符合质量要求。

对于符合质量要求的成果置入基础三维成果库中。

此项质检由项目质检小组实施。

1.8.基础三维模型数据成果抽样检查

待整个基础三维模型数据生产完毕后，对基础三维成果库中模型成果进行抽样检查，抽样检查以会议的方式进行，由多人同时对同一数据进行检查，会议欢迎甲方代表与质量监管部门领导参与。

1.9.三维模型效果整合与实时浏览

待基础三维模型成果生产完毕后，为适应不同平台的浏览环境，需要针对平台进行效果美化。

搭建实时浏览平台，并将美化后的三维模型成果（以下称三维模型表现成果）导入三维平台中，对于平台特有的特效设定和效果表现进行完善。

1.10.三维模型效果质检

对三维平台中的表现效果进行质检，确认平台对模型的支持符合质量要求，性能和视觉表现满足需要。

2.成果内容

项目的成果主要包括基础三维模型数据，表现三维模型数据和已数据入库的三维浏览平台3DVP。

基础三维模型数据存储了三维模型的基本信息，每个地物存储在单独文件中，表现三维模型数据存储的是经过光影处理的模型数据，已数据入库三维浏览平台是指已导入三维模型数据并可独立运行的三维展示系统。

基础三维模型数据

包括几何数据、纹理数据、属性数据和元数据。

几何数据存储模型的三维结构，以DAE格式（Collada1.4.1）存储。

纹理数据是指模型表面纹理信息，根据不同的贴图类型使用不同的存储格式，不带Alpha通道的纹理以JPG格式（*.jpg）存储，带Alpha通道的纹理以PNG格式（*.png）存储，动画格式以GIF格式（*.gif）存储。

属性数据是指三维模型数据附带的属性信息，以XML格式（*.attr）存储。

元数据是对基础三维数据格式的描述，以XML格式（*.meta）存储。

同时带有MAX格式成果一套，以MAX9格式（*.max）存储。

表现三维模型数据

包括几何数据、纹理数据。

几何数据存储模型的三维结构，包含烘焙信息，以MAX9格式（*.max）存储。

纹理数据是指模型表面纹理信息，包含基础三维模型数据的纹理数据的完整贴图格式，另保存一个以DDS格式（*.dds）存储的静态纹理贴图格式。

此外还包含光子贴图，光子贴图同样以DDS格式存储（*.dds）。

同时带有WRL格式的成果一套，以WRL格式（*.wrl）存储。

已数据入库的三维浏览平台包括3DVP服务器端和与其配套的SQL数据库，通过IE浏览器访问。

3.

技术规定

3.1.地物级别划分级建模复杂度要求

鉴于不同地物在城市经济、政治、文化中的不同地位，需要根据地物的重要性不同进行重要性划分，一般情况下，地物根据不同等级要达到复杂度中相关规定。

地物级别共分为四级，从I、II、III、IV重要性依次降低。

模型的表现方式不得与模型精度相冲突，即当模型的平面或高程误差不得超过0.5m时，其某结构尺寸（长宽高斜角任一角度最大差值）大于0.5m时，则必须用模型表现出来，不得精简为贴图。

但模型的结构也不得过于复杂（贴图表现的指标一半以下的结构不得用模型表现，如I级建筑结构尺寸小于0.5米时就要求以贴图表示，而小于0.25米时禁止用模型表示，只能用贴图表示）。

复杂度中的对象内容解释详见《附录建筑复杂度术语解释》。

3.1.1.模型表现复杂度分类

3.1.1.1.细节建模表现

细节建模表现是指对地理要素主体结构、细部结构进行精细几何建模表现，外立面纹理通常采用能精确反映物体色调、饱和度、明度等特征的影像或照片。

3.1.1.2.主体建模表现

主体建模表现是指仅对地理要素主体进行几何建模表现，植被、栅栏栏杆等模型仅用单面片、十字面片或多面片的方式表示，外立面无纹理（白膜），或采用能基本反映物体色调、饱和度、明度等特征的影像或照片纹理，或纹理库中纹理图像。

3.1.1.3.符号表现

符号表现是指用三维模型符号库中预先制作模型符号来表现地理要素，该模型符号仅有位置、角度、尺寸及长宽高比例可以改变。

符号表现的可用示意纹理。

3.1.2.

建筑模型等级划分

3.1.2.1.建筑划分方式

建筑I级包括：

一般为市级政府主体建筑、地标性建筑（群）、主干道路边上高层建筑、标志性旅游景点主体建筑、名胜古迹主体建筑。

建筑II级包括：

一般为区级政府主体建筑、市区级委办局机关主体建筑、城市主要休闲场所主体建筑、区域性重要公共建筑、主干道边上非高层建筑、次干道上高层建筑及临街建筑、高档社区和公寓。

建筑III级包括：

一般为不属于I、II、IV级的其他建筑。

建筑IV级包括：

一般为城市普通民宅、城中村、工厂厂房。

详细划分见图3所示，其中红色代表I级，黄色代表II级，绿色代表IV级，其他为III级。

图3建筑分级图

3.1.2.2.建筑建模复杂度要求

建筑模型的复杂度一般要符合表5中规定。

表5建筑建模复杂度与地物等级关系表

内容

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅲ级

Ⅳ级

屋顶

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

楼体

细节建模表现

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

底商

细节建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

女儿墙

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

开放阳台

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

屋顶重要装饰

细节建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

下穿结构

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

门廊

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

屋檐

>0.5m细节建模表现

>1m细节建模表现

主体建模表现

不表现

吻兽

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

雀替

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

檐廊

细节建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

大型台阶

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

普通台阶

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

室外楼梯

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

支柱（墩）

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

立面突出物或重要装饰

>0.5m细节建模表现

>1m细节建模表现

主体建模表现

不表现

悬空通廊

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

天窗老虎窗

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

水箱

主体建模表现

符号表现

符号表现

不表现

发射塔

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

单位碑铭

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

门口装饰物

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

烟囱

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

旗杆

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

一般出入口

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

3.1.3.道路模型等级划分

3.1.3.1.道路划分方式

道路I级：

一般为城市重要景观性主干道。

道路II级：

一般为城市快速路、普通主干道。

道路III级：

一般为城市次干道、支路。

详细划分见图4所示，其中红色代表I级，黄色代表II级，其他为III级。

图4道路分级图

3.1.3.2.道路建模复杂度要求

道路模型的复杂度一般要符合表6中规定。

表6道路建模复杂度与地物等级关系表

内容

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅲ级

Ⅳ级

地面道路

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

路基

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

路面交通标线

细节建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

人行道

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

道路隔离带

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

道路声屏障

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

交通护栏

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

环岛

主体建模表现

主体建模表现

符号表现

不表现

公交站台

细节建模表现

符号表现

不表现

不表现

列车站台

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

公路、铁路隧道

细节建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

铁轨

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

铁路桥

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

符号表现

高架路

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

符号表现

立交桥

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

符号表现

公铁两用桥

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

符号表现

拉索桥

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

符号表现

过水桥

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

不表现

3.1.4.水系模型等级划分

3.1.4.1.水系划分方式

水系I级：

一般为城市主要景观水系。

水系II级：

一般为城市普通景观水系。

水系III级：

一般为达不到II级要求的城市普通水系。

详细划分见图5所示，其中红色代表I级，黄色代表II级，其他为III级。

图5水系分级图

3.1.4.2.水系建模复杂度要求

水系模型的复杂度一般要符合表7中规定。

表7水系建模复杂度与地物等级关系表

内容

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅲ级

Ⅳ级

水面

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

河床

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

码头

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

停泊场

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

防洪墙（堤）

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

河堤

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

护栏

细节建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

滩涂

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

明礁

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

水闸

主体建模表现

主体建模表现

符号表现

不表现

滚水坝

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

拦水坝

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

防洪堤

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

亲水平台

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

亲水台阶

细节建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

3.1.5.植被模型等级划分

3.1.5.1.植被划分方式

植被I级：

一般为重要景观植被、文物保护古树。

植被II级：

一般为普通景观植被、城市主干道两侧植被。

植被III级：

一般为不属于I、II、IV级的植被。

植被IV级：

一般为普通工业用地及郊区植被。

详细划分见图6所示，其中红色代表I级，黄色代表II级，其他为III级。

图6植被分级图

3.1.5.2.植被建模复杂度要求

植被模型的复杂度一般要符合表8中规定。

表8植被建模复杂度与地物等级关系表

内容

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅲ级

Ⅳ级

古树名木

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

符号表现

带状绿化树

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

绿篱

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

树林

符号表现

符号表现

不表现

不表现

草地

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

苗圃

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

护树设施

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

花架花钵

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

绿地护栏

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

花圃（坛）

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

3.1.6.地形模型等级划分

3.1.6.1.地形划分方式

地形I级：

一般为城市标志性景点、重要公园、地标性广场。

地形II级：

一般为城市主要景点、一般公园、高档社区公寓地面。

地形III级：

一般为不属于I、II、IV级的普通地面

地形IV级：

一般为普通城市工业用地和郊区地面。

详细划分见图7所示，其中红色代表I级，黄色代表II级，其他为III级。

图7地形分级图

3.1.6.2.地形建模复杂度要求

地形模型的复杂度一般要符合表9中规定。

表9地形建模复杂度与地物等级关系表

内容

I级

II级

III级

IV级

高于地面的露台

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

下沉式广场

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

露天体育场

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

露天游泳池

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

人工水池

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

施工地

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

内部道路

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

空地

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

山地

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

丘陵

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

高山地

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

3.1.7.

其他模型等级划分

3.1.7.1.其他模型划分方式

其他I级：

一般为地形I级区域上的辅助及美化设施。

其他II级：

一般为地形II级区域上的辅助及美化设施。

其他III级：

一般为地形III级区域上的辅助及美化设施。

其他IV级：

一般为地形IV级区域上的辅助及美化设施。

详细划分见图8所示，其中红色代表I级，黄色代表II级，其他为III级。

图8其他模型分级图

3.1.7.2.其他模型复杂度要求

其他模型的复杂度一般要符合表10中规定。

表10其他建模复杂度与地物等级关系表

内容

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅲ级

Ⅳ级

围墙

主体建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

城墙

主体建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

栅栏栏杆

主体建模表现

主体建模表现

符号表现

不表现

地上停车场

细节建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

公交站亭

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

不表现

BRT站台

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

不表现

过街天桥

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

符号表现

防眩设施

符号表现

符号表现

不表现

不表现

防撞桶

符号表现

符号表现

不表现

不表现

减速带

符号表现

不表现

不表现

不表现

塑料裯锥

符号表现

不表现

不表现

不表现

交通标志牌

符号表现

不表现

不表现

不表现

路名牌

主体建模表现

不表现

不表现

不表现

道路信息显示屏

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

收费站

主体建模表现

符号表现

符号表现

不表现

加油站

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

符号表现

地下通道出入口

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

不表现

交通信号灯

符号表现

符号表现

不表现

不表现

售票处

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

符号表现

自助售票机

符号表现

不表现

不表现

不表现

移动刷卡机

符号表现

不表现

不表现

不表现

安检设备

符号表现

不表现

不表现

不表现

导览指示牌

符号表现

不表现

不表现

不表现

广告牌匾

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

宣传栏

符号表现

不表现

不表现

不表现

告示板

符号表现

不表现

不表现

不表现

大型计时装置

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

电子信息查询器

符号表现

不表现

不表现

不表现

电话亭

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

邮箱

符号表现

不表现

不表现

不表现

休闲座椅

符号表现

不表现

不表现

不表现

路亭

主体建模表现

符号表现

符号表现

不表现

步廊

细节建模表现

主体建模表现

主体建模表现

符号表现

伞

符号表现

不表现

不表现

不表现

售货亭

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

符号表现

治安岗亭

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

符号表现

报刊亭

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

符号表现

信息亭

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

符号表现

自动售货机

符号表现

不表现

不表现

不表现

快餐点

主体建模表现

符号表现

符号表现

不表现

问询处

细节建模表现

主体建模表现

符号表现

符号表现

大型健身设施

细节建模表现

符号表现

不表现

不表现

大型游乐设施

细节建模表现

符号表现

不表现

不表现

公共厕所

主体建模表现

符号表现

符号表现

不表现

垃圾筒

符号表现

不表现

不表现

不表现

烟灰器

符号表现

不表现

不表现

不表现

饮水及清洗台

符号表现

不表现

不表现

不表现

大型景观灯

细节建模表现

符号表现

不表现

不表现

装饰照明灯

符号表现

不表现

不表现

不表现

道路照明灯

符号表现

不表现

不表现

不表现

大型雕塑

细节建模表现

主体建模表现

不表现

不表现

普通雕塑

主体建模表现

不表现

不表现

不表现

壁饰

主体建模表现

不表现

不表现

不表现

假山石

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

人工瀑布

主体建模表现

符号表现

不表现

不表现

喷泉

符号表现

不表现

不表现

不表现

3.2.几何精度

3.2.1.平面精度

三维模型数据根据基础测绘成果1:

500基础地形图制作，对于已测的坐标点要求与地形图数据精确一致，1:

500中缺失的数据参考补测的数据以及照片、影像制作，要求不得有较大视觉误差，坐标基本单位为米。

对基础数据的使用上对圆、弧型、曲线可做适当简化，但简化后不能超过最大误差限制。

最大误差限制根据等级不同。

I级最大误差不得超过0.2米，II级最大误差不得超过0.5米，其余级别最大误差不得超过1米。

3.2.2.高程精度

三维模型数据高程数据通过调绘成果制作，对于已测的高程点要求与地形图数据精确一致，未测的位置根据照片和影像推算，要求不得有较大视觉误差，坐标基本单位为米。

最大误差限制（仅针对已补测高程部分）根据等级不同，区域内的高程点可适当简化，但简化后不得超过后续误差中规定。

I级最大绝对误差（如地表高程与原始数据之间的高程差距）不得超过0.2米，II级最大绝对误差不得超过0.8米。

III级最大绝对误差不得超过1米，IV级最大绝对误差不得超过2米。

最大衔接高差误差（指不同地物之间衔接的相对高程差距）不得超过最大绝对误差且高低方向一致。

3.3.数据划分与命名

3.3.1.管理单元与建模单元的划分与命名

管理单元的划分主要参考乡镇街道，结合自然地理环境，并考虑到自然地形地物的完整性划分。

管理单元编码规则：

县区级行政区划代码（6位）+乡镇街道级行政区域代码（3位），划分出来与乡镇街道重叠度最大的直接使用乡镇接待代码作为管理单元编码，剩余部分用后续未使用的编码进行分配。

建模单元的划分根据道路水系围合区域，将管理单元划分成多个更小的区域，编码使用管理单元编码（9位）+围合区域代码（2位）。

建模单元的具体命名见附带文件：

温州市建模单元命名规则.shp。

图9管理单元划分图

图10建模单元划分图

3.3.2.模型命名

模型所在建模单元地物统一命名。

模型名称组成：

建模单元编码+模型