宁波市三维数字地图采集与绘制技术规程(精).doc

宁波市三维数字地图采集与绘制技术规程（征求意见稿）宁波市规划局2009 宁波目 次前 言 . II1 范围 . 12 引用标准 . 13 术语 . 14 总则 . 15 高程模型测量 . 25.1 一般规定 . 25.2 数据采集与处理 . 25.3 高程模型绘制 . 35.4 阶段成果资料 . 55.5 数据质量 . 56 表面摄影测量 . 56.1 一般规定 . 56.2 数据采集与处理 . 56.3 表面影像图绘制 . 66.4 阶段性成果 . 66.5 数据质量 . 67 三维数字地图编制 . 67.1 一般规定 . 77.2 地图编制 . 77.3 地图成果 . 97.4 地图质量 . 10附 录 A 三维数字地图地上地理要素的分类及表达要求 . 11附 录 B 三维数字地图地表以下地理要素分类及表达要求. 30附 录 C 建筑物三维模型立体剖分结构图 . 37附 录 D 三维数字地图元数据结构表 . 38I 前 言本标准是为了促进三维数字地图数据的共享制定的，制定本标准的原则： 保证可量测性：基础地形图数据的精度必须符合相关的测量规定，三维数字地图绘制必须采用合格的基础地形图数据作为空间定位基准，绘制过程中产生的阈值必须在本标准规定的范围内。 美化城市模型：建筑表面附属物可适当取舍，保持仿真城市模型的美观性。 减少数据冗余：优化城市模型，减少三维数字地图的数据量。 实现数据统一：实现三维数字地图数据的标准化，保证数据统一。 促进数据共享：构建三维基础地理框架，促进三维数字地图数据的共享。本标准中的附录A 、附录B 和附录D 是规范性附录，附录C 是资料性附录。本标准由宁波市规划局提出。本标准由宁波市规划局归口。本标准起草单位：宁波市测绘设计研究院。本标准主要起草人：II1 范围为了保证三维数字地图质量，实现三维数据的标准化，促进三维数字地图数据的共享，制定本技术规程。本规程适用于宁波市城市规划区内三维数字地图采集与绘制，各县（市）可结合本地实际参照执行。2 引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。CJJ 8 99 城市测量规范GB/T 7931 2008 1：500 1：1000 1：2000地形图航空摄影测量外业规范GB/T 7930 2008 1：500 1：1000 1：2000地形图航空摄影测量内业规范GB/T 12979 2008 近景摄影测量规范DB3302/T 1004 2004 宁波市1：500 1：1000 1：2000数字地形测量技术规程宁波市城乡规划管理技术规程宁波市城乡规划测量管理技术规定宁波市地下管线探测技术规程（以下简称“管线规程”）3 术语（1）三维数字地图三维数字地图是以计算机辅助表现立体空间景观的三维仿真模型。（2） 材质材质是模型的表面的视觉特征，它包括模型的颜色、质感、光线、透明度和图案等特性。（3） 贴图贴图是指定给材质的图像。（4）塌陷塌陷是把所有附加在立体模型上的修改器，贴图，形态等特征全部固化到立体模型上的过程。（5）滤镜滤镜是一种特殊的图像效果处理技术。滤镜是遵循一定的程序算法，对图像中像素的颜色、亮度、饱和度、对比度、色调、分布、排列等属性进行计算和变换处理后，使图像产生特殊效果。（6）透明贴图透明贴图是通过滤镜参数设置把整张图片(或图片的局部指定区域 与背景混合形成的透明图片。（7）双面材质双面材质是两个或多个材质联合使用。4 总则4.1 三维数字地图采集与绘制应积极采用先进测绘方法和高新技术手段，但必须满足现行测绘技术标准、规范、规定的相关技术指标要求。采用新技术和新方法前，应进行必要的验证并提供相应验证报告，经验证符合要求的，方可用于三维数字地图采集与绘制。4.2 本规程所称的三维数字地图采集与绘制分为高程模型测量、表面摄影测量和三维数字地图编制三个阶段，每个阶段形成的成果均应进行质量检查。1 4.3 三维数字地图采集与绘制的平面坐标系采用宁波独立坐标系，高程系统采用1985国家高程基准。4.4 三维数字地图分地上地理要素、地表地理要素和地下地理要素三类，三维数字地图具体分类见表1。表1三维数字地图地理要素分类表 4.5 三维数字地图的地理要素按表达方式不同分为三级，其中，地形地貌要素属于一类地理要素，管线属于二类地理要素，地上地理要素的表达应符合表2的规定。表2不同级别的地上地理要素的三维表达方式 4.6 三维数字地图地上地理要素分类及表达方式应符合本规程附录A 的规定。4.7 三维数字地图地表地理要素的表达应符合DB3302/T 1004关于1：1000比例尺的数字高程模型和正射影像图的相关规定。4.8 三维数字地图地下地理要素的表达方式应符合附录B 的规定。4.9 三维数字地图应由地上地理要素的三维模型、地表的地形地貌三维模型和地下管线三维模型组成。5 高程模型测量5.1 一般规定5.1.1 地表及以上的地理要素的高程模型可采用全数字摄影测量或数字地形测量。 5.1.2 地下的地理要素的高程模型应采用地下管线测量。 5.1.3 几何精度（1）地上地理要素精度 I. 平面精度地上地理要素的高程模型测量的平面精度应符合DB3302/T 1004关于1：500比例尺的基本地形图精度的相关规定。II. 高程精度地上地理要素的高程模型测量的高程精度应符合宁波市城乡规划测量管理技术规定的相关要求。（2）地形地貌的精度地表地理要素高程模型的精度应符合DB3302/T 1004关于1：1000比例尺的数字高程模型的相关规定。（3）管线精度地下地理要素高程模型的精度应符合管线规程的相关规定。 5.2 数据采集与处理 5.2.1 采集内容2（1）DB3302/T 1004规定的1:500比例尺的数字线化图、宁波市城乡规划测量管理技术规定和DB3302/T 1004规定的1:1000比例尺的数字高程模型的测绘内容。（2）管线规程规定的管线测绘内容。 5.2.2 采集要求（1）全数字摄影测量采集要求按GB/T 7931和GB/T 7930相关规定执行。（2）数字地形测量采集要求按DB3302/T 1004和宁波市城乡规划测量管理技术规定的相关规定执行。（3）地下管线测量采集要求按管线规程的相关规定执行。 5.2.3 处理要求（1）应将已有的测量资料、调查资料等数据与有关信息，按高程模型成图的要求，输入计算机，生成数据文件。（2）应将数据采集生成的数据文件进行处理，生成高程模型绘制信息数据文件。 5.2.4 采集成果及其要求（1）地表及以上地理要素的成果资料应符合GB/T 7931、GB/T 7930和DB3302/T 1004、宁波市城乡规划测量管理技术规定的相关规定的要求。（2）地下地理要素的成果资料应符合管线规程的相关要求。 5.3 高程模型绘制5.3.1 高程模型绘制时应采用符合要求的数据进行绘制，高程模型的轮廓应基本与地理要素现状保持一致。5.3.2 高程模型表达时应进行适当精简，局部结构可做删除或合并，高程模型精简的阈值为15cm ，但建筑物高程模型可根据绘制的精细程度放宽精简的阈值，精简阈值必须符合本规程5.3.5节第5点的规定。5.3.3 高程模型的交接处应无缝拼接，不应有缝隙。5.3.4 高程模型数据应尽量减少数据冗余，不应重点、重面，不应包容和交叉，不应有被遮挡的不可见面存在。5.3.5 建筑高程模型绘制要求1、建筑物高程模型应以基本二维地形图、各层的平面图和立面图为基础，结合建筑物标高和细部点的三维坐标成果绘制。2、建筑物高程模型应由建筑的主体、特征和附属物三部分组成，其中：（1）主体部分：表达建筑物的主体轮廓，主体部分包括建筑外墙、地下室、檐廊、水箱间、阳台、雨篷等计算建筑面积的部分。（2）特征部分：表达建筑表面细节部分，特征部分包括勒脚、附墙柱、装饰性幕墙等不计建筑面积的部分。（3）建筑附属设施部分：表达不属于建筑物，但依附建筑而存在的部分，附属设施包括空气调节设备、房顶的天线、卫星接收器、墙壁的悬挂物等。3、建筑物高程模型的立体剖分结构参照附录D 执行。4、建筑物高程模型绘制时按精细程度分为一般建筑物高程模型、重点建筑物高程模型和精细建筑物高程模型三个等级。不同级别的建筑物高程模型的表达应符合表3的规定。3 表3 不同级别的建筑物高程模型的表达要求 5、各级建筑物高程模型在表达时应进行适当精简，局部小于阈值的结构可做删除或合并，各级建筑物高程模型精简的阈值要求应符合本标准表4的规定。表4 各级建筑高程模型精简的阈值要求 单位：cm6、建筑物高程模型的优化要求（1）建筑物阳台、顶棚、廊柱等为弧形或柱形的建筑物高程模型应进行优化，优化的原则为在保证模型效果的前提下尽量减少模型的数据量。（i ）建筑主体及特征部分结构为弧形的模型应进行精简，用棱形替代表示。 （ii ）直径0.5米以内的圆形廊柱应精简为片段数为6的棱柱，更大的为8段。 （2）单幢建筑模型的面数上限应符合本标准表5的规定。表5 单幢建筑模型的面数上限 单位：个(3建筑物高程模型特征及附属结构复杂时可采用立方体、棱锥体、楔形体等相似模型替代，替代模型的造型与体量应反映结构原形，并用透明贴图模拟其细部结构。 5.3.6 交通高程模型绘制要求（1）道路应根据基本地形图的道路边线及路面标高数据绘制具有高低起伏的道路高程模型。 （2）桥梁、隧道等地理要素的高程模型应正确反映其立体结构。 5.3.7 地形地貌高程模型绘制要求地形地貌高程模型应根据基本地形图的等高线和高程点数据绘制成数字高程模型（DEM ）。 5.3.8 管线高程模型绘制要求4（1）圆形管线的高程模型宜用圆柱面表示，圆柱面的轴心应为管线中心线，圆柱面的直径为管径，每段管线的圆柱面宜采用8棱柱表示。（2）方形管线的高程模型宜用长方体表示，长方体的长应为管线长度，宽应为管径的宽，高应为管径的高。 5.4 阶段成果资料5.4.1 高程模型绘制的源数据：基本地形图、建筑物各层平面图、立面图和建筑物细部点三维坐标成果表。5.4.2 高程模型：高程模型必须以通用的max 文件进行保存。 5.5 数据质量 5.5.1 完整性（1）高程模型测量应完整采集本规程5.2.1节的规定，并准确表达各要素之间的聚合关系。 （2）高程模型应完整，不应出现多余和遗漏。5.5.2 逻辑一致性：空间的三维点共线、线平行、线垂直、直角化、点同高、点共线等应正确。 5.5.3 图形质量（1）高程模型绘制的源数据的图形表示应正确并符合现行的图式规定。 （2）高程模型的图形结构应正确并与地理要素实体保持一致。 6 表面摄影测量6.1 一般规定6.1.1 三维数字地图的地理要素表面摄影测量可采用全数字摄影测量、数字地形测量和近景摄影测量。6.1.2 精度要求（1）三维数字地图的地理要素的主要结构的布局与数量应与地理实体现状保持一致。 （2）三维数字地图的地理要素表面正摄影像图的图像分辨率不低于300DPI 。 （3）三维数字地图的地理要素表面特征点的精度应0.2m 。 6.2 数据采集与处理 6.2.1 采集内容（1）建筑物各表面的主要结构的布局、数量、建筑墙面材质等。（2）道路表面的车道数、道路标线、路面材质、交通指示牌，地下出入口，桥梁各表面等。 （3）植被表面的植被类型、植被样式等。 （4）水系表面的静态水面特征。（5）DB3302/T 1004规定的1:1000比例尺的正射影像图的测绘内容。 6.2.2 采集要求（1）全数字摄影测量采集要求按GB/T 7931和GB/T 7930相关规定执行。 （2）数字地形测量采集要求按DB3302/T 1004相关规定执行。（3）近景摄影测量采集要求应符合本规程6.2.3、6.2.4、6.2.5和6.2.6节的规定。 6.2.3 摄影机要求（1）摄影机的有效像素应不低于1000万像素，最大分辨率不小于44163312个像素。 （2）摄影机的最高快门速度应不低于1/4000秒。 （3）摄影机的镜头焦距不大于28mm 。 6.2.4 摄影站布设与摄影方式（1）三维数字地图的地理要素表面可设单站或多站拍摄，单个地理要素表面宜采用单站拍摄，对于长条形目标、圆柱形目标、曲面目标等复杂表面可采用多站拍摄。（2）多站拍摄时应使多重像片对被摄物体多次覆盖，多张像片间重叠率应不小于30%。5 （3）三维数字地图的地理要素各表面均宜采用正射摄影方式摄影，也可采用等倾摄影方式摄影，但相机视角与拍摄面的夹角不应小于50度。 6.2.5 现场拍摄要求（1）三维数字地图的地理要素拍摄应做到先整体后局部，拍摄时应沿顺时针或逆时针的拍摄顺序环绕被测物体的周围，不应出现跳跃性的拍照。（2）拍摄时应尽量避开屏障，避免出现摄影死角。（3）对建筑实体进行拍摄的时候，应能正确反应出建筑物的整体结构。（4）建筑物的女儿墙、立柱、门窗等主要结构必须作为一个实体进行独立拍摄。 （5）对桥梁、地下通道等进行拍摄时，应能正确反应出桥梁和地下通道的立体结构。 6.2.6 曝光要求（1）拍摄时须选择光照较好的时间进行，拍摄时宜选择顺光，尽量避免顶光和逆光。 （2）拍摄时应尽量缩短拍摄时间，避免因时间差、色温等引起色差。 6.2.7 处理要求（1）应将已拍摄的照片信息，按表面图的成图要求，输入计算机，生成数据文件。（2）应将拍照生成的数据文件进行纠正等处理，生成表面正摄影像图绘制信息数据文件。 6.2.8 采集成果（1）地形表面的地貌特征资料成果。（2）建筑物、植被、道路、水系的摄影像片。 6.3 表面影像图绘制6.3.1 三维数字地图地理要素的表面影像图应绘制成正摄影像图，并采用JPG 文件格式进行保存。6.3.2 三维数字地图的地理要素的表面影像图应正确反映其主要结构和表面特征。 6.3.3 建筑表面影像图的绘制要求：（1）建筑物表面影像图应能准确反映立柱、主要门窗结构、屋顶等主要结构。在满足精度要求的前提下，建筑物细部结构可进行合理取舍。（2）建筑物的表面影像图的绘制内容：I. 建筑物表面的外轮廓。II. 屋顶及屋檐部分：应绘出屋脊的位置、檐、椽等的轮廓。III. 柱、枋、斗拱部分：应绘出柱子、额枋、斗拱、挂落、坐凳、栏杆等的轮廓。 IV. 墙身部分：应绘出檐墙、山墙、柱门、窗等的轮廓。 V. 台阶：应绘出压面石（阶条石）、踏跺等的轮廓。6.3.4 地形地貌表面影像图绘制要求：地形地貌表面影像图绘制内容和要求应符合DB3302/T 1004规定的1:1000比例尺的正射影像图的相关规定。 6.4 阶段性成果（1）三维数字地图地理要素表面的原始摄影像片。 （2）三维数字地图地理要素表面的正摄影像图。 6.5 数据质量6.5.1 三维数字地图地理要素表面的正摄影像图清晰、纹理清楚、反差适中、色调均匀。6.5.2 三维数字地图地理要素表面的正摄影像图镶嵌（接边）处无重影、模糊或纹理断裂。建筑物表面的正摄影像图应连续完整，过渡自然，色彩应平衡一致；6.5.3 三维数字地图地理要素表面的正摄影像图真实，无扭曲变形等缺陷； 6.5.4 三维数字地图地理要素表面的正摄影像图应整体外观整洁、美观。 7 三维数字地图编制67.1 一般规定7.1.1 地图编制是将高程模型的每个可见的表面赋予对应的正摄影像图形成三维数字地图。 7.1.2 地上和地下地理要素的正摄影像图在长宽方向上的像素数应是2的N 次幂，并且大小必须在3232与512512个像素之间。7.1.3 正摄影像图应经过拼合处理，一张正摄影像图只允许有一个背景层。 7.2 地图编制7.2.1 建筑物三维模型编制（1）根据建筑物外观构型的对称性和规律性，将建筑物表面的正摄影像图进行分割，如把建筑物的窗台、阳台、建筑物的每一层分割出来，以jpg 形式加以存储。（2）建筑物表面的正摄影像图的命名规则：I. 建筑物表面的正摄影像图的命名采用英文名称、中划线和阿拉伯数字，扩展名为jpg 文件； II. 建筑物表面的正摄影像图文件的命名规则应符合本规程表6的规定。表6 建筑物表面的正摄影像图文件命名规则表 （3）建筑物高程模型应尽量使用重复正摄影像图，同时应尽量避免大尺寸正摄影像图的使用。（4）同一建筑物高程模型上的不同正摄影像图应协调一致，不应出现明显的拼接感。 （5）单幢建筑物高程模型及各表面正摄影像图应塌陷成一个建筑物三维模型。 （6）建筑物三维模型的命名规则：I. 建筑物三维模型的命名宜由英文字母、中划线和阿拉伯数字组成； II. 模型材质命名与正摄影像图文件的名称一致； III. 建筑物三维模型的命名应符合表7的规定。 （9）建筑物三维模型文件的命名规则：I. 建筑物三维模型文件的命名采用中文名称、中划线和阿拉伯数字，扩展名为max 文件；7 II. 建筑物三维模型文件的命名应符合表8的规定。 7.2.2 其它地上地理要素三维模型编制（1）其它地上地理要素三维模型可按项目范围塌陷成一个地理要素三维模型，但是路面宽度大于6米的非内部道路、水道宽度大于4米的河流和桥梁必须按单个对象单独塌陷为一个地理要素三维模型。（2）其它地上地理要素三维模型的命名规则：I. 其它地上地理要素三维模型的命名宜由英文字母、中划线和阿拉伯数字组成； II. 其它地上地理要素三维模型的命名应符合表9的规定。 储。（4）其它地上地理要素三维模型文件的命名规则：I. 采用中文名称、中划线和阿拉伯数字，扩展名为max 文件； II. 其它地上地理要素三维模型文件的命名应符合表10的规定。表10其它地上地理要素三维模型文件的命名规则（1）地形地貌三维模型由尺度匹配的数字高程模型（DEM ）和正射影像图（DOM ）组成。 （2）DEM 应通过四叉数划分的原则构造为多分辨率多级模型，四叉树划分的地形节点数必须是2的整数次方。（3）DOM 的纹理信息应通过地面坐标与纹理坐标之间的匹配关系映射到DEM 的表面。8（4）地形地貌模型应按四叉树进行分割存储，存储文件格式为JPG ，索引配置文件格式为INI 。 7.2.4 地下管线三维模型编制（1）地下管线高程模型每个可见的表面宜赋予同一张正摄影像图。（2）每根地下管线高程模型及其正摄影像图应塌陷为一个地下管线三维模型。 （3）地下管线三维模型的命名规则：I. 地下管线三维模型的命名宜由英文字母、中划线和阿拉伯数字组成； II. 地下管线三维模型的命名应符合表11的规定。表11 地下管线三维模型的命名规则 （4）项目范围内的所有地下管线三维模型可采用一个或多个max 格式的文件进行存储。 （5）地下管线三维模型文件的命名规则：III. 地下管线三维模型文件的命名采用中文名称、中划线和阿拉伯数字，扩展名为max 文件； IV. 地下管线三维模型文件的命名应符合表12的规定。 表12 地下管线三维模型文件的命名规则7.3 地图成果7.3.1 三维数字地图（1）成果资料I. 建筑物三维模型的max 文件；II. 建筑物三维模型的正摄影像图文件； III. 其它地上地理要素三维模型的max 文件；IV. 其它地上地理要素三维模型的正摄影像图文件； V. 地表的地形地貌模型文件； VI. 地下管线三维模型的max 文件；VII. 地下管线三维模型的正摄影像图文件； VIII. 三维数字地图的源数据。 （2）成果资料的管理I. 三维数字地图成果按分区分块原则进行存储管理；II. 区块划分应符合DB3302/T 1004附录A 的1：1000的基本地形图分幅的规定； III. 区块编码规则应符合DB3302/T 1004附录A 的1：1000的的编号规则的规定； IV. 成果资料的目录结构应符合图1的规定。9 高程模型文件建筑物三维模型项目名称正摄影像图文件其它资料高程模型文件其它地上要素三维模型项目名称正摄影像图文件区块编码其它资料高程模型文件地形地貌三维模型项目名称正摄影像图文件其它资料高程模型文件地下管线三维模型项目名称正摄影像图文件其它资料图1三维数字地图成果资料的目录结构图7.3.2 三维数字地图元数据（1）三维数字地图应以项目范围为单位编制元数据，元数据的结构应符合附录D 的规定。 （2）三维数字地图元数据应以Word 格式保存。 7.4 地图质量 7.4.1 准确性（1）三维数字地图采集与绘制的空间参考系应符合本规程第4.3节的规定。 （2）三维数字地图的三维模型的分类应准确，属性应准确。 （3）数据文件的命名、格式及存储组织应准确。 7.4.2 完整性（1）三维数字地图的数据应完整，不应出现多余或遗漏。 （2）三维数字地图的附属资料应完整、正确。7.4.3 逻辑一致性：三维数字地图的几何表达、地理表达和拓扑表达应正确。 7.4.4 美观性：三维数字地图的图面应整洁、清晰、美观。10附 录 A三维数字地图地上地理要素的分类及表达要求 A.1 测量控制层要素代码 A.2 居民地与垣栅层要素代码 11 表 A.2(续 12表 A.2(续 A.3 工矿建筑和设施层要素代码 13 表 A.3（续） 14表 A.3（续）