(高清版)GBT 41452-2022 车载移动测量三维模型生产技术规程

CCSA75车载移动测量三维模型生产技术规程2022-04-15发布2022-04-15实施国家标准化管理委员会I前言 1范围 2规范性引用文件 13术语和定义 14缩略语 l5基本要求 25.1时空基准 25.2数据格式 25.3质量要求与指标 25.4模型命名 36作业准备 46.1资料收集与分析 46.2现场踏勘 46.3仪器准备 57技术设计 57.1设计原则与内容 57.2项目概述 57.3测区概况 57.4已有资料情况 57.5引用文件及作业依据 57.6任务总体要求 57.7作业流程 58数据采集及预处理 58.1一般规定 58.2设备检查 68.3路线规划 68.4控制测量 68.5数据采集 68.6外业数据检查 68.7数据预处理 79三维模型生产 79.1三维连续表面模型生产 79.2三维单体模型生产 710元数据生产 911成果质量检查 9Ⅱ12成果提交 12.1成果提交要求 12.2成果提交内容 附录A(资料性)模型类型编码对照表 附录B(规范性)三维连续表面模型元数据 附录C(规范性)三维单体模型元数据 参考文献 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国地理信息标准化技术委员会(SAC/TC230)归口。本文件起草单位：北京四维空间数码科技有限公司、北京市测绘设计研究院、北京四维远见信息技术有限公司、浙江省测绘科学技术研究院、自然资源部第二地形测量队、中国测绘科学研究院、北京四维益友信息技术有限公司。1车载移动测量三维模型生产技术规程1范围本文件规定了基于车载移动测量技术进行三维连续表面模型和三维单体模型生产的基本要求、作业准备、技术设计、数据采集及预处理、三维模型生产、元数据生产、成果质量检查与成果提交要求。本文件适用于使用车载移动测量技术进行道路及附属设施的三维连续表面模型和三维单体模型的生产。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2260中华人民共和国行政区划代码GB/T24356测绘成果质量检查与验收CH/T1004测绘技术设计规定CH/T6004—2016车载移动测量技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。在车载平台上，集成控制系统、定位测姿系统及一种或多种其他测量传感器(激光扫描仪、数字相机、视频摄像机等)的综合测量系统。车载移动测量vehicle-bornemobilemapping利用车载移动测量系统(3.1)获取具有地理空间位置信息的地物点云、影像等数据的测量方法。三维连续表面模型three-dimensionalcontinuoussurfacemodel利用点云、影像等数据源制作的可量测、具备纹理信息的地物连续不规则三角网结构模型。三维单体模型three-dimensionalentitymodel利用点云、影像等数据源制作的可量测、具备纹理信息的地物单体化三维模型。4缩略语下列缩略语适用于本文件。2CGCS20002000国家大地坐标系统(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000)GNSS全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)TIN不规则三角网(TriangulatedIrregularNetwork)5基本要求5.1时空基准平面坐标系统宜采用CGCS2000。如采用其他平面坐标系统，应与CGCS2000建立联系。高程基准宜采用1985国家高程基准，如采用其他高程基准，应与1985国家高程基准建立联系。投影宜采用高斯-克吕格投影，宜根据具体需求选择3°分带或其他分带。日期应采用公元纪年，时间应采用北京时间。5.2数据格式数据格式应符合表1的要求。表1三维模型数据格式数据类型数据格式三维连续表面模型.osgb,.flt,.dae,.fbx三维单体模型.osg,.obj,.flt,.3ds,.dae,.x,.fbx点云.las,.laz,.txt,.xyz,.bxyz5.3质量要求与指标5.3.1点云质量要求点云质量应符合表2的要求。表2点云质量要求级别特级Ⅲ级点位精度/m高程精度/m点云密度/(点/m²)点云往返扫同名点距离/m35.3.2影像质量要求影像质量应符合表3的要求。表3影像质量要求级别Ⅲ级配准中误差(像素)5.3.3三维模型质量要求三维连续表面模型的质量应符合表4的要求。表4三维连续表面模型质量要求级别一级二级特征点位平面中误差/m特征点位高程中误差/m模型结构TIN尺寸小于或等于0.2m,细节结构编辑处理TIN尺寸小于或等于0.5m,局部编辑处理模型纹理纹理分辨率小于0.05m,精细处理纹理分辨率小于0.1m,简单处理对应的点云质量级别特级、I级、Ⅱ级Ⅲ级对应的影像质量级别I级、Ⅱ级Ⅲ级注：模型结构指模型外表面几何构造。模型纹理指模型外表面影像纹理。三维单体模型的质量应符合表5的要求。表5三维单体模型质量要求分类级别一级二级特征点位平面中误差/m特征点位高程中误差/m模型精细度细节建模主体建模纹理精细度需要处理适当处理对应的点云质量级别特级、I级、Ⅱ级Ⅲ级对应的影像质量级别I级、Ⅱ级Ⅲ级5.4模型命名5.4.1三维连续表面模型命名三维连续表面模型命名宜按照“行政区划代码+路段编号”两部分进行编码，共12位，命名编码规4则见图1。图1三维连续表面模型命名编码三维单体模型命名宜按照“行政区划代码+路段编号+模型类型编码+建模顺序号”四部分进行编a)行政区划代码应符合GB/T2260的规定。b)路段编号应由“道路编码+路段号”两部分组成，共6位。c)模型类型编码宜按照模型类别名称的首字母缩写命名，宜为4位，不足位数用“0”补齐。模型类型编码对照表见附录A。d)建模顺序号宜采用4位阿拉伯数字表示。图2三维单体模型命名编码号宜采用4位阿拉伯数字表示。6作业准备应收集如下资料：b)已有的外业控制点成果；d)其他相关资料。现场踏勘宜遵守下列规定：a)实地了解作业区域的自然地理、人文及交通状况；b)了解已有资料的真实性和可用性；c)合理规划行车路线及基准站架设位置。56.3仪器准备车载移动测量设备应在计量检定或校准的有效期内使用，并处于正常工作状态。仪器设备应符合CH/T6004—2016中5.3的规定。7技术设计7.1设计原则与内容技术设计书的编写应符合CH/T1004的规定，主要内容应包括项目概述、测区概况、已有资料情况、引用文件及作业依据、任务总体要求及作业流程。7.2项目概述根据需要说明与设计方案或作业有关的测区自然地理状况，内容宜包括作业区地形概况、地貌特征、气候状况、交通状况，必要时收集测区的相关测绘资料。7.4已有资料情况应说明已有资料的数量、形式、质量状况及可利用情况。7.5引用文件及作业依据应说明引用的标准、规范和其他技术文件。7.6任务总体要求应说明采用的时空基准，点云、影像及三维模型的质量要求。作业流程应包括以下内容：a)车载移动测量设备检查要求；c)控制测量，包括地面控制点的分布、测量要求；d)数据采集及预处理，包括定位测姿数据、影像数据及点云数据的采集及预处理要求；e)成果制作，包括三维连续表面模型和三维单体模型的生产；f)成果质量检查，包括质量检查的内容及具体要求。8数据采集及预处理8.1一般规定数据采集作业时应满足以下要求：a)遵守交通规则，按照设计路线行驶，根据实际需求和系统限制控制行驶速度，设置激光发射参数和相机拍摄参数；6b)监视设备运行情况及数据记录情况，出现异常情况及时记录；c)对于遮挡严重或车辆无法进入的路段应及时记录；d)如遇恶劣天气等突发情况，就近寻找安全区域停止作业，确保设备和人员安全。8.2设备检查采集作业前应按照下列要求进行设备检查：a)检查并确认车辆处于正常运行状态；b)检查并确认供电设备工作正常，能满足持续作业需求；c)车载移动测量系统各组件连接正常，能正常采集数据；d)检查确认数据存储和备份空间足够；e)确认GNSS基准站能正常采集数据。采集前应先勘查现场并规划采集路线，路线规划的原则如下：a)基于主要道路、河流等自然要素划分采集作业区；b)采集路线宜避免重复；c)按照道路宽度、道路中央隔离带以及机非隔离带的遮挡情况，再结合实际作业需求规划扫描次数；d)采集路线的选择宜综合考虑GNSS信号的强度；e)采集路线的选择宜综合考虑人流量、车流量、限高限宽限行、光照及气象条件。一般来说，在GNSS信号正常情况下，精度能够满足要求，不再布设控制点。控制点可以事先布设标志，也可以将特征点作为控制点。由于在点云数据中很难同时精确量测某特征点的平面和高程坐标。因此，平面控制点和高程控制点分开布设，控制点间距在50m～200m,具体布设如下。a)对精度有特殊(特级)要求的，应事先在沿线布设标志，按相应精度等级要求施测。控制点间距在100m～1000m。b)对非特级要求的，在GNSS信号较差而无法满足作业精度要求时，应使用其他高精度测量方法(如GNSSRTK测量、全站仪测量、水准仪测量等)在测区内沿扫描轨迹布设并测量控制点。8.5数据采集数据采集具体要求如下：a)GNSS基准站数据采集应符合CH/T6004—2016中6.4的规定；b)定位测姿数据采集应符合CH/T6004—2016中6.5的规定；c)影像数据采集应符合CH/T6004—2016中6.6的规定；d)点云数据采集应符合CH/T6004—2016中6.8的规定。8.6外业数据检查测量完成后，对车载移动测量数据进行检查，确保定位测姿数据、影像数据及点云数据的完整性和a)数据有效性检查。简单快速处理数据，检查数据是否有效。b)完整性检查。检查采集的数据是否完整，对动态遮挡严重区域进行补测。c)初步精度检查。通过轨迹质量初步检查数据精度，对精度较差区域标记，如果改变行车路径可7以提高精度，应改变路径重新采集。8.7数据预处理数据预处理具体要求如下：a)定位测姿数据预处理应符合CH/T6004—2016中7.1的规定；b)影像数据预处理应符合CH/T6004—2016中7.2的规定；c)点云数据预处理应符合CH/T6004—2016中7.5的规定。9三维模型生产9.1三维连续表面模型生产三维连续表面模型的建模内容为车载移动测量系统采集到的道路及附属设施等地物。三维连续表面模型制作应符合以下规定：a)模型由TIN与纹理组成，反映地物结构特征和纹理特征；b)模型依据点云数据进行TIN结构建模，依据影像数据进行纹理映射。建立点云之间的拓扑关系并以车载同步影像为纹理进行自动化构网与贴图，并进行适当编辑。应符合以下规定。a)一级三维连续表面模型：1)准确反映道路及附属设施的结构特征；2)纹理细节清晰，准确反映地物特征，清晰反映不同纹理的差别与分隔；3)对存在的悬浮、漏洞、粘连、拉花等现象的三维连续表面模型进行结构编辑处理，模型应准确反映地物结构特征。b)二级三维连续表面模型：1)基本反映道路及附属设施的结构特征；2)纹理清晰，反映地物特征；3)三维连续表面模型宜进行局部的结构编辑处理，模型反映地物结构特征。9.2三维单体模型生产道路模型包括以下内容：c)其他类。8道路模型制作符合以下规定：a)道路模型的地理位置应根据采集的点云数据确定；b)道路模型的纹理信息宜依据采集的影像数据确定；c)道路上的各类交通标线宜与实际情况一致。基于点云数据提取结构线，采用自动化或人机交互的方式进行建模。道路模型建模符合以下规定。a)一级道路模型：1)应准确反映道路模型的结构特征，超过0.5m的结构特征应进行三维几何建模；2)基底轮廓线应从点云数据提取，模型高度宜基于点云数据自动匹配或人工判读；3)纹理应细节清晰，准确反映地物特征，不同纹理的差别与分隔应清晰反映。b)二级道路模型：1)应基本反映道路模型的结构特征，超过1m的结构特征应进行三维几何建模；2)基底轮廓线应从点云数据提取，模型高度宜基于点云数据自动匹配或人工判读；3)纹理应反映道路材质及交通标线。9.2.2附属设施模型附属设施模型包含以下内容：d)其他类。附属设施模型制作符合以下规定：a)附属设施模型的地理位置应根据采集的点云数据确定；b)附属设施模型的纹理信息宜依据采集的影像数据确定；c)附属设施模型底部应与道路模型衔接一致。基于点云数据提取结构线，采用自动化或人机交互方式进行建模。也可采用符号化方式进行建模。附属设施模型建模符合以下规定：a)一级附属设施模型：1)应准确反映地物的几何结构和细节特征；2)水泥隔离带、金属隔离带等面状模型宜基于点云数据提取结构线进行放样建模；3)交通标牌、道路名牌、指示牌、广告牌匾、宣传栏等模型宜基于点云数据提取结构线进行建模，纹理宜使用采集的影像数据进行制作；9使用不同的预设符号表示。b)二级附属设施模型：1)同类型附属设施宜根据影像数据建立通用模型，能反映地物的形态与特征；2)模型细部宜根据实际情况适当取舍，宜采用纹理表现。9.2.3其他模型生产其他模型主要包括除道路及附属设施以外的、可以从道路采集到的模型，包括下列内容：a)地上建(构)筑物；b)植被；c)其他。其他模型的制作符合以下规定：a)建(构)筑物模型的基底、外立面几何结构、建筑高度和植被的地理位置应根据采集的点云数据确定；b)建(构)筑物模型、植被模型底部应与道路模型衔接一致；c)建(构)筑物模型纹理宜正确反映材质特征，植被的纹理宜反映植被的真实色彩。基于点云数据提取结构线，采用自动化或人机交互方式进行建模。也可采用符号化方式进行建模。其他模型建模符合以下规定。a)一级模型：1)建(构)筑物模型无遮挡的立面，模型应真实反映建模物体的外观细节；2)建(构)筑物模型纹理应与建筑外观保持一致，反映地物特征；3)植被模型应反映植被的基本特征，真实反映植被的颜色和形状等；4)针对特定需求，宜对古树名木树种进行细节建模表现。b)二级模型：1)建(构)筑物模型的结构和纹理应与建筑外观基本一致；2)植被模型宜采用多面片形式表现。10元数据生产三维连续表面模型元数据按附录B的要求填写。三维单体模型元数据按附录C的要求填写。11成果质量检查三维模型成果质量检查应符合GB/T24356的规定，遵循“两级检查一级验收”的原则，实行成果质量检查，包括以下内容。a)模型数据的时空基准检查。应包括模型数据的平面坐标系、高程基准和投影等。b)模型数据的精度检查。应包括模型数据的特征点位平面中误差、特征点位高程中误差等几何精度。c)模型数据的完整性和正确性检查。应包括道路及附属设施等的错漏检查。d)模型纹理的准确性和协调性检查。e)各建模单元接边的正确性、合理性检查。f)数据组织的正确性、规范性检查。应包括模型数据格式的和模型及纹理数据命名的正确性、规范性检查。g)附件质量的完整性和准确性检查。h)其他内容检查。成果提交应符合下列要求：b)作业记录、技术资料和成果数据完整。成果提交内容包括：a)成果清单，b)点云数据，c)影像数据，d)三维模型，e)元数据，f)控制测量与计算资料，g)外业数据采集记录，h)内业数据处理记录，i)技术设计，j)技术总结，k)检查报告，1)验收报告，m)其他相关资料。(资料性)模型类型编码对照表模型类型编码对照表参考示例见表A.1。表A.1模型类型编码对照表参考示例模型类型模型编码模型类型模型编码标线公交站亭车行道出租车候车点牌非机动车道指示牌匝道摄像头出入口信号灯隧道人行横通道护栏隧道车行横通道水泥隔离带盲道MD00金属隔离带安全岛AQDO收费站避险车道检查井盖路肩路灯平面交叉口交通标牌涵洞道路名牌减速带垃圾箱观景台广告牌匾公里桩宣传栏警示桩防撞桶停车设施三维连续表面模型元数据三维连续表面模型元数据应符合表B.1的规定。序号数据项数据类型完整性约束填写说明项目名称字符型必填2项目编号字符型可选3产品名称字符型必填4面积字符型可选5产品采集日期整型必填YYYYMMDD6产品生产日期整型必填YYYYMMDD7产品更新日期整型必填YYYYMMDD8产品版本字符型必填9