2024城市房屋建筑数字孪生数据加工技术规范

城市房屋建筑数字孪生数据加工技术规范目次前言 IV范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1数字孪生digitaltwin 1房屋建筑实体buildingentity 1房屋建筑模型buildingmodel 2业务场景businessscenario 2业务模型businessmodel 2数据加工dataprocessing 2源数据sourcedata 2房屋建筑数字孪生模型digitaltwinmodelofbuilding 2模型单元modelunit 2轻量化lightweighting 2表达模型expressionmodel 2数模融合dataandmodelfusion 2模型构建modelconstruction 2数据归约datareduction 2质量检查qualitychecking 2质量元素qualityelement 2缩略语 3基本规定 3空间参考系 3时间基准 3建模作业区划分 3模型原点及单体化模型轴心点 3模型单元分级 3模型单元分类与编码 3数据格式 3元数据要求 3数据加工流程 4数据安全要求 4数据准备 5需求分析 5源数据范围 5源数据要求 6准备过程记录 6模型构建 6概述 6源数据预处理 7几何信息加工 7属性信息加工 7关系信息加工 7业务信息加工 7数模融合 8模型简化 8数据归约 8轻量化 9质量检查 9概述 9房屋建筑数字孪生模型质量检查 10表达模型质量检查 10数据更新 10成果整理 10数据文件 10文档资料 10附录A房屋建筑数字孪生模型质量错漏分类 11城市房屋建筑数字孪生数据加工技术规范范围本文件规定了城市房屋建筑数字孪生数据加工相关的基本规定、数据准备、模型构建、模型简化、质量检查、数据更新和成果整理等内容。本文件适用于市域房屋建筑数字孪生的数据加工处理。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T51301建筑信息模型设计交付标准GB/T51269建筑信息模型分类和编码标准GB/T39409北斗网格位置码GB/T39610倾斜数字航空摄影技术规程GB/T19710地理信息元数据GB/T37973信息安全技术大数据安全管理指南GB/T43697数据安全技术数据分类分级规则GB/T35273信息安全技术个人信息安全规范GB/T43441.1信息技术数字孪生第1部分：通用要求CJJ/T319城市信息模型数据加工技术标准CJJ/T103城市地理空间框架数据标准CJJ/T157城市三维建模技术规范JGJ/T448建筑工程设计信息模型制图标准CH/T9008.1基础地理信息数字成果1：500、1：1000、1：2000数字线划图CH/T9008.2基础地理信息数字成果1：500、1：1000、1：2000数字高程模型CH/T9008.3基础地理信息数字成果1：500、1：1000、1：2000数字正射影像图CH/T9009.1基础地理信息数字成果1：5000、1：10000、1：25000、1：50000、1：100000第1部分：数字线划图CH/T9009.2基础地理信息数字成果1：5000、1：10000、1：25000、1：50000、l：100000数字高程模型CH/T9009.3基础地理信息数字成果1：5000、1：10000、1：25000、1：50000、1：100000数字正射影像图术语和定义digitaltwin具有保证物理状态和虚拟状态之间以适当速率和精度同步的数据连接的特定目标实体的数字化表示。[来源：GB/T43441.1，3.4]buildingentity现实世界中的房屋建筑物理对象。buildingmodel在数字虚拟空间中创建和呈现的房屋建筑三维模型。businessscenariobusinessmodeldataprocessing为构建房屋建筑数字孪生模型而开展数据准备、模型构建、模型简化等一系列数据处理过程的总称。sourcedatadigitaltwinmodelofbuildingmodelunit房屋建筑数字孪生模型中承载房屋建筑信息的实体及其相关属性的集合。lightweighting表达模型expressionmodel房屋建筑数字孪生模型经轻量化处理后的结果。数模融合dataandmodelfusionmodelconstructiondatareduction在保证数据原有信息的基础上，尽可能精简数据量。qualitychecking依据质量标准对房屋建筑数字孪生模型质量进行检查的活动。qualityelement说明质量的定量、定性组成部分。缩略语下列缩略语适用于本文件。BIM：建筑信息模型（Building1nformationModel/Modeling）DEM：数字高程模型（DigitalElevationModel）DLG：数字线划图（DigitalLineGraphic）DOM：数字正射影像图（DigitalOrthophotoMap）LOD：细节层次（LevelofDetail）基本规定空间参考系坐标系统应采用2000国家大地坐标系；当采用其他坐标系统时，应符合国家相关规定。高程基准应采用1985国家高程基准；当采用其他高程基准时，应符合国家相关规定。时间基准日期应采用公历纪元，时间应采用北京时间。建模作业区划分房屋建筑数字孪生模型构建宜根据模型分布范围及工作量合理划分作业区域。模型原点及单体化模型轴心点模型单元分级模型单元的精细度分级宜参照现行国家标准GB/T51301中4.2粗略模型单元精细度宜对应项目级模型单元，侧重表达房屋建筑的体块特征；基础模型单元精细度宜对应功能级模型单元，侧重表达房屋建筑的三维框架和表面；精细模型单元精细度宜对应构件级模型单元，侧重表达房屋建筑的三维框架、室内外表面、重要区域和重要要素；高精模型单元精细度宜对应不低于构件级模型单元，侧重表达房屋建筑三维框架、室内外表面及细节。模型单元分类与编码39409的北斗网格位置码对模型单元进行空间统一标识编码。房屋建筑数字孪生模型构建宜对模型单元进行分类编码，分类编码宜符合国家现行标准GB/T51269的有关规定。数据格式元数据要求应依据GB/T19710表1 元数据信息序号元数据名称英文缩写名数据类型约束/条件样例说明1数据名称DataName字符型M项目名全称2项目来源ProjSource字符型O*****3平面坐标系PlaneCS字符型M2000国家大地坐标系4高程基准HeightDatum字符型M1985国家高程基准5地名地址Address字符型M**省**市**区**街道6经度范围lonExt字符型MDDDMMSS-DDDMMSS7维度范围LatExt字符型MDDDMMSS-DDDMMSS8模型分级DataLevel字符型M精细模型9制作单位Producer字符型M单位全称10适用场景ApplicableScenario字符型C*****11提交日期SubmissionDate日期型MYYYY/MM/DD12验收单位Acceptance字符型C单位全称13验收日期AcceptDate日期型CYYYY/MM/DD14更新单位UpdateDepartment字符型C单位全称15更新日期UpdateDate日期型CYYYY/MM/DD16质量说明QualityDes字符型C合格/不合格数据加工流程质量检查应对新建、更新的房屋建筑数字孪生模型的成果质量进行检查。数据安全要求数据安全管理应贯穿数据加工的全流程，并按照源数据所属行业领域以及房屋建筑数字孪生模型应用的业务场景进行分级分类，分类分级应遵循GB/T43697中第6章的规定。数据加工的安全要求除了应符合GB/T37973中8.4如加工的数据涉及到个人信息的，还应遵循现行国家标准GB/T35273的相关规定。数据加工操作人员的安全管理应符合以下要求：专岗要求：应对用户按类赋权。用户账号应使用组、角色等组合方式进行权限分配；专人要求：应保障用户身份唯一性。每个用户账号的设置，均对应特定的使用人。数据加工第三方服务的安全管理应符合以下要求：委托方应制定委托处理管理制度，明确委托处理流程、管理要求等；委托他人实施数据加工，委托方应按照委托处理管理制度，经过严格审批程序选择受托方，并监督受托方履行数据加工相关的安全要求；受托方存留、使用或向他人提供原始数据、加工过程数据和成果数据，应依据法律、法规的规定和合同约定，未经授权不应访问、修改、披露、利用、转让、销毁相关数据资源；受托方应对参与数据加工处理的人员开展必要的背景调查并签署保密协议，委托方定期对受托方人员开展安全审查。数据准备需求分析项目概况；c）待加工数据的空间范围；d）源数据范围及提供方式；e）数据加工的质量要求；f）数据加工的安全要求；g）数据加工的时效要求；h）数据加工成果的存储格式。源数据范围概述基础测绘数据基础测绘数据是通过一系列的测量和图形处理方法获取的反映城市地表地理要素空间位置、形状、DEMDOMDLGBIM数据本标准中的BIM数据主要为城市房屋建筑BIM数据。调查数据业务数据静态数据是对业务场景中相关资源进行描述的数据或是在业务运行过程中发挥控制、参考作用的数据。动态数据是业务场景运行过程中所产生的时间序列数据，通常反应事物的动态变化特征或在不同时间节点上的差异性。源数据要求基础测绘数据DEM数据DEM数据质量应符合现行行业标准CH/T9008.2、CH/T9009.2的规定。DOM数据DOM数据质量应符合现行行业标准CH/T9008.3、CH/T9009.3的有关规定。DLG数据DLG数据质量应符合现行行业标准CH/T9008.1、CH/T9009.1、CJJ/T103的有关规定。倾斜摄影模型GB/T39610的规定。1m，高程精度宜优于2m0.5m。0.2m0.5m，纹理精度0.1m。城市三维精细模型CJJ/T157的规定。0.2m0.5m0.1m。BIM数据BIMGB/T51301、GB/T51269JGJ/T448的相关规定。BIMLOD300G3，信息深度宜N3。房屋建筑调查数据CJJ/T3194.2.7的有关规定。CJJ/T3194.2.8的有关规定。业务数据6.4准备过程记录模型构建城市建筑数字孪生模型构建包括源数据预处理、几何信息加工、属性信息加工、关系信息加工、业务信息加工和数模融合等过程，并在建模完成后生成元数据。源数据预处理源数据应修正模型重复、破面、漏面、漏缝、游离点边面的几何错误。源数据应修正颜色不均匀、纹理影像有杂物和拉伸变形的材质问题。源数据应修正属性数据缺失和可识别的错误。几何信息加工粗略模型几何信息加工：房屋建筑模型宜由DLG数据或房屋建筑调查数据提取建筑轮廓和建筑省纹理。房屋建筑模型的分层分户模型宜由DLG数据或房屋建筑调查数据提取建筑轮廓，由房屋楼盘基础模型几何信息加工：房屋建筑模型宜由倾斜摄影数据的单体化建筑模型生成建筑组合几何精细模型几何信息加工：房屋建筑宜由城市三维精细模型、激光雷达结合倾斜摄影数据的单体高精模型几何信息加工：房屋建筑模型中的建筑内外及场地、地下空间、交通空间、建筑装饰等模型宜由建筑工程BIM属性信息加工房屋建筑模型单元的属性应与房屋建筑模型单元一一对应。房屋建筑模型单元应具有标识代码、分类代码、名称、加工时间等基本信息。房屋建筑模型单元的属性信息宜根据业务需求确定。关系信息加工高精模型、超精模型宜建立组成功能系统的模型单元之间的控制关系。房屋建筑模型宜根据实际需要建立空间拓扑关系。业务信息加工业务信息加工的内容、精度和相关规则应由各业务部门制定。业务信息加工应确保加工过程的可追溯性。如业务数据是以接口方式或以服务提供的，宜根据业务需要支持业务信息的实时加工。数模融合基本要求融合过程中，对于同一对象的房屋建筑模型单元和房屋建筑实体间应保持空间粒度统一。融合过程中，对于同一对象的各类加工信息应保持语义匹配。融合过程数模融合应包括数据集成、模型连接、数模同步等过程。融合分级级别分类根据业务场景对数模融合广度和深度不同，数模融合自底向上可分成L1、L2、L3三个层次。L1级融合L1级融合属于最基本的数模融合，是指直接利用属性标识、时间标识、空间标识或业务标识对房屋建筑虚拟模型、属性信息、关系信息和业务场景中的静态数据进行关联和集成。L1级融合适用于业务逻辑较为简单的场景，主要提供房屋建筑的可视化展示和基本信息查询。L2级融合L2级融合属于中间层次的数模融合，该层次融合能够在L1级融合的基础上，增加对业务场景动态数据的关联集成。L2级融合适用于较为复杂业务场景的过程监控和可视化管理。L3级融合L3级融合属于高层次的数模融合，该层次融合是在L2级融合的基础上，增加业务场景中可能涉及的机理模型、经验模型或智能模型的集成，并能有效支持其相关计算和分析。L3级融合适用于复杂业务场景运行的过程仿真和动态模拟，为用户提供决策支持。模型简化数据归约基本要求数据归约应避免丢失重要信息，确保归约后的数据能够代表原始数据的整体特征。数据归约选择的方法应该符合数据自身特征，并应注意保持归约结果的可解释性。应对归约后的数据进行验证，确保归约结果的精度和内容满足业务场景应用要求。处理方法维度归约维度归约通过减少所考虑的随机变量或属性的个数来达到数据归约目的。处理方法包括但不限于：a）属性子集选择b）小波变换c）主成分分析数量归约a）线性回归b）c）直方图d）抽样e）聚类轻量化基本要求房屋建筑模型在应用终端显示帧率低于20帧/s时或在满足应用要求的前提下,应进行轻量化处理并生成相应的表达模型。表达模型应具有多细节层次，支持显示时按需加载对应的细节层次。表达模型单元应通过标识代码与房屋建筑模型单元对应。表达模型宜存储为网格结构的通用数据格式。处理过程KD纹理贴图处理宜包含下列内容：a）合并模型引用的相同纹理贴图；b）生成对应三角格网的新纹理贴图；c）采用多重纹理技术增强显示效果；d）采用纹理压缩技术减小纹理贴图数据量。异常处理应对轻量化处理过程中发现的模型异常进行修复。质量检查房屋建筑数字孪生模型和表达模型的成果应进行质量检查。10%脱敏后的模型在质量检查过程中可不检查空间参考系和位置精度。房屋建筑数字孪生模型质量检查房屋建筑数字孪生模型质量元素宜根据附表A.1房屋建筑数字孪生模型质量元素错漏分类应划分为严重的错漏（A类）、次严重的错漏（B类）和一般的错漏（C类），质量元素错漏分类宜符合本标准附表A.1的规定。房屋建筑数字孪生模型可根据单位数据产品质量判定结果与检验批质量判定结果判定为合格品、不合格品。进行单位数据产品质量判定时，当单位数据产品出现下列情况之一时，即判定为产品不合格：单位数据产品中出现类错漏；单位数据产品高度精度检测、平面位置精度检测，任一项粗差比例超5%；c）质量子元素质量错漏分类，累计错误超过10次。表达模型质量检查表达模型的最高细节层级应与原模型具有一致的几何精度和纹理精度。表达模型应保证模型位置准确，不丢失模型，无几何破损，纹理不错乱，标识代码正确。表达模型应能够在应用终端流畅显示，显示帧率宜不低于25帧/s。数据更新房屋建筑数字孪生模型数据应定期维护，宜随城市建设变化及时更新数据。数据更新应支持区域更新或要素更新。数据更新时，应同时更新房屋建筑数字孪生模型单元的几何信息、属性信息、关系信息和业务信息。元数据更新应与数据更新同步进行。更新后的房屋建筑数字孪生模型数据宜进行模型简化。数据更新成果的质量检查应满足本标准第9章的要求。数据更新时，应做好历史数据的备份。成果整理数据文件城市房屋建筑数字孪生加工的成果文件应包括但不限于以下内容：a）房屋建筑数字孪生模型数据；b）元数据；c）模型数据接合表；文档资料房屋数字孪生模型加工的文档资料应包括但不限于以下内容：成果清单；c）技术设计书；d）检查报告、验收报告；附录A房屋建筑数字孪生模型质量错漏分类（规范性）表A.1房屋建筑数字孪生模型质量错漏分类质量元素质量子元素检查项A类B类C类空间参考系大地基准检查采用的大地基准符合情况模型坐标系统不符合规定。——高程基准检查采用的高程基准符合情况模型高程基准不符合规定。——时间基准检查采用的时间基准符合情况模型时间基准不符合规定。——地图投影检查采用的地图投影参数符合情况模型地图投影不符合规定。——位置精度平面位置精度检查平面坐标值与真值的接近程度模型平面位置中误差超限或粗差率大于5%。——高度精度检查高度值与真值的接近程度模型高度误差超限或粗差率大于5%。——模型间相对位置检查场景中模型相对位置关系的准确程度模型间相对位置超过量测距离10%的模型数量大于检查总量10%。模型间相对位置超过量测距离10%的模型数量大于检查总量5%。模型间相对位置超过量测距离10%的模型数量大于检查总量3%。模型自身相对位置检查单个复杂模型各部分相对位置关系的准确程度单个模型各部分相对位置超过量测距离10%的模型数量大于检查总量10%。单个模型各部分相对位置超过量测距离10%的模型数量大于检查总量5%。单个模型各部分相对位置超过量测距离10%的模型数量大于检查总量3%。表达质量模型精细度检查模型精细度的准确程度丢漏或有错误的模型数量大10%；工获得的单体模型精细度检的建筑外部结构丢漏数量大10%，非单体模型的原始倾斜底视分辨率低0.5m，室内分层、分户的结构丟漏或有错误的模型数10%；精细模型：由城市三维精细模型、倾斜摄影模型加工获得的单体模型精细度检查中，长、宽、高均超过0.5m的建筑外部结构丢漏数量大于检查总量10%，建筑分层分户结构丢漏或有错误的模型数量大于检查总量10%；高精模型：由对应等级BIM加工获得的模型中建筑结构、部件存在10%以上丢漏或错误的模型数量大于检查总量10%。粗模：室内分层、分户的结构丢漏或有错误的模型数量大于检查总量5%；标准模型：由倾斜摄影模型加工获得的单体模型精细度检查中，长、宽、高均超过1m的建筑外部结构丢漏数量大于检查总量5%，室内分层、分户的结构丟漏或有错误的模型数量大于检查总量5%；精细模型：由城市三维精细模型、倾斜摄影模型加工获得的单体模型精细度检查中，长、宽、高均超0.5m的建筑外部结构丢建筑分层分户的结构丢漏或有错误的模型数量大于5%；高精模型：由对应等级BIM加工获得的模型中建筑结构、部件存在10%以上丢漏或错误的模型数量大于检查总量5%。构丢漏或有错误的模型数3%；加工获得的单体模型精细1m的建筑外部结构丢漏3%，室有错误的模型数量大于检3%；得的单体模型精细度检查的建筑外部结构丢漏数量3%；建筑分层分户结构丢漏或有错误的模型数量大于检查总量3%；加工获得的模型中建筑结10%或错误的模型数量大于检查总量3%。纹理精细度检查纹理精细度的准确程度10%。存在明显失真、变形或缝隙的模型数量大于检查总量5%。模型纹理未显示、不协调、存在明显失真、变形或缝隙的模型数量大于检查总量3%。空间粒度检查模型表达房屋建筑实体空间粒度信息表示的正确程度模型空间粒度不正确的数量大于检查总量10%。模型空间粒度不正确的数量大于检查总量5%。模型空间粒度不正确的数量大于检查总量3%。逻辑一致性概念一致性检查模型对概念模式规则的遵循程度—模型及相关数据命名错误—格式一致性检查模型物理存储结构、格式及其他要求的符合程度—模型及相关数据格式错误—属性一致性检查模型及相关数据对属性值域规则的遵循程度模型属性不一致错误数量大于检查总量10%。模型属性不一致错误数量大于检查总量5%。模型属性不一致错误数量大于检查总量3%。拓扑一致性检查模型对拓扑关系表达的准确程度模型拓扑不一致错误数量大于检查总量10%。模型拓扑不一致错误数量大于检查总量5%。模型拓扑不一致错误数量大于检查总量3%。表现一致性检查模型对表现及取舍规则的遵循程度模型中同一区域同种类的模型纹理处理规则不一致，立致的模型数量大于检查总量10%。模型中同一区域同种类的模型纹理处理规则不一致，立面、楼顶等综合取舍规则不一致的模型数量大于检查总量5%。模型中同一区域同种类的模型纹理处理规则不一致，立面、楼顶等综合取舍规则不一致的模型数量大于检查总量3%。属性精度分类正确性检查模型分类代码的准确程度10%。分类代码缺失、错误的模型数量大于检查总量5%。分类代码缺失、错误的模型数量大于检查总量3%。标识代码检查模型身份标识的唯一性、正确性10%。分类代码缺失、错误的模型数量大于检查总量5%。分类代码缺失、错误的模型数量大于检查总量3%。关系项检查模