城市实景三维建模技术规程

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城市实景三维建模技术规程

1范围

本文件规定了城市实景三维模型数据的基本要求及实景三维模型构建的主要技术流程，包括城市实

景三维模型的基本组件、模型类型、空间参考、时间参考、生产技术方法、技术基本要求、元数据、实

景三维Mesh模型构建及编辑优化、实景三维单体模型制作、检查验收和成果归档交付。

本文件适用于以倾斜摄影测量、机载激光雷达等技术进行城市实景三维模型构建、数字城市建设等

方面的应用，也可作为其它相关基础地理信息工作的参考。

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/T12979近景摄影测量规范

GB/T24356测绘成果质量检查与验收

GB/T39610倾斜数字航空摄影技术规程

CH/T1001测绘技术总结编写规定

CH/T1004测绘技术设计规定

CH/T3003低空数字航空摄影测量内业规范

CH/T3006数字航空摄影测量控制测量规范

CH/T3020实景三维地理信息数据激光雷达测量技术规程

CH/T9012基础地理信息数字成果数据组织及文件命名规则

CH/T9015三维地理信息模型数据产品规范

CH/T9016三维地理信息模型生产规范

CH/T9024三维地理信息模型数据产品质量检查与验收

CJJ/T157城市三维建模技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

城市三维模型threedimensionalcitymodel

城市地形地貌、地上地下人工建（构）筑物等的三维表达，反映对象的空间位置、几何形态、纹理

及属性等信息。

[来源：CJJ/T157-2010城市三维建模技术规范]

3.2

实景三维地理信息数据realscene3DGISdata

1

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基于影像匹配或激光扫描技术获取的反映地物三维信息的数据。

[来源：CH/T3020-2018，3.1]

3.3

实景三维Mesh模型3DrealsceneMeshmodel

利用点云、实景影像等数据源制作的可量测的、具备实景纹理信息的连续三角面片模型。

3.4

实景三维单体模型3Drealscenesinglemodel

利用点云、实景影像等数据源制作的可量测的、具备实景纹理信息的地物单体化三维模型。

3.5

点云pointcloud

以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。

[来源：CH/T8023-2011，3.3]

3.6

不规则三角网triangulatedirregularnetwork

不规则三角网的英文缩写为TIN，其定义为：根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网

络，倾斜自动化三维模型由连续的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的位置和

密度，能够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地表要素特点表示地物结构特征，简称三角网。

3.7

模型块modeltile

连续三角面片模型按照一定空间大小进行裁切存储的最小单元。

3.8

纹理texture

反映地理要素（不含地形）表面纹理和色泽特征的贴图影像。从纹理加工的角度可以分为普通日景

纹理、带光影的纹理和夜景纹理；从纹理反映模型真实外观的程度可分为修饰真实纹理、不修饰真实纹

理、通用纹理和示意纹理。

[来源：CH/T9015-2012,3.11]

4基本要求

4.1基本组件

城市实景三维模型包括两个基本组件：

a）地球表面地形起伏立体表现的几何框架及框架表面的贴图影像；

b）地球表面地理要素立体表现的几何框架及其表面的贴图影像，其属性类别应符合GB/T20258

的规定。

4.2模型分类

城市实景三维模型由基本组件构成，参照GB/T13923,模型类型可细分为地形模型、建筑要素模型、

2

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交通要素模型、水系要素模型、植被要素模型、场地模型、地上管线设施以及其他要素模型八类。

三维场景数据由一类或多类三维模型组成，构成三维场景数据产品，通常情况分为两类：

a）仅用地形模型表现的三维地形景观；

b）在地形模型基础上，增加其他模型分类中的一种或多种要素构成的三维模型景观。

4.3空间参考系

坐标系统采用2000国家大地坐标系，当采用其他坐标系统时，应与2000国家大地坐标系建立联系。

高程基准采用1985国家高程基准。

4.4时间参考系

城市实景三维模型数据涉及的日期应采用公历纪元，时间应采用北京时间。

4.5模型原点及单体化模型轴心点

为确保所有实景三维模型成果的位置统一性，同一城市的模型原点宜统一设置。

单体化模型轴心点定义应统一，水平方向在模型的中心点，竖直方向归底。

4.6数据格式

模型的几何数据、纹理数据、属性数据及元数据数据类型及其格式应采用通用格式。实景三维Mesh

模型宜采用osgb格式，实景三维单体模型宜采用obj格式。

城市实景三维模型分块尺寸宜采用50米的整数倍，可根据项目建设需要调整。块与块之间重叠不

超过1%。

4.7数据精度

城市实景三维地理信息数据产品的精度要求可参照CH/T9015执行。

4.8生产技术方法

城市实景三维建模主要采用倾斜摄影测量、激光雷达测量、近景摄影测量或多源数据联合生产等方

式。在满足成果精度前提下，可采用本规程未列入的新技术和新方法，但应经过实践验证并提供试验报

告，在技术设计中作出明确规定。

a）使用倾斜摄影测量方式采集、处理数据时，应符合《实景三维地理信息数据倾斜摄影测量技术

规程》（报批稿）要求。

b）使用激光雷达测量方式采集、处理数据时，应符合CH/T3020要求。

c）使用近景摄影测量方式采集、处理数据时，应符合GB/T12979要求。

4.9基本技术要求

4.9.1模型几何结构要求

a）计量单位宜统一单位“米”。

b）模型中不宜出现非正常的地表上下悬浮物，植被、路灯、电杆、电线、通讯塔等建模不完整导

致的悬浮除外；

c）建筑物、水域、植被等无影响表现效果或应用的空洞；

d）城市主干道等重要道路路面无异常起伏，移动中车辆及道路路面上破损车辆应置平；

e）地面结构不应分层或破损。

3

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4.9.2模型纹理要求

a）纹理及颜色过渡自然，整个场景色彩明亮饱和、真实自然；

b）模型块与块之间纹理应正常接边，无明显色差、错位等现象。

4.9.3属性信息要求

实景三维单体模型可进行属性信息录入。其属性信息应包含描述模型类型、用途和特征等的基本属

性信息和专题属性信息，并应符合下列规定：

a）属性信息应与单个模型一一对应；

b）属性内容应争取、完整；

c）可根据实际应用需要进行扩充。

4.10元数据

城市实景三维模型数据元数据应包含成果数据的标识信息、空间参考信息、生产信息、质量信息和

分发信息。具体如下：

a）标识信息：基本信息，以及说明其空间范围、密级等信息；

b）空间参考信息：基本空间信息；

c）生产信息：数据源、生产者、生产时间等；

d）质量信息：精度、质量评价信息等；

e）分发信息：提供者的有关信息；

元数据文件宜以图幅、行政区划或建模单元为单位进行记录。元数据填写应真实、准确、完整，当

元数据项无值时，应填写“无”。元数据项内容需用文字说明的，应以简洁、明了的文字填写。

5准备工作

5.1资料收集

5.1.1现场踏勘

对测区应进行实地踏勘，了解测区的自然地理、人文及交通情况等，编写踏勘报告。踏勘报告的编

写要求及主要内容应按CH/T1004规定执行。

5.1.2多视倾斜影像数据收集

a）经质量查验合格的空中三角测量成果，应符合CH/T3003等相关规范要求；

b）相机参数及相机检定参数报告；

c）畸变改正后的多视倾斜影像，应符合CH/T39610要求；

d）测区航摄分区图、航线示意图、航摄质量验收报告等其他有关资料。

5.1.3激光雷达点云数据收集

a）经坐标转换、配准、降噪处理后的成果点云数据，应符合CH/T3020等相关规范要求；

b）同步获取的影像数据，应基于点云数据进行成果制作，需完成畸变纠正、匀光匀色等处理。

5.1.4近景摄影影像数据收集

经处理后的近景摄影测量成果数据，应符合GB/T12979等相关规范要求；

4

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5.1.5补充影像数据收集

a）收集补充影像数据，改善低空影像数据的质量不佳、建模细节缺失等问题；

b）补充影像数据宜与低空影像数据具有一定的重叠度，便于后续的影像定向和模型连接。

5.1.6控制资料收集

a）控制点成果，应符合CH/T3006要求；

b）满足控制精度要求的数字高程模型、正射影像和地形图成果；

c）可准确读取点位、满足控制点精度要求的其他资料。

5.1.7地图资料收集

a）测区及周边各种比例尺的地形图及相关成果；

b）行政区划图、交通图、水利图；

c）其他有关资料。

5.2资料分析

结合测区踏勘情况，对所收集的资料进行整理分析，选取适宜的技术方法进行生产，并及时处理影

响后续生产的问题。

a）分析多视倾斜影像资料、激光雷达点云数据及近景摄影影像数据的航摄时间、分辨率、重叠度、

覆盖范围等是否满足生产要求；

b）分析数据生产所使用的影像数据的色调、灰度、纹理、反差等是否满足生产要求；

c）核查控制点资料的情况，包括控制点的数量、分布、精度等级和可利用情况等是否满足生产要

求；

d）分析空中三角测量成果是否满足生产要求。根据影像资料、控制资料及空中三角测量成果恢复

建模环境，进行相对精度和绝对精度检核；

e）检查地图资料的现势性、空间参考系、时间参考系、比例尺、成果精度和成果质量是否可直接

用于生产；

f）根据需要查看其他辅助资料，包括测区周边成图情况、接边数据、属性录入资料完整性等。

5.3技术设计

根据项目总体要求及资料分析情况，拟定技术路线与技术方法，编写项目设计书；根据项目设计书

所确定的技术方案编写城市实景三维建模的专业设计书。项目设计书、专业设计书的编写要求及主要内

容按CH/T1004规定执行。

6实景三维Mesh模型生产

6.1实景三维Mesh模型构建

6.1.1点云匹配

基于空中三角测量成果对影像进行密集匹配，生成基于真实影像的高密度彩色点云数据。或将不同

平台或方式获取的激光点云数据进行坐标匹配、融合处理、统一至相同尺度。

6.1.2三角网构建

5

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基于点云匹配成果构建三角网TIN模型，TIN中各个三角形面片组成的集合共同构成建模对象的

Mesh模型（白膜），获得建模对象模型几何体的三维信息。

6.1.3纹理映射

在完成三角网构建后，运用纹理映射技术对每个三角形面片选择最优映射纹理，生成附着纹理的实

景三维Mesh模型。

6.2实景三维Mesh模型编辑与优化

6.2.1总体要求

依据CH/T9016、测区情况及项目实际要求，划分建模区域及级别，明确建模精细程度，确定对应

级别实景三维Mesh模型编辑优化要求。

实景三维Mesh模型的编辑应符合以下规定：

a）对模型进行色彩、亮度和对比度的调整和匀色处理。匀色处理应缩小模型间的色调差异，使色

调均匀、反差适中、层次分明，保持地物色彩不失真，不应有匀色处理的痕迹；

b）对模型扭曲、拉花、变形、粘连、漏洞等问题及现象，应查找和分析原因，并进行处理；

c）对模型的编辑不应改变模型的数据组织结构。

6.2.2地形模型编辑

地形模型的编辑应符合以下规定：

a）不同等级的地形模型应按照不同等级的精度要求进行踏平、删除等编辑处理；

b）地形模型应与建筑要素模型、交通要素模型、植被要素模型及其他要素模型等底部无缝衔接；

c）地形模型编辑主要是对地表上下的悬浮物进行清除，对地表的破洞进行修补。

6.2.3建筑要素模型编辑

建筑要素模型的编辑应符合以下规定：

a）建筑要素模型的基底、外立面几何结构与建筑高度应准确，纹理拼接应过渡自然；

b）对于建筑物玻璃幕墙存在漏洞的区域，进行修补；

c）清除建筑物上方的细小悬浮物，对拉花变形的纹理进行重新映射修整，对空洞面积大于20%以

上的建筑进行修整，大型空洞修整完整。

6.2.4交通要素模型编辑

交通要素模型的编辑应符合以下规定：

a）凹凸不平路面，高低起伏超过4倍影像分辨率的，需进行踏平处理；

b）对交通指示牌存在漏洞的，需要进行修补；

c）对于悬浮的交通信号灯、公交站牌、隔离带等存在悬浮物的，需要进行删除；

d）路面上破损的车辆、行人等需进行处理，保证路面结构平整，纹理无变形拉花。

6.2.5植被要素模型编辑

植被要素模型的编辑应符合以下规定：

d）对于植被存在悬浮物的区域，进行修补；

b）植被有大型空洞影响观感的需要修整，确保形态主体结构完整，纹理不突兀。

6.2.6水系要素模型编辑

6

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水系要素模型的编辑应符合以下规定：

a）对水面存在漏洞的区域，进行修补；

b）水系要素修整分两类，非闭合水面修整和闭合水面修整。非闭合水面的修整指删除模型边缘破

碎非闭合水域结构，确保模型边缘干净整洁。闭合水面修整需要将水面补全，确保水面无破损空洞，纹

理自然。

6.2.7地上管线设施要素模型编辑

地上管线设施要素模型的编辑应符合以下规定：

a）对管线存在漏洞的区域，进行修补；

b）应真实表达地上管线设施在平面的走向和竖向的空间拓扑关系。

6.2.8场地模型编辑

场地模型的编辑应符合以下规定：

a）对于大型场地模型如篮球场，足球场等模型，需对场地上的凸起进行置平，对场地上的标线进

行修整，确保标线清晰无变形；

b）确保大型场地的四至范围完整、合理。

6.2.9其他要素模型编辑

其他要素模型的编辑应符合以下规定：

a）模型底部应与其附着面保持一致；

b）模型外形主要结构经表达清楚、准确和完整；

其他要素模型主要包括除地形、建筑、交通、水系、植被、场地及地上管线设施要素模型以外的要

素。

7实景三维单体模型生产

7.1数据准备

需收集准备实景三维（Mesh）模型数据、点云成果数据、空中三角测量成果、多视倾斜影像、外业

纹理补拍数据等，通过人机交互的方式在实景三维Mesh模型的基础上采集实景三维单体模型。

7.2几何数据采集

采集内容和要求如下：

a）实景三维单体模型建模单元划分、建模区域的级别划分、模型命名、采集方法，应按CH/T9016

执行；

b）实景三维Mesh模型应为通用数据格式，模型整体结构完整，纹理清晰、信息丰富、颜色真实、

反差适中。模型成果应与实际环境保持一致，各地理要素之间应无缝衔接，模型块与块之间应满足接边

要求；

c）无遮蔽的建筑要素模型、交通要素模型、场地模型、水系要素模型应主体结构完整，轮廓清晰；

d）对于电线杆、灯柱、塔吊、电线塔、树木等支架细小的地物或女儿墙、栏杆、单独站牌等边缘

地区像素少的地物，允许三维模型成果表达不完整；必要时进行按设计要求进行单体建模；

e）对于实景三维Mesh模型精度不能满足采集要求（地物遮蔽区、建筑物拐角、细小地物等）区域，

宜参照倾斜多视影像进行采集；

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f）模型几何数据采集后，需对采集的模型轮廓进行精度检查，模型成果精度应不低于相应的实景

三维Mesh模型精度。

7.3纹理映射

纹理映射内容和要求如下：

（1）轮廓采集完整后，基于多视倾斜影像采用纹理自动映射技术进行纹理贴图，对于模型纹理与

实景地物不符的区域需进行人工编辑处理；

（2）对于近地面建筑物底商等遮挡严重、模糊区域等采用外业拍照的方式获取纹理进行贴图；

（3）实景三维单体模型纹理处理要求应按CH/T9016执行。

8相关文件制作

相关文件主要包括元数据和技术总结等，其制作要求如下：

a）元数据按分区制作，具体要求可参考附录A；

b）技术总结的编写应符合CH/T1001的要求。

9质量检查与验收

城市实景三维建模成果质量检查应符合GB/T24356、CH/T9024以及其他相关标准的规定，遵循“两

级检查一级验收”的原则。

城市实景三维模型产品验收前需对产品质量实行过程检查和最终检查，过程检查由生产单位有资质

的检查人员承担，最终检查由生产单位的质量管理机构或委托相关具备资质的部门负责验收前检查。验

收工作由任务的甲方单位组织实施，或由甲方单位委托具有检验资格的检验机构验收。

成果质量检查内容包括但不限于以下内容：

a）实景三维模型的坐标系统、投影参数是否符合要求；

b）实景三维模型成果数据是否完整，是否存在错漏情况；

c）实景三维模型成果空间位置应具有拓扑一致性；

d）实景三维模型成果是否准确、合理，位置精度及表现精度是否符合CH/T9015的规定；

e）实景三维单体模型的纹理贴图是否准确、完整、协调，包括纹理的准确性、清晰度，以及纹理

与几何模型的一致性检查等；

f）实景三维模型建模单元接边的正确性、合理性检查；

g）数据组织的正确性、规范性检查，包括数据格式、模型及纹理命名等；

h）元数据及相关文件资料内容的正确性和完整性检查。

10成果整理与上交

成果以测区为单位按照以下内容逐项登记整理：

a）成果清单；

b）实景三维模型数据、坐标信息文件；

c）空中三角测量成果文件；

d）元数据；

e）成果接合表；

f）技术设计书；

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g）技术总结；

h）检查报告、验收报告；

i）其他相关资料。

上交数据文件的目录、文件组织和命名应按CH/T9012的规定执行。

9

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附录A

（资料性附录）

城市实景三维模型元数据内容和要求

城市实景三维模型元数据示例见表A.1

表A.1城市实景三维模型元数据示例

序

数据类型说明

号

1成果名称成果的名称

2建模分区名称建模分区的名称

3地名成果所在县级行政区划名称

4成果生产日期生产成果结束日期，精确到月

5成果生产单位名称生产成果的单位

6数据格式成果的数据存储格式

7数据量成果的数据量大小，单位为GB，取小数点后两位

8密级成果保密等级

9东方向偏移值模型在东方向的整体偏移距离，单位为米

10北方向偏移值模型在北方向上的整体偏移距离，单位为米

11高程偏移值模型在垂直方向上的偏移距离，单位为米

12椭球长半径成果所采用的地球椭球的长半径

13椭球扁率成果所采用的地球椭球的扁率

14所采用大地基准成果所采用的大地基准名称

15地图投影成果所采用的地图投影名称

16中央子午线成果所采用的地图投影中央子午线

17分带方式成果所采用的地图投影的分带方式

18投影带号成果所在区域对应的投影带号

19高程基准成果所采用的高程基准名称

20坐标单位成果使用的坐标单位，通常为度或米

21tile格网大小tile格网的大小，单位为米

22空中三角测量软件生产时使用的空中三角测量软件名称

23实景三维建模软件生产时使用的建模软件名称

24数据源类型数据源类型的名称

25影像航摄分区编码航摄分区的编码

26影像获取航摄仪名称航摄仪名称

27影像获取航摄仪传感器数量航摄仪个数

28影像分辨率特指下视影像分辨，单位为米

29影像航摄时间航摄的时间，精确到月

30影像数据质量评价影像数据质量评价

31点云数据航摄分区编码航摄分区的编码

32点云数据扫描系统型号点云数据扫描仪器型号

33点云密度点云平均密度，单位米

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表A.1城市实景三维模型元数据示例（续）

序

数据类型说明

号

34颜色RGB或无

35点云数据质量评价点云数据质量评价

36检查点个数检测点数量

37检查点平面中误差使用检测点检查出的点位平面中误差值，保留两位小数，单位米

38检查点平面最大误差使用检测点检查出的点位平面最大误差值，保留两位小数，单位米

39检查点高程中误差使用检测点检查出的点位高程中误差值，保留两位小数，单位米

40检查点高程最大误差使用检测点检查出的点位高程最大误差值，保留两位小数，单位米

41数据质量检验评价单位成果质量检查与验收的承担单位全称

42数据质量评价日期成果质量验收时间，精确到月

43数据质量总评价成果质量检查与验收结论

44分发介质

45分发格式

46分发单位联系电话

47分发单位传真电话

48分发单位通讯地址

49分发单位邮政编码

50分发单位名称

51分发单位电子邮箱地址

52分发单位网络地址

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参考文献

[1]GB/T13923基础地理信息要素分类与代码

[2]GB/T23236数字航空摄影测量空中三角测量规范

[3]GB/T39608基础地理信息数字成果元数据

[4]DB32/T4156-2001实景三维地理信息元数据

[5]DB3702/T0016.2-2022实景三维青岛建设技术规范第2部分：三维模型数据采集与处理

[6]T/CPUMT002-2022基于倾斜航空摄影的实景三维模型构建技术规范

[7]CH/T实景三维地理信息数据倾斜摄影测量技术规程

12

ICS07.040

CCSA76

黑龙江省地方标准

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城市实景三维建模技术规程

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

黑龙江省市场监督管理局发布

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城市实景三维建模技术规程

1范围

本文件规定了城市实景三维模型数据的基本要求及实景三维模型构建的主要技术流程，包括城市实

景三维模型的基本组件、模型类型、空间参考、时间参考、生产技术方法、技术基本要求、元数据、实

景三维Mesh模型构建及编辑优化、实景三维单体模型制作、检查验收和成果归档交付。

本文件适用于以倾斜摄影测量、机载激光雷达等技术进行城市实景三维模型构建、数字城市建设等

方面的应用，也可作为其它相关基础地理信息工作的参考。

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/T12979近景摄影测量规范

GB/T24356测绘成果质量检查与验收

GB/T39610倾斜数字航空摄影技术规程

CH/T1001测绘技术总结编写规定

CH/T1004测绘技术设计规定

CH/T3003低空数字航空摄影测量内业规范

CH/T3006数字航空摄影测量控制测量规范

CH/T3020实景三维地理信息数据激光雷达测量技术规程

CH/T9012基础地理信息数字成果数据组织及文件命名规则

CH/T9015三维地理信息模型数据产品规范

CH/T9016三维地理信息模型生产规范

CH/T9024三维地理信息模型数据产品质量检查与验收

CJJ/T157城市三维建模技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

城市三维模型threedimensionalcitymodel

城市地形地貌、地上地下人工建（构）筑物等的三维表达，反映对象的空间位置、几何形态、纹理

及属性等信息。

[来源：CJJ/T157-2010城市三维建模技术规范]

3.2

实景三维地理信息数据realscene3DGISdata

1

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基于影像匹配或激光扫描技术获取的反映地物三维信息的数据。

[来源：CH/T3020-2018，3.1]

3.3

实景三维Mesh模型3DrealsceneMeshmodel

利用点云、实景影像等数据源制作的可量测的、具备实景纹理信息的连续三角面片模型。

3.4

实景三维单体模型3Drealscenesinglemodel

利用点云、实景影像等数据源制作的可量测的、具备实景纹理信息的地物单体化三维模型。

3.5

点云pointcloud

以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。

[来源：CH/T8023-2011，3.3]

3.6

不规则三角网triangulatedirregularnetwork

不规则三角网的英文缩写为TIN，其定义为：根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网

络，倾斜自动化三维模型由连续的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的位置和

密度，能够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地表要素特点表示地物结构特征，简称三角网。

3.7

模型块modeltile

连续三角面片