DB50T 393-2011 城市三维建模技术规范　　

2011-03-10发布2011-06-01实施重庆市质量技术监督局发布I I 1 1 1 1 2 2 2 2 34.4元数据 3 4 4 4 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 8 9 9 9Ⅱ 9.3数据备份 附录A建筑属性数据表 附录B道路属性数据表 附录C附属设施属性数据表 附录D植被属性数据表 附录E文件命名范例 I本标准的附录A、B、C、D、E为规范性附录。本标准由重庆市勘测院提出。本标准由重庆市规划局归口。本标准由重庆市质量技术监督局解释。本标准主要起草单位：重庆市勘测院、重庆市地图编制中心、重庆数字城市科技有限公司本标准主要起草人：张远，向泽君，陈良超，陈翰新，谢征海，郑持辉，梁建国，陈华刚，胡开全，李响，王莉，王阳生，周智勇，王昌翰，蓝图，张燕，何德平，何兴富，唐相桢本标准为首次制定。1GB/T2260-2002中华人民共和国行政区划代码GB/T10114-2003县级以下行政区划代码编制规则DB50/T331-2009重庆市县级以下行政区划代码GB/T79291:5001:10001:2000地形图图式GB/T17941数字测绘产品GB/T19710地理信息元数据GB11714全国组织机构代码编制规则CJJ100-2004城市基础地理信息系统技术规范CJJ8-99城市测量规范重庆市主城区控规编码系统2007年版3.1.1城市建成区urbanbuilt-uparea3.1.2城市规划区urbanplanningarea3.1.3城市三维模型3Durbanmodel23.1.4三维建(构)筑模型3Dbuildingmodel三维建(构)筑模型主体，由几何数据、纹理(材质)数据和属性数据组成。经过正射纠正和统一匀光处理的用于表示物体色调、饱和度、亮度等特征的影像。3.1.6纹理分辨率textureresolution纹理表现细节程度的单位，通常用一个像素代表的实际长度来表示。Alpha通道是一个8位的灰度通道，该通道用256级灰度来记录图像中的透明度信息，定义透明、不DLG数字线化图DigitalLineGraphsDOM数字正射影像图DigitalOrthophotoMapDEM数字高程模型DigitalElevationModelGIS地理信息系统GeographicInformationSystemXML扩展标记语言ExtensibleMarkupLanguage4.1数据源4.1.1城市规划区的数字高程模型依据规划设计总平面图制作，地表纹理信息根据规划设计方案的景观设计从材质库中选取相应的图片。4.1.2城市建成区的数字高程模型采用1:500地形图，根据实地拍摄的照片制作纹理或从材质库中选取相似的纹理进行贴图。4.1.3其它区域的数字高程模型采用1:500、1:1000或1:2000地形图，地表纹理信息采用1:2000真彩色正射影像或高分辨率彩色卫星影像图片。4.1.4数字高程模型需要的特征要素从地形图上提取，特征要素包括高程点、等高线、房屋边线、水涯线、4.2空间参考系4.2.1坐标系统：按照区域划分分别采用重庆市独立坐标系，重庆市东南独立坐标系，重庆市东北独立坐标系。34.2.2高程系统：采用1956年黄海高程系。4.3.2城市三维模型的完整性应符合下列要求：冗余。1.城市三维模型数据的空间参考系应一致。3.城市三维模型数据的高度(Z)应与竣工测量的实际测量值保持一致，若该模型未作竣工测量，则4.城市三维模型数据各组成部分的相对位置应真实准确。4.3.5城市三维模型的时间精度应符合下列要求：2.元数据和要素属性中应包含时间标志。44.4.2元数据应符合现行国家标准《地理信息元数据》GB/T19710-2005的规定，并应包括下列内容：1.元数据实体集信息；2.标识信息；3.限制信息；4.数据质量信息；5.维护信息；6.空间表示信息；7.空间参考系信息；8.内容信息；9.分发信息；10.范围信息；11.应用和负责单位信息。5.1单元划分一般规定5.1.1应结合行政区划界限，方便三维建模项目管理实施。5.1.2应考虑自然地形、地物和水系为分界，考虑道路交通，宜以城市主干道为分界。5.2模型单元编码城市三维模型单元编码以三级12位阿拉伯数字和字符进行编码，依次是6位市辖区县编码、3位街道乡镇码、3位单元顺序码。市辖区码遵照《中华人民共和国行政区划代码》(GB/T2260-2002)的规则划分，由6位编码组成。街道(乡、镇)码遵照《县级以下行政区划代码编制规则》(GB/T10114-2003)的规则划分，由3位编码组成。单元顺序码，可以是按村(社区)为单位划分；也可以是规划管理单元划分，有控规覆盖的区域参照《重庆市主城区控规编码系统》的组团编码来划分，控规未覆盖区域，单元顺序编码以适宜管理要求，按从下到上、从左到右的顺序进行编码。模型单元编码结构如图1所示。图1模型单元划分结构55.3模型分类编码模型类型分为地形(floor)、建筑(building)、建筑底面(bottom)、交通路网(road)、植被(plant)、附属设市政设施应归到附属设施类型中。5.4文件命名一般规定1.唯一性，表达每个建构筑物的模型文件在空间和时间上均对应唯一编码。2.适用性，构成文件名称的编码结构应合理适用，既要考虑城市规划建设管理的需要，也要综合考虑其他不同行业应用的需求。3.系统性，在一个城市内，各成果的文件命名的代码类型与结构应基本统一、互相协调配套，形成一个完整的编码体系。4.稳定性，文件命名结构应综合考虑城市发展的各种因素，能在较长的时间里稳定有效，不发生重大变更。5.可扩展性，代码结构应能为代码留有适当的后备容量，以适应一定时期内不断扩充的需要。5.5模型文件命名模型单元编码模型单元编码模型所属类型编码+项目名(英文简称)+流水号模型文件名称由“单元编码+类型编码+项目简称+流水号”组成，编码中包含唯一的所属单元，单元pla、app和oth对应，项目名称按拼音首字母简称(如果是规划方案，按规划方案的项目名称简称),流水号按模型制作时间先后从01~99编写(参见附录E)。6.1模型数据采集与处理6.1.1现状模型数据采集应利用已有DLG、DEM、DOM等测绘资料及相关属性信息，还可通过实地拍照方式收集几何形态的细节特征；规划模型数据应利用规划设计资料相关数据。模型数据应采集城市三维建模所需的空间定位信息和几何形态信息。6.1.2模型数据采集处理应符合下列要求：61.选用测绘资料精度应满足建模精度要求。2.模型几何形态信息采集应通过基础测绘资料、影像、实地拍摄照片等手段，以准确表达对象几何形态特征为目的。3.采用通用文件格式。4.分块采集的模型数据应根据建模需要进行分区裁剪、分块合并和分块接边处理。6.2纹理数据采集与处理6.2.1纹理数据应采集城市三维模型所需的地表影像信息和地物顶面、立面影像信息。6.2.2现状模型的纹理数据采集应采取实地拍照方式。6.2.3对采集的纹理数据进行处理应符合下列要求：1.纹理影像应柔和自然，真实反映实际材质的图案、颜色、透明度等特征。2.应对影像进行正视处理。3.宜将处理后的纹理转换为通用的文件格式，如JPG、TIFF等。6.3属性数据采集与处理6.3.1属性数据应根据城市三维模型的应用需要，可利用已有的城市基础地理信息资料和其他统计资料，也可采取实地调查方式采集。宜包括：2.交通路网模型的名称、类别、权属单位等。3.附属设施等其它独立地物模型的名称、类别、权属单位等。7.1一般规定7.1.1临时建(构)筑物可以不用建模。7.1.2建(构)筑物表面突出达到1.5米时候应用模型来表现，在1.5米以下时可以用贴图来表现。7.1.3建(构)筑物明显拐点的平面坐标与所用矢量地形图或规划设计平面图坐标相差不得大于0.1米，高程相差不得大于0.5米。7.1.4所有模型应在统一的空间参考系下建立，模型数据应统一以“米”为计量单位；模型自身轴心点定7.2地形模型制作77.2.4地形模型的质量应符合下列要求：1.地形模型的几何精度应根据实际需求确定：重要区域地形模型应按照地形资料或设计资料进行7.2.5地形模型的建模方法应符合下列规定：1.采用DEM+DOM模式建立的地形模型宜由三维地形数据构建三角网或矩形模型并叠加DOM2.精细地形模型的建立应以1:500、1:1000或者1:2000等比例尺地形图、遥感影像数据和实地采集的影像数据为基础，运用专业的建模软件交互式建模。建模单元应以相对明显稳定的自然地形地物分1.屋顶的通道出口应用带门的贴图表示。5.楼梯间及电梯可用专门的贴图来表示。7.3.3建筑底面模型应依据地形图或规划设计资料进行制作。87.4.2路网模型建模要求：1.现状道路模型的平面位置及几何尺寸应与1:500、1:1000、1:2000等比例尺地形图相一致；规划道路模型的平面位置及几何尺寸应与规划设计资料相一致。3.道路上的各类交通标志线应与实地相一致。4.交通附属设施模型的位置及几何尺寸应与实际相一致。其它道路附属设施宜依据现实中的典型形式进行建模或纹理贴图表现，几何尺寸应符合相关设施的设计、制作规范，可重复使用。5.纹理应采用简单贴图，纹理贴图应反映路面材质及交通标线。7.5植被模型制作7.5.1植被模型应包括下列内容：1.在道路两旁成行栽植的行道树。2.在小区、绿地、公园种植的景观树木。3.在绿地种植的灌木、花草。4.其它植被。7.5.2植被模型建模要求：1.景观树的放置和搭配宜以实际为基础，在树种选择和色彩搭配上确保协调美观，树木的大小、高低、形态应与所在环境的尺度和空间层次相宜。2.行道树的放置间距应符合实际情况。3.植被模型树干底部应与其附着面相接。4.在选择树种的配置时，应不仅考虑建构筑物等的阴影部位，也要注意所配置数码阴影对周围环境中其他建筑物体的影响。7.5.3植被模型应采用下列建模方法：1.现状植被模型应根据外业采集调研情况和表现要求进行制作，应体现树种、树高、形态、分布、位置及色彩等信息。2.规划地块植被模型应依照规划设计资料进行制作。3.一般绿化树木模型宜采用十字交叉面片，用带Alpha通道贴图的方法进行制作。4.行道树树干的高度宜以实际测量为依据，设置一定的区间随机生成。5.景观树木、造型树木等特殊树木宜采用模型树木的方法，对树木整体要素均制作模型并赋予纹理度相一致。97.6附属设施模型制作7.6.1附属设施主要包含以下内容：1.城市照明设施(路灯、造型灯以及景观灯等)。4.城市娱乐休闲设施：包括户外健身设施、游戏娱乐设施等。5.城市雕塑：包括城市中各类装饰雕塑。6.拦水坝：包括城市中各类拦截河流或围挡水体的堤坝式构筑物。7.其它设施：上述各类设施未包含的附属设施。7.6.2附属设施制作要求：1.现状区域应严格按照测量数据进行模型制作，规划区域应按照规划设计成果进行模型制作。2.模型底部应与附着面相接；模型外形主要结构应表达清楚，准确并且完整；模型自身尺度、比例应准确。3.应控制模型面数，在不影响模型自身表现效果的前提下，可采用带Alpha通道的纹理表现模型细部结构。4.模型摆放应以实际情况为依据，合理设置摆放位置及间距。摆放时应考虑其与周边建模物体的相5.环境配置中应体现空间感、立体感、层次感。7.7其它模型制作上述没有包括的但需要在三维场景中表现的部分，如通信机站，高压线走廊，地下空间等，归到其它其它模型的制作可参照城市附属设置模型的制作要求执行。7.8纹理贴图制作7.8.1一般要求1.纹理图片应清晰整洁，不应有模型以外的物体存在。2.纹理图片尺寸大小合理，尺寸大小应为2的N3.纹理图片的色彩模式应使用RGB,纹理格式应用JPG及TGA(无Alpha通道的纹理图片应用JPG的图片格式，有Alpha通道的纹理图片应用TGA的图片格式)。4.整个场景的色调应风格统一，明暗适中。7.8.2地形纹理贴图1.现状区域地形纹理贴图应参照实地拍摄照片进行制作，规划区域地形纹理贴图应根据规划设计效果图进行制作。2.地形纹理贴图的尺寸宜控制在512×512的像素点范围内，较大片区的地形可采用重复贴图的方7.8.3建筑纹理贴图1.建筑的门面贴图的尺寸宜控制在256×256的像素点范围之内。2.十层以下的建筑贴图的尺寸宜控制在256×256的像素点范围之内。3.十层以上的高层建筑贴图的尺寸宜控制在512x512的像素点范围之内。4.建筑的造型(如女儿墙，屋顶通道等)贴图的尺寸宜控制在128×128的像素点范围之内。5.大片民宅楼区的贴图的尺寸宜控制在256×256的像素点范围之内。7.8.4植被及附属设施纹理贴图1.带Alpha通道的纹理贴图透明部分宜用近似物体色作背景，防止白色毛边出现(如绿色的树木可用绿色背景)。2.纹理贴图的尺寸宜控制在256×256像素点范围之内。7.9检查验收7.9.1检查验收内容应包括文件资料、模型数据、场景效果、属性数据四个部分进行，并应符合下列规定：1.文件资料检查验收应包括下列内容：1)提交成果的完整性。包括模型文件、纹理贴图及其它参考资料等。2)命名的规范性。包括文件夹、模型文件、纹理贴图的命名等。2.模型数据检查验收应包括下列内容：设施模型和其它模型等的错、漏情况。2)模型制作的准确性、合理性。主要包括模型数据的平面位置、高度、结构造型等几何精度检查。对应的一致性以及与实际情况的差异性检查等。4)各模型单元接边的正确性、合理性检查。5)模型的各节点命名的正确性。6)其他内容检查。3.场景效果检查验收应包括下列内容：理性，植被模型的类型的正确性、分布的合理性，附属设施模型的正确性及协调性等。2)场景整体色彩、光照效果应协调一致。4.属性数据检查验收应包括下列内容：1)属性数据的正确性。2)属性数据的完整性。3)属性数据的现势性。7.9.2接边检查修改当成片或整个项目的单个区块完成后，根据项目进展情况，需对地块进行接边检查与修改，宜由专人1.模型与路网接边是否符合要求。2.路口处理的合理性。3.区块之间的接边情况，包括模型接边以及贴图纹理是否合理。4.公路两边地物的协调性。8.1数据组织8.1.1城市三维模型数据的组织应考虑建模单元的范围大小、地形起伏、模型精度等因素，同时结合具体下列要求：1.应针对各类模型数据的特点设计合适的数据组织方法。2.宜采取多种方式相结合的数据组织方法，并能够适应后期扩展和修改的需要。3.同类型的数据之间应建立索引，不同类型的数据之间应建立关联。4.历史数据宜采用与现势数据相同的数据组织方法。8.1.2城市三维模型数据应采取分区、分类相结合的数据组织方法，分区方法应采取与城市三维模型建模单元划分相同的方法。8.1.3属性数据的组织应符合下列要求：1.属性数据宜采用关系数据库管理系统进行存储。对于三维模型数据和属性数据分别存放的管理模式，应建立严格的三维模型和属性一一对应的关系。2.属性数据应包括时间属性。对于地形模型，时间属性应包括地形数据采集的时间；对其他三维模型，时间属性应包括真实空间地物的建成时间(或发生变化的时间)、拆除时间等。8.1.4城市三维模型数据库中元数据的组织应符合下列要求：1.元数据应采用XML描述，并遵循地理信息元数据相关标准。2.应建立不同层次的元数据，体现城市三维模型分区、分类的粒度，不同层次的元数据间应建立关3.宜建立元数据与三维模型数据库的对应关系。8.2数据转换8.2.1城市三维模型数据转换的主要对象包括地形模型、建筑模型、建筑底面模型、交通路网模型、植被模型和其它模型数据，以及纹理数据。在三维模型数据转换的同时，应转换三维模型的属性数据。数据转换应按照表1规定确定。表1城市三维模型数据转换格式的数据类型数据类型文件类型纹理数据不带Alpha通道8.2.2城市三维模型数据的转换可采用下列方法：1.直接数据转换：把一个系统的数据进行格式转换，重写成另一系统所需的格式。2.公共数据转换：将一个系统的数据采用标准的或公共的数据格式进行数据转换，重写成标准或公共要求的格式。8.3数据集成8.3.1城市三维模型数据集成前必须进行一致性处理，并符合下列规定：1.城市三维模型应采用统一的数据格式进行存储，数据格式的升级应保持向下兼容。2.应保证所有模型的光照效果和烘焙贴图的阴影方向一致。3.数据格式的转换应完整保留三维模型的几何信息、纹理信息和贴图方法，不应出现数据损坏和信息丢失的现象。8.3.2数据集成应建立包括三维模型数据库、属性数据库、元数据库在内的城市三维空间数据库。1.三维模型数据库的数据内容应包括地形模型、建筑模型、交通路网模型、植被模型和其它模型数2.属性数据库的数据内容应包括各类城市三维模型的属性信息。3.元数据库的数据内容应包括对三维模型覆盖范围、质量、管理方式、数据的所有者、数据的提供方式等有关的信息和其他有关特征的信息，应符合本规范4.4节的要求。8.4数据管理8.4.1城市三维模型数据的管理应包括原始模型数据的管理和集成模型数据的管理。8.4.2对于原始模型数据，应完整保存模型的几何数据、纹理数据以及纹理库和模型库。8.4.3城市三维模型数据可采用文件系统管理方法，宜通过目录层级反映模型分层、分区和分类的信息。8.4.4应建立数据安全与保密管理制度，并定期对系统数据进行备份，防止系统数据的非法生成、变更、8.4.5数据管理系统应具备日志功能，记录系统运行情况，用户登录信息、用户访问的数据内容和提交的功能请求、用户离开时间等信息。8.4.6数据管理宜指定专人进行，定期对数据使用进行监测和备份，并定期创建历史数据库。9.1数据更新一般要求9.1.1应及时收集变化的数据，对城市三维模型数据进行持续更新和维护。数据更新应同时更新模型数据、属性数据和元数据等，并对更新前的历史数据进行妥善的管理。9.1.2更新模型数据时，应删除发生变化的模型数据，并插入更新的模型数据，更新数据应与周边模型无缝拼接。9.1.3应根据城市实际情况及使用需求，制定合理的数据更新机制，以保证模型数据更新的及时性。9.1.4数据更新过程中应保持模型数据、属性数据和元数据的一致性。9.2数据更新技术方法9.2.1根据城市模型数据的要素变化程度和需求，可采取要素更新、区域更新或全局更新方式。9.2.2城市模型数据更新应利用多种数据源及各种技术手段进行更新。9.2.3当采用要素更新时，应保证更新后的新数据与周边数据的拓扑关系正确；当采用区域更新时，应保证更新后的新数据与周边数据的接边融合无缝准确。9.2.4对于属性数据和元数据更新，可依据变化随时修改、删除或添加变化的数据项，更新属性数据库和元数据库。9.3数据备份9.3.1数据备份内容应包括模型成果、系统集成成果、属性数据、原数据以及重要的基础数据成果等。9.3.2数据备份的方式应包括全备份、增量备份和差备份，备份的地点宜包括本地备份和异地备份。条件允许的情况下，将系统设置为双机容错模式，实现双机热备份。9.3.3数据备份应符合下列规定：1.由数据管理员负责建立数据备份系统，防止系统、数据的丢失。由专人负责数据备份工作，并认真填写备份日志。2.一旦发生数据丢失或数据破坏等情况，必须由管理员进行备份数据的恢复，以免造成不必要的麻烦或更大的损失。3.数据备份的主要内容为：城市三维模型数据、元数据和属性数据。4.备份具体工作为将以上信息存储于磁介质及光盘上。5.数据备份应用全备份、差分备份和增量备份相结合的方式，每半年进行一次全备份，每月进行一次差分备份，每周进行一次增量备份。同时，应保存对数据进行更新的各种记录。6.数据备份由网络系统管理员负责实施。并记录下备份的