数字廉江地理空间框架
三维景观数据专业技术设计书

测绘专业任务承担单位（盖章）： 设计负责人：
审核意见： 主要设计人：
审核人：
年 月 日 年 月 日

批准单位或部门（盖章）：
审批意见：
审批人：
年 月 日
目 录
一、项目概况 1
1.1任务来源与目的 1
1.2 测区自然地理概况 1
1.3 任务内容及任务量 21
1.3.1 任务内容 21
1.3.2 具体任务量 21
二、已有资料情况和利用情况分析 41
2.2已有测绘资料 41
2.2.1 正射影像(DOM)资料 41
2.2.2 原始航摄影像 41
2.2.3 数字高程模型(DEM)资料 41
2.2.4 空三成果 41
2.2.5 1:500地形图数据 41
2.3 已有数据利用情况分析 51
三、作业技术依据 51
四、成果规格和主要技术指标 61
4.1数学基础 61
4.2精度指标 61
五、平台及建模格式要求 、主要使用软件 61
六、设计方案 71
6.1 项目技术路线 71
6.2工作流程 71
6.3数据采集制作及作业要求 81
6.3.1建模单元的划分及编码 91
6.3.2 三维模型矢量采集 101
6.3.2.1数据资料收集核查、分析 101
6.3.2.2三维矢量立体采集标准及精度要求 101
6.3.3外业纹理数据采集规范 101
6.3.4 DEM修饰 101
6.3.5真正射影像制作 101
6.3.5.1 TDOM仿真正射影像制作要求 101
6.3.6自动生成简单白模 101
6.3.6.1模型精化及要求 101
6.3.7 模型纹理制作要求 101
公共纹理需要重新检查处理，纹理尺寸不宜太大。 101
6.3.8 烘培制作要求 101
七、数据质量和效果要求 101
7.1 总体质量要求 101
7.2 整体效果要求 101
八、数据管理、组织与集成设计 101
8.1数据管理 101
8.2数据组织 101
8.3 数据集成设计 101
8.2.1运行环境 101
8.3三维模型数据整合 101
九、质量控制 101
9.1质量控制方法 101
9.1.1 生产培训 101
9.1.2 加强过程检查 101
9.1.3 数据检查内容 101
9.1.4 专职检查人员 101
9.2 成果质量要求 101
十、成果提交 101
10.1数据成果 101

一、项目概况
1.1任务来源与目的
地理空间框架是空间信息基础设施的重要组成部分，是经济社会信息化发展的基础平台。“十一五”期间，为全面推进数字中国地理空间框架建设，形成信息化测绘技术体系，国家测绘地理信息局立项开展数字城市地理空间框架建设试点项目。项目根据城市建设和管理的实际需求，在全国范围内选择若干具备条件的城市，构建城市地理信息公共服务平台，开展数据采集、整合、建库和应用系统开发等工作，以促进地理信息资源的充分利用，使之能够直接服务于国民经济建设的主战场。
三维景观数据是以影像数据、数字高程模型数据为背景，以三维模型为主要数据载体，直观还原三维现实空间，以满足现今城市可视化管理需要，为城市规划、管理、建设等政府部门相关工作提供地理信息数据支撑。为指导作业生产，规范要求，保质保量完成数字廉江三维模型数据生产，特编写本技术设计书。
1.2 测区自然地理概况
廉江市位于广东省西南部，雷州半岛北端，是广东省湛江市（图2.1-1所示）下辖的一个县级市，于1994年撤县设市，全市总面积2860平方公里，总人口160多万，是湛江市辖人口最多、面积较大、经济最发达的县级市，现辖18个镇，3个街道办事处和1个省级经济开发试验区。廉江是传统农业大县和工业强县，盛产水果，号称百果之乡；是广东40个产粮大县中表现较突出的县级市；是粤西唯一一个全国生猪调出大县；工业类别齐全，尤以电饭煲产业表现突出，其电饭煲产量占全国3成以上，是中国电饭煲之乡。曾获得“全国卫生城市”、“全国农业生态示范市”、“全国科普示范市”、“广东省县域经济创新范例县市”、“中国现代生活电器创新制造基地”、“广东省旅游强市”、“广东省双拥模范城市”等荣誉称号。
廉江市地理位置优越（图2.1-1所示） ，。道路基础建设好，交通发达，已形成公路、铁路、海运、空运门类齐全和相互配套的交通体系。凭借地处两广交界的区位优势和四通八达的公路交通网络，紧抓项目投产机遇，主动承接上下游产业，融入北部湾经济圈，扩大与东盟的合作，全力打造环北部湾新兴工业城市，实现经济社会发展的大跨越。当前，廉江正奋力当好湛江县域经济发展排头兵，在湛江县域经济发展的舞台上将发挥越来越重要的龙头带动作用。

图2.1-11-1 廉江市交通总体规划图
1.3 任务内容及任务量
1.3.1 任务内容
（1）三维模型制作
利用向广东省国土资源厅申请的覆盖中心城区1：2000DOM数据，结合向省厅申请的网格间距2.5米 的DEM数据，制作全区范围的三维大场景数据，用于三维平台的场景发布。
（2）建模区高程模型（DEM）修饰
DOM仿真正射影像修饰：消除主城区高层建筑密集区域建筑物影像投影差。
DEM修饰：对比DEM和DOM，对因地形起伏造成两者严重不符的区域进行DEM修饰，涉及范围为建筑物建模区域以及道路建模区域。
1.3.2 具体任务量
（1）建筑物建模
以向广东省国土资源厅申请的覆盖廉江重点区域的1：2000航测影像资料（包括空三）、1:500地形图为数据基础，对全市重点区域2平方公里建成区（图1-2所示）内建筑物、道路，进行三维模型制作。按数据建设需要及区域重要性，将作业区域的三维建筑物按国家、省、市、及廉江本地区划分为二个级别，具体划分如下：
I级模型：政治、经济、文体、旅游等方面的地标（标志）性中心区，中心商务区，以及特定区域（本项目包括市属单位主体建筑、主要商业建筑、城市主要休闲场所主体建筑，标志性公益建筑（医院、学校、图书馆）。
III级模型：除I级以外三维普通住宅以及特定区域。包括城区非中心区域普通建筑、支干道临街建筑、社区、城市企业建筑等，以及城市城中村、棚户区、工厂厂房区域，该区域内建筑模型重点表现现状建筑面貌。
（2）道路建模
道路建模主要包含全区主干道路建模，包含桥梁、收费站、公交站、城市自行车借还点及附属的路灯、交通灯、交通指示牌、景观树等。

图1.2.2-11-2 三维生产范围
二、已有资料情况和利用情况分析
2.2已有测绘资料
2.2.1 正射影像(DOM)资料
向省国土资源厅申请的覆盖重点区域的2013年1:2000彩色数字正射影像图。
2.2.2 原始航摄影像
向省国土资源厅申请的覆盖重点区域的0.2米分辨率原始航片。
2.2.3 数字高程模型(DEM)资料
基于2013年0.2米分辨率航片生产的2米网格 DEM 数据。
2.2.4 空三成果
正射影像数据生产中制作的空三成果。
2.2.5 1:500地形图数据
2013年覆盖廉江中心城区的1:500数字线划图数据。
2.3 已有数据利用情况分析
（1）2013年1:2000数字正射影像图，tif格式分幅图，采样分辨率为0.2米，可用于项目前期的工作策划，工作安排及项目实施区域的工作难度类别的分类以及内外业建模单元的划分,建模区场景影像和DEM修饰的参考及全区三维大场景制作。。
（2）0.2米分辨率原始航片，可用于模型数据的采集、模型顶部纹理的提取和建模区场景影像修饰。
（3）基于2013年0.2米分辨率航片生产的2米网格DEM 数据，为建模区DEM修饰的基础资料和模型底部的裁切使用。
（4）正射影像数据生产中制作的空三成果，恢复立体相对后可用于建筑物模型的采集和场景影像、DEM修饰的基础资料使用。
（5）2013年覆盖廉江中心城区的1:500数字线划图数据，DWG格式,可作为立体采集的参考，用于模型数据基底面的参考及建模平面精度的检核使用。
三、作业技术依据
 《1：500 1：1000 1：2000地形图航空摄影测量内业规范》（GB/T7930-2008）
 《国家基本比例尺地图图式 第1部：1：500 1：1000 1：2000地形图图式》（GB/T 20247.1-2007）
 《中华人民共和国行政区划代码》国家标准(GB/T2260)
 《基础地理信息要素分类与代码 》(GB/T 13923-2006)
 《三维地理信息模型生产规范》（CH/T9016-2012）（国家测绘地理信息局）（如与住建部相关规范冲突，以本规范为准）；
 《三维地理信息模型数据产品规范》（CH/T9014-2012）（国家测绘地理信息局）（如与住建部相关规范冲突，以本规范为准）；
 《三维地理信息模型数据库规范》（CH/T 9017-2012）（国家测绘地理信息局）（如与住建部相关规范冲突，以本规范为准）；
 《城市三维建模技术规范》（CJJ\T147-2010）（住建部）；
 《数字测绘成果质量检查与验收》（GB/T 18316-2008）
 《数字城市地理空间信息公共平台地名/地址分类、描述及编码规则》（GH/Z 9002-2007）；
 《地理空间数据交换格式》（GB/T 17798-2007）
 《测绘成果质量检查与验收》（GB T24346-2009）
 本技术设计书
四、成果规格和主要技术指标
4.1数学基础

  1. 平面坐标系统：采用1980西安坐标系，中央子午线为111°，3°分带，高斯克吕格投影。
  2. 高程系统：采用19841985国家高程基准。
    4.2精度指标
    场景影像制作：
     影像与模型套合的平面误差应不超过1.4米；
     与原影像成果数据的图幅接边、变形以及色调自然过渡。
    DEM修饰：
     与影像反映的地形起伏基本一致；
     DEM数据符合三维场景表达需要，不存在因DEM导致的明显影像扭曲。
    三维模型制作：
     三维模型采集的平面精度为1.4米，高程精度为2.0米。
    五、平台及建模格式要求 、主要使用软件
  3. 三维平台：AnGEO Uniscope
  4. 模型数据通用性：模型数据能适用于国内外主流三维平台。
  5. 模型格式要求：.max + .3ds/.X，以及单位模型中心定位点坐标文件.shp/excel。
  6. 主要使用软件：Virtuozo3.6/3.7，3Dsmax9,Photosop
    六、设计方案
    6.1 项目技术路线

图6.1-16-1项目基本流程图
6.2工作流程
现今主流三维模型生产的技术有两类，一类是通过低空倾斜摄影加激光（或雷达）自动生成点云构建三维模型，另一类是通过高精度航拍的立体像对进行建模，并实地拍照进行纹理采集，最后利用三维建模软件烘培合成。考虑到廉江已有航拍数据和1：500地形图数据，为节省成本，本项目采用第二类方式。主要工作流程如下如图6-2：

图6.2-12工作流程图
6.3数据采集制作及作业要求
三维模型矢量采集主要工作内容包括数据资料的收集整理、分析，立体像对构建、立体采集、三维模型构建以及三维模型编辑等工作。主要技术流程如下图4.4 -16-3所示：。

图6.3 -16-3 主要技术流程图
6.3.1建模单元的划分及编码
6.3.1.1划分原则

  1. 应以相对稳定和完整的自然地形地物为界，尽量保持边界的稳定性和地理要素几何上不被切割。
  2. 应与管理单元、行政区划界线统筹考虑。
  3. 应考虑建模单元历史、景观、生态等控制要素的相对完整。
  4. 建模单元应具有空间铺盖特征，既完整覆盖建模区域，又无交叉。
    6.3.1.2 建模单元的编码原则
  5. 三维模型建模单元宜按管理单元、建模单元二级进行划分。其中，管理单元可以是街道（乡、镇）等行政区域范围，也可以是规划管理的分区；建模单元宜以道路围合区域（如街坊）为单位。

6.3.2 三维模型矢量采集
6.3.2.1数据资料收集核查、分析
数据资料的收集核查、分析工作主要是收集用于采集三维模型矢量数据的数据成果，包括建模区航空影像数据、空三加密成果、1:500、1:2000数字地形图数据、数字高程模型数据。这些数据，该部分数据为后续的矢量立体采集提供数据保障。
6.3.2.2三维矢量立体采集标准及精度要求
三维矢量立体采集主要是利用已有航空摄影数据，采用摄影测量方法对建筑物进行立体测量，采集各地物的外部轮廓形状，以及各建筑物顶部附属建筑物的结构。
（1）三维质量采集标准
 基于1：2000比例尺数据采集的三维模型平面精度为1.4米，高程精度为2.0米；。
 郊区：房上房，高＞2.4米;面积＞4平米。
 郊区：基本房，高＞2.4米;面积＞4平米。
 城区：房上房，高＞2.4米;面积＞2平米。
 城区：基本房，高＞2.4米;面积＞2平米。
 所有建筑匀以女儿墙高度为准。
 应准确表达建筑物的几何特征；。
 因影像投影差造成不能完全区分整体房屋时，应选择多个立体模型分辨其实际位置采集；
 采集房屋时如遇到树木等遮挡时应采集出房屋的大致位置，房角一般为直角；
 当房屋顶部是由多个不同高程的面组成时，应将每个面按其实际位置和高程逐面区分；
 斜面房屋采集方法应根据斜面的高低进行采集；
 工地上零散搭建的临时房屋不需要采集，如有大片规整的临时房屋时根据实地情况及实用性进行取舍；
 采集的房屋为圆形或弧形建筑物时，必须用多个节点采集出建筑物的最大范围，不应使用三点画圆或弧的方法采集房屋；
 暂拆房屋和已拆房屋省略采集，确保数据与实地相符；
 需要特殊建模的模型（如体育馆、广场等），可根建筑物实际情况来取舍其高程，采集时需将特殊模型与一般模型进行区分；
 模型采集应确保采集数据真实性、准确性。
（2）等级模型表现采集精度
I级精细建筑物框架模型
主要是指一些国家重要的政治、经济、文化、体育，大型公建和知名历史意义的重点建筑 (比如：省市政府办公大楼，大型体育场馆、大剧院、会展中心、规划馆博物馆、展览馆、机场、五星级以上宾馆酒店、具有城市代表性建筑、30层(根据不同地区有所不同)以上的公建、重要古建、小场景模型)，主道路两边临街第一排建筑以及国家政府机关办公楼（行业主管单位），重点大学主体建筑楼、省级及以上医院主体建筑楼、企业主体建筑楼，火车站，三星级以上宾馆、酒店、写字楼，中小型体育场馆，商业服务建筑群，重要步行街，知名历史文保古建、金融邮电、16－29层或高度超过40米(根据不同地区有所不同)的小区住宅、中高级的大型公建、具有地标性的高档住宅。
其表现精度要求
a. 0 .3米以上凹凸结构特征需要采集。
b. 古建房顶适当提高分段数表现其弧度、屋檐、挑檐等拓扑结构在0.3米以上需要采集、房顶及正门口的附属物长宽在0.3米0.3米以上需要采集。
c. 突出门厅、进出口大门、建筑重要面楼梯、接地大型台阶需要采集。
d. 建筑重要面的装饰柱（墙线）凹凸在0.3米需要采集。
e. 房屋墩、柱：直径大于0.3米，且高度大于1米需要采集。
f. 0.3米屋檐需要采集（特别是斜面屋檐）。
g. 烟囱：直径大于1米，且高度大于2米需要采集。
h. 屋顶发射塔需采集底座以及最高点比例关系。
i. 大型雕塑采集其长宽高比进行定位。
j. 围墙与栅栏需要采集并保持其完整性，并与建筑接边合理。
k. 政府机关单位门口的独立的大型旗台需要采集。
l. 屋顶装饰物：投影面大于4平方米，或者最长的一边大于2米的几何造型必须建模表现。
Ⅲ一般建筑物框架模型
a. 除I级以外三维普通住宅以及特定区域。包括城区非中心区域普通建筑、支干道临街建筑、社区、城市企业建筑等，以及城市城中村、棚户区、工厂厂房区域，该区域内建筑模型重点表现现状建筑面貌。
b. 对于乱搭乱建的的建筑物在保持原有外观的情况下高度差小于1米的以及水平方向拐折小于1米的视情况可以适当综合.对于独立的主体建筑应满足上述精度指标。
（3）数据格式
矢量模型数据采集的格式为.xyz。
（4）矢量编辑检查
 拓扑关系处理；
 模型三角面处理；
 斜面处理。
6.3.3外业纹理数据采集规范
三维数据包含不同细节层次的三维模型及模型纹理数据，数据采集必须遵循外业采集规范。外业采集工作流程如下如图6-4所示：

图6.3.3-16-4 不同细节外业拍照作业流程图
（1）采集原则
 应选择光线较为柔和的均匀的天气，按正视角度进行拍摄，避免逆光拍摄。
 应拍摄建筑物所有部位的表面影像，有重复单元的的表面，宜拍摄局部；。
 无重复单元的表面，应拍摄完整表面，对结构复杂或无法正视拍摄的表面，应进行多角度拍摄,并利用图像处理软件进行纠正和拼接处理；。
 拍摄时相机视角与拍摄面之间的夹角一般不能大于40度；。
 对于同一建筑用一张照片无法拍摄完全的，不能表现建筑的高、低、长、短 的，照片之间需要有重叠部分进行首尾相连，以便表现出建筑的风格,如图6.3.3-2；6-5所示：

图6.3.3-2 图6-5 纹理采集示意图
 拍摄时应使相机镜头与建筑实体之间尽量避免出现其他非建筑物表面影像的纹理要素；。
 在建、已拆、暂拆和临时建筑不需拍摄纹理，只需标明范围；。
 应根据不同细节层次的模型以及相应的精度及表现要求，确定拍照需要表现的细节；。
 应拍摄有代表性的表面影像用于制作通用纹理或示意纹理；。
 纹理照片采集应以满足建模要求为首要条件。
 建筑物自行编号，每个编号的照片存放在以该编号命名的文件夹内；。
 树或其它障碍物遮挡的门面牌、广告牌要求近距离拍摄，尽量减少障碍物的遮挡（可拍摄多张）。
（2）采集设备
用于纹理照片采集的常用设备为数据码相机，最低配置要求如下：
 光学变焦：3倍
 有效相效：300万像素以上
 存储卡：最低412M
 感光器件：CCD
感光器件尺寸：1/2.4英寸
（3）采集时间
拍摄时间的选取原则是，尽可能避开强光引起的照片曝光或天气昏暗引起补光不足时间段，一般情况下，比较适合采集的时间段在9：00-12：00；14：00-17：30
（4）数据格式
纹理文件格式统一采用相机默认格式JPG。
（5）透视角度
透视角度要合理，在无法达到理想角度情况下也可以有选择地带有角度地拍摄。保证单个建筑物的各视面的完整性。局部特征要清晰，拍摄的各视面全景与镜头的角度以水平角度44度以内，特征以垂直角度±24度。

图 6.3.3-36-6 水平图 图 6.3.3-4 6-7 垂直图
（6）采集记录
每一栋建筑物要有对应的拍照记录，具体的记录方式按照设计要求做出数据标记。标记要清晰、分区清楚详细。如：新建、拆迁、或特殊结构的楼体等要认真标注，以便今后更新该区域数据模型。
（7）数据整理
按采集地块编号为单位建立文件夹，将相应编号的照片整理好并存放，该过程包含数据自检。
（8）文件存储
成果提交文件夹组织严格遵守统一要求，统一管理提交。具体如下图示图6-8所示：

图 7.3.4 – 146-8 文件存储架构图
说明：

  1. MODEL为存放模型文件的总目录，可用项目名称字母首字母缩写表示，如廉江三维LJSW。
  2. MODEL下XX目录，为采集镇区编号文件夹。
  3. 采集镇区编号文件夹下面存放按采集地块编号模型源文件、贴图纹理文件。
    （9）数据质检
    包含实地数据抽检与数据质检。如发现数据存在问题，应返回采集员重新实地采集。
    6.3.4 DEM修饰
    对原有DEM进行重采样，使用全数字摄影测量系统利用空三成果和原始航片生成立体模型。采取人工采集地形特征线的方式，对水域、道路等特殊地形的地形待征点以及特征线（包括面状水域水涯线等）进行立体三维数据采集。同时，在修饰区域内按规定的格网间距对每个格网DEM进行分块立体修改，使所有格网点切准地面。通过正、反立体物方四体漫游，直接察看DEM立体格网点是否紧帖影像立体模型上，针对单个格网点高程进行精确调整。
    6.3.5真正射影像制作
    利用全数字摄影测量系统，在立体环境下采集建筑物几何特征（房顶信息及房屋边线）和桥梁，利用采集的矢量数据和空三成果生产DSM，对影像进行精纠正，消除DTM 正射纠正过程中无法解决的建筑物等人造地物投影差。投影差较大的区域利用航向、旁向重叠部分的影像进行人工处理，消除建筑物投影差。
    6.3.5.1 TDOM仿真正射影像制作要求
  4. 范围内建筑物等人造地物投影差基本消除；
  5. 纠正后影像与模型套合的平面误差应不超过1.4米。
    影像成果数据不存在图幅接边、变形以及色调等方面的问题，符合正射影像成果数据要求；
    6.3.6自动生成简单白模
    使用专门的三维专业软件，以采集的矢量线数据为基础，按要求对原始影像进行色调处理，达到合格色调。结合原始影像和DEM数据，进行影像与基础模型的同名点匹配。达到合格精度后，软件自动提取建筑物顶部纹理，快速有效的提取三维模型，实现三维模型底部与地形无缝结合。同时，将提取的模型转换为3dmax软件格式。
    6.3.6.1模型精化及要求
    精细三维白模成果的制作主要是利用三维矢量构建的三维初级白模数据，结合已有1:500比例尺的地形图数据，对三维初级白模数据进行编辑优化，去除多余的点、线、面等冗余数据，同时根据1:500地形图数据控制三维模型的平面精度与建筑物的主题结构特征，进一步对三维模型数据进行优化处理，编辑模型外轮廓与1:500地形图一致，提高三维模型的平面精度，从而形成高精度、精细的三维成果。并利用外业采集照片，从外业采集照片提取纹理贴图，将纹理贴图中的阴影反射、人、树影、杂物等尽量去除处理干净，统一纹理贴图的色调、对比度、加强层次感。在3dmax软件中，对建筑侧面进行纹理贴图对照照片在3dmax中按照各模型级别
    对模型精细化。
    （1）模型制作要求
    按项目要求对廉江区的三维模型制作进行划分，对应不同的模型表现内容及表现形式。
    ① 模型表现内容
    依据《基础地理信息要素分类与代码》（GB/T 13923—2006），三维模型分为建筑要素模型、交通要素模型、水系要素模型、植被要素模型、场地模型以及其他要素模型，此次廉江主要制作建筑要素模型、交通要素模型，主要制作内容如下：
     建筑要素模型：建筑物、建筑物屋顶、建筑物附属设施（建筑物立面突出物、台阶、柱、室外扶梯、门廊、房屋墩、烟囱、水箱、天窗、屋檐、屋顶装饰、避雷针等）。
     交通要素模型：道路(城际公路、城市道路和乡村道路等)、地面轨道交通（铁路、轻轨等）、桥梁（高架桥、车行桥和人行桥等）、交通设施（收费站、公交车站、城市自行车借还点、路牌、交通指示牌等），道路附属设施（路灯、环岛、植被隔离带等）。
    ② 模型表现方式
    三维模型按表现的精细程度分为三种方式：细节建模表现、主体建模表现和符号表现。
     细节建模表现：对地理要素主体结构、细部结构进行节能关系几何建模表现，外立面纹理采用能精确反应物体色调、饱和度、明暗度等特征的影像。
     主体建模表现：仅对地理要素的基本轮廓和外结构进行几何建模表现，植被、栅栏栏杆等模型仅用单面片、十字面片或多面片的方式表示，外立面采用能基本反映地物色调、细节特征结构的影像。
     符号表示：用三维模型符号库中预先制作的符号来表现地理要素，该模型符号仅有位置、姿态、尺寸和长宽高，比例可以改变。
    表 6.4.1.7 - 16-1 建模物几何表现标准
    种类 Ⅰ级 Ⅲ级
    仿真度 顶部 95% 85%
    立面 90% 75%
    屋顶 建模表现 建模表现
    封闭阳台 建模表现 建模表现
    女儿墙 建模表现 影像纹理
    开放阳台 建模表现 贴图表现
    屋顶重要装饰 建模表现 影像纹理
    下穿结构 建模表现 贴图表现
    门廊 建模表现 贴图表现
    屋檐 >0.3m
    建模表现 贴图表现
    吻兽 透贴表现 不表现
    雀替 透贴表现 不表现
    檐廊 建模表现 贴图表现
    大型台阶 建模表现 主体建模
    普通台阶 建模表现 不表现
    室外楼梯 建模表现 贴图表现
    支柱（墩） 建模表现 贴图表现
    立面突出物或
    重要装饰 ＞0.3m
    建模表现 ＞1m
    建模表现
    悬空通廊 建模表现 贴图表现
    天窗老虎窗 建模表现 影像纹理
    水箱 建模表现 影像纹理
    发射塔 建模表现 建模表现
    单位碑铭 建模表现 适当表现
    门口装饰物 建模表现 不表现
    烟囱 建模表现 不表现
    旗杆 建模表现 不表现
    一般出入口 建模表现 贴图表现
    地下出入口 建模表现 不表现
    城墙 建模表现 不表现
    围墙 建模表现 适当表现
    栅栏栏杆 透贴表现 不表现
    备注：1）长久存在围墙在三级建模中适当考虑简单建模或符号表现。
    ③模型级别划分
     I级模型
    I级模型包含建筑要素模型、交通要素模型。
    I级建筑要素模型制作应符合以下规定：
     真实反映建筑物体的外观细节。在沿建模物体漫游时，能清晰观察到建模物体的每一个细节，模型观感与原物体保持一致。
     反映建筑立面长、宽、高等任意维度变化大于0.4米 的细节，侧面上的阳台、窗、广告牌及各类附属设备应清晰表现，侧面轮廓线应反映侧面上的变化细节。
     反映屋顶结构形式、附属设施等细节。
     屋顶、楼体、大型台阶、悬空通廊、超过0.4 米以上屋檐、古建挑檐、女儿墙、开放式阳台、出入口和窗口的凸凹结构和下穿结构、高于4米的建筑物天线等细节模型表现，旗杆、天窗、烟囱、门口装饰物主体建模表现。
     模型使用的纹理材料应与建筑外观保持一致，反映出与实际相符的图像、颜色、透明度等，区别出砖、木头、玻璃等不同质地。
     所有底商（底部商铺）牌匾的结构突出小于0.3米可用贴图阴影表现出突起的关系。灯箱和广告上面的文字需要清晰表现，如果照片文字拍摄不清晰的需要人工处理贴图。
     建筑立面贴图质感要求与建筑外观保持一致，对于建筑底商要求贴图清晰、现状广告牌要制作清晰，对于知名的品牌店铺要完全按照现状照片制作。
    I级交通要素模型制作应符合以下规定：
     应准确反映交通设施及附属设施的结构特征，任一维度变化超过1m的结构特征均应进行三维几何建模；
     基底轮廓应与地形图或设计图一致，弧线路线可作圆滑处理，模型高度可进行现场测量或通过现场照片判读；
     高架桥、立交桥、车行桥、人行桥、隧道、地面轨道交通、路灯等细节建模表现，其他主体建模表现；其中，道路附属设施宜依据现实情况的典型示例制作，几何尺寸参考设计资料或现场照片；
     道路上的各类交通标识与实际情况一致，包括各类交通标志、标线和信号灯等；
     纹理应细节清晰，准确反映建模物体材质特征，不同材质或铺装形式之间的差别与分隔应清晰反映；道路的铺装方式和材质特点可依据地区现状主要道路特征确定，人行道的铺装图案材质及颜色宜实地采集；
     模型的基底应与所处地形位置处于同一水平面上，与地形起伏相吻合。
     III级模型
    III级模型区域内建筑为城市的重要组成部分，模型重点表现实际建筑面貌以及建筑附属商业、社会信息。
    III级模型制作应符合以下规定：
    A. 以 采集照片为素材，主要是采用贴图反映出建筑立面的特征结构，要求建筑主色调与照片一致；
    B. 屋檐、开放式阳台、出入口、窗口、大型台阶、室外楼梯等的凸凹结构与下穿结构等细节可用贴图表现的用贴图表现，无法单独用贴图表现的可采用主体建模与照片贴图相结合表现；
    C. 临街建筑：沿街面所表现地物以外的其他遮挡物可适当处理，保证色调一致，整体元素合理美观；背面纹理可合理沿用正面纹理；对于店铺要完全按照现状照片制作。灯箱广告应建模表现。建筑内部广告少量建模表现，其他贴图表现。墙体广告适量贴图表现。
    D. 街块内建筑：采用现状照片合理平铺，类似建筑可共用贴图。灯箱广告、建筑内部按重要性和知名度区分，部分表现。墙体广告少量贴图表现。
     道路模型
    道路建模包含桥梁、收费站、公交车站、城市自行车借还点、路灯、交通指示灯、交通标志、行道树。
    道路模型制作应符合以下规定：
     应准确反映交通设施及附属设施的结构特征，任一维度变化超过1m的结构特征均应进行三维几何建模，模型高度可进行现场测量或通过现场照片判读。
     纹理应细节清晰，准确反映建模物体材质特征，不同材质或铺装形式之间的差别与分隔应清晰反映。
     高架桥、立交桥、车行桥、人行桥、路灯等细节建模表现，其他主体建模表现；其中，道路附属设施宜依据现实情况的典型示例制作，几何尺寸参考设计资料或现场照片；
     道路上的各类交通标识与实际情况基本一致，包括各类交通标志、标线和信号灯等；
     模型的基底应与所处地形位置处于同一水平面上，与地形起伏相吻合。
     行道树采用单面片制作，考虑整体效果、美观，保证种类多样化和高度区间。植被分布及地理位置参考1：2000及以上比例尺地形图或DOM。植被种类依据实际选取几种典型，可合理采用相似纹理。高度区间设置参考外业采集照片。
    （2） 模型处理要求
     采用3DS MAX 9.0或以上版本，在保证建筑基本特征的前提下，以尽可能少的三角形
    面片数量构造建筑物的三维模型。
     不同层次的几何模型在数据量上应至少有一个数量级的差别。
     应遵守不同细节层次模型面数要求生产，看不到的面或多余面应删除。
     所有模型应在统一的参照系下，模型的坐标位置和高程数据应准确。
     模型数据应统一以“米”为计量单位。
     模型自身轴心点统一为独立object中心。
     模型不得有漏缝、共面、废点等现象。
     按完整模型附加成独立对象，控制在3万顶点以内。
     针对大场景（长或宽超过300米），必须拆分成小于300米×300米。
     所有模型必须经过坐标锁定处理。
     所有有效模型面必须赋予贴图。
     漫反射（Diffuse）贴图通道使用一般贴图纹理*.jpg格式；不透明（Opacity）贴图通道使用透明贴图纹理*.tga格式；自发光（Self-Illumination）贴图通道使用烘焙贴图纹理*.tga格式。其余贴图通道均禁止使用。
     仅允许使用标准材质（Standard）与多维/子对象材质（Multi/Sub-Object）；多维/子对象材质（Multi/Sub-Object）子材质仅允许使用标准材质（Standard）。
     禁止修改材质面板所有参数。
     清除无效材质贴图。
     同一法线方向的两个面之间避免共面闪烁。
     使用透明纹理的模型，透明部分需复制对象后翻转法线，实现正反两面透明显示。
     模型中的对象不能重名，不能有异字符与中文名称。
    (3) 材质设置要求
     每个物体对应一个标准材质球，单个建筑只能使用一个多维子材质，材质球为英文与数字组合并与贴图名称一一对应，不能有中文与异字符，场景内材质球不能重名。
     一般模型的材质不勾选双面,对于带有透明贴图的物体选择双面，如栏杆、树木等。
     带通道的贴图正确设置opacity,半透明的物体正确设置了opacity数值，不允许设置glossness；透明贴图要在opacity上添加。
    （4）模型文件命名
    模型命名原则如下：
     命名规则应具有可扩充性；
     所有模型及紋理的命名必须唯一；
     模型名称与紋理名称应对应；
     命名应准确、合理、简明；
     名称可用字母、数字和下划线组合表示。
    6.3.7 模型纹理制作要求
    （1）纹理处理总体要求
     大面纹理贴图：建筑纹理采用拼合大纹理立面的方式，减少多张小纹理贴赋；
     尽量使用照片真实纹理贴图表示，在照片质量不能满足贴图需求的前提下可使用photoshop制作贴图纹理（从照片中采集的纹理需做透视纠正处理）；
     对于单幢建筑物，如果存在部分阳台封闭、部分未封闭的情况，则根据少数服从多数的原则，即以建筑物的单面为单位，如果该面上大部分阳台封闭，则该面所有阳台建模时均封闭，反之，如果该面大部分阳台不封闭，则该面所有阳台建模时均不封闭；
     大面积玻璃纹理或幕墙须使用真实纹理或photoshop制作光影变化效果，禁止出现纯色、无变化大面积玻璃纹理；
     临街建筑底商需使用真实纹理表示，在照片质量不能满足贴图需求的前提下使用photoshop制作贴图或公共纹理表示；
     采用照片制作的真实纹理和使用photoshop制作的贴图纹理都应该比较清晰、明亮，两种纹理在风格上保持一致，以使建筑整体色彩统一，并保证真实。
    （2）纹理格式
     侧面纹理：jpg，压缩比为100%（无损压缩）
     顶部纹理：bmp
     透明贴图：tga/png
     全透贴图：*.tga/png
     半透贴图：_b.tga/png
     光影贴图：_m.jpg
     平台不支持动画贴图
     纹理尺寸规格为16 ×X 16至1024× X 1024 ；
    备注：含文字信息的广告牌、标志牌和屋顶影像纹理、含通道信息的透明纹理可适当放宽纹理尺寸。
    （3）纹理色调
     纹理色调采用统一时段有阳光的地物表面的色调，要求纹理真实清晰，色调均衡、和谐统一，色彩美观、明亮、柔和。
    （4）纹理精度
     尽量正射投影数码照片制作纹理贴图；
     纹理须与实际一致，建筑贴图必须保证窗户个数、楼层数和门窗位置的正确性；
     为降低数据量，建筑物镂空、围栏、装饰性花纹等特征使用透明纹理进行表现；
     标志性文字（如政府部门、大型企事业单位、商业楼、公共建筑的名称）须与实际一致；独立的标志性文字使用透明纹理表现，纹理必须清晰醒目；
     为增强建筑物的立体感，需调整同一物体的明暗面的亮度值（如台阶立面使用稍深颜色、平面使用稍浅颜色的纹理；女儿墙内侧使用稍深颜色、外侧使用稍浅颜色的纹理；墙线需表示。
    （5）纹理精细度制作表现
    ①Ⅰ级纹理变表现精细度
    表6-2 Ⅰ级纹理表现精细度
    类型 纹理来源 处理内容
    屋顶纹理 DOM 修饰影像（绿植、倒影）
    临街立面主体纹理 现状照片 楼层线对齐，外墙砖对齐，楼层数正确；
    遮挡物（电线杆、空调、衣物、电线）处理遮挡；
    透视变形、纹理接缝、纹理眩光需要处理；
    仿真度：84%
    临街背立面主体纹理 现状照片 楼层线对齐，外墙砖对齐，楼层数正确；
    遮挡物（空调、衣物）处理遮挡；
    透视变形、纹理接缝、纹理眩光需要处理；
    仿真度：84%
    临街底商纹理 现状照片 楼层线对齐，外墙砖对齐，楼层数正确；
    遮挡物（行人、车辆、电线杆、空调、衣物、电线、绿植）处理遮挡；
    透视变形、纹理眩光需要处理；
    仿真度：84%
    地块内部主体立面纹理 现状照片 楼层线对齐，外墙砖对齐，楼层数正确；
    遮挡物（空调、衣物、绿植）处理遮挡；
    透视变形、纹理眩光、纹理接缝需要处理；
    仿真度：84%

②②Ⅱ纹理 表变现精细度
表6-3 Ⅲ级纹理表现精细度
类型 纹理来源 处理内容
屋顶纹理 DOM 修饰影像（绿植、倒影）
临街立面主体纹理 现状照片 楼层线对齐，外墙砖对齐，楼层数正确；
遮挡物（电线杆、空调、衣物、电线）适当处理；
透视变形、纹理接缝、纹理眩光需要处理；
仿真度：74%
临界背立面主体纹理 现状照片 楼层线对齐，外墙砖对齐，楼层数正确；
遮挡物（空调、衣物）适当处理；
纹理接缝、纹理眩光需要处理；
透视变形适当处理；
仿真度：70%
临街底商纹理 现状照片 楼层线对齐，外墙砖对齐，楼层数正确；
遮挡物（行人、车辆、电线杆、空调、衣物、电线、绿植）适当处理；
透视变形、纹理眩光需要处理；
仿真度：70%
地块内部主体立面纹理 现状照片 楼层线对齐，外墙砖对齐，楼层数正确；
遮挡物（空调、衣物、绿植）适当处理；
透视变形、纹理眩光、纹理接缝需要处理；
仿真度：70%

（6）纹理贴图
 所有模型面必须贴图，玻璃纹理中重复性阴影反射、人、树影、杂物等尽量去除处理干净；
 对于难以从原始照片上提取和修整的纹理采用公共纹理替换，并注意纹理大小（如瓦、砖块大小）与实际相符；
 在照片不完整的情况下，各面纹理应与周围建筑物的纹理相似且合乎常理；
 临时性门面牌、居民楼下面的小门面牌或较破旧的门面牌可以舍去；
 铺地uv 平铺后必须与实际位置、形状、尺寸一致，避免出现扭曲或歪曲的情况；
 楼体墙线需对齐，避免出现（如窗户之间、砖之间）线条错位；
 现状照片上文字不完整且无法判断的广告牌不必建模、贴图，但不清晰的文字需自行在photoshop中制作纹理；
 透明纹理无论在3dmax中透空纹理渲染是否有白边存在都必须在photoshop中进行修减白边处理，避免白边（植物、栏杆、文字招牌等）；
 避免使用纯黑色（R=0，G=0，B=0）。
（7）公共纹理
 屋顶水泥、瓦片、沥青路面、绿化植物、水材质、常用白色墙面等宜采用《公共纹理库》中纹理（屋顶水泥色调参考航拍图，但可适当调整，不要出现过深、过亮纹理，尽量统一）；
 白色墙面的深灰、浅灰、灰白三类明度贴图采用公共纹理库的贴图素材，明度最亮不能超过灰白贴图，最深不能超过深灰贴图；
公共纹理需要重新检查处理，纹理尺寸不宜太大。
6.3.8 烘培制作要求
（1）基本要求
 使用统一的灯光文件。
 所有建筑物及景观均要求烘培，采用CompleteMap烘焙方式，透明纹理不需要烘培但需赋予双面材质。
 烘焙某一建筑物或景观时要求摆放其附近建筑物，以表达相互之间的阴影关系，增强真实感；
 烘焙后纹理上的阴影方向必须正确；
 光影效果正常，避免纹理曝光或黑暗；
 有效纹理最大化显示，使纹理在有限的贴图尺寸中最高像素显示。
（2）烘焙尺寸
 要求保证纹理的清晰度，并且数据量尽量小，烘焙尺寸最大为1024×*1024 ；
 面积较大或复杂程度较高的异形体烘焙尺寸为1024××1024，普通景观模型使用246××246或128××128。
七、数据质量和效果要求
7.1 总体质量要求
三维模型数据应保证完整性、位置精度、表现精度、属性精度、现势性和逻辑一致性，具体内容如下：

  1. 三维模型完整性：三维模型数据要素应全面完整；不同类型、不同细节层次数据的拓扑关系应完整、正确。
  2. 三维模型的位置精度及表现精细度：位置精度及表现精细度，包括平面精度、高度精度、模型精细度以及纹理精细度四个指标，详见章节7.3.3 。
  3. 三维模型属性精度要求如下：各类模型分类及其编码应正确完整；三维模型的属性项和属性值应准确、完整。
  4. 三维模型现势性要求如下：以提供的正射影像图和1：500地形图数据为模型制作基础，依据现势性更高的数据制作。按需求定期或及时对数据进行更新，保持数据的现势性；元数据应包含采集更新时间标识；。
  5. 三维模型逻辑一致性要求如下：三维模型数据在遵循的概念模式规则上应具有一致性；三维模型数据存储的数据格式应具有一致性；三维模型数据空间位置应具有拓扑一致性。
    7.2 整体效果要求
  6. 地形模型表现真实，模型应准确反映出建模物体的形态、质感、色彩、明度以及明暗关系；。
  7. 建筑要素模型、交通要素模型、场地模型表现真实无误，模型应准确反映出建筑物的高度
    形状、质感、色彩以及明暗关系；。
  8. 道路沿线植被及各地绿地中的共同景观植被表现真实，模型应准确反映出建模物体的位
    置、分布、样式、质感以及色彩等；。
  9. 水系要素模型应准确反映出建模物体的形状、质感、色彩信息；。
  10. 其他要素模型应真实、完整，模型应准确反映出建模物体的位置、高度、分布、样式、质
    感以及色彩等；。
  11. 场景整体色彩、光照效果应协调一致。
    八、数据管理、组织与集成设计
    8.1数据管理
    为实现对模型原数据的集中管理、更新维护及快速检索、调用、传输，三维模型数据采取以下数据结构组织：
    ① 按模型对象存储
    每个模型MAX文件和所需的文件放在同一目录下，即目录中存放的文件为：*.max 及所需的贴图文件。
    ② 分块组织
    三维模型数据分建筑物模型、道路模型分块存储。根据各类型模型的自身特点采用合理的、多方式向结合的数据组织方式：
    建筑物模型：
    可采用按照建模单元分区方式进行划分分区，也可以采用行政区划方式进行划分分区
    道路模型：
     采用分区、按要素分类相结合的数据组织方式；。
     可采用按照建模单元分区方式进行划分分区，也可以采用行政区划方式进行划分分区；。
     根据要素类型的不同进行数据分类，每一个要素类型为一类；。
    三维模型数量较多，可分为多个文件夹进行存储，一般50-100个模型文件存储在一个文件夹下，避免影响读取速度导致运行效率低下。
    8.2数据组织
  12. 纹理命名规则
    纹理贴图命名保证该模型内纹理编码的唯一性，并尽量保证区内的唯一性或全市、全球的唯一性，命名长度不能超过11位。建议命名方式可选用以下之一进行：
    ① 采用“纹理编码（8位）”的命名方式，纹理编码可用A-Z与0-9字符混合编码组成。
    ② 采用“区简称（2位）+纹理编码（8位）”的命名方式。其中，纹理编码可用A-Z与0-9字符混合编码组成。
  13. 模型命名规则
    将数字廉江生产的三维数据分为以下模型类型：建筑、交通模型等。模型命名应体现建模单元，如廉江区市某一区片的模型命名为“LJS01”、“LJS02”。
    8.3 数据集成设计
    本项目将数字高程模型、数字正射影像、数字真正射影像与三维模型整合成一套完整的三维场景数据。因此，数据的整合共分为三个工序：地形数据 DEM的整合、影像数据 DOM/TDOM的整合、三维模型数据的整合。
    以AnGeo Uniscope三维平台为例，要完成数据的整合就需要对数据进行编译发布，这就需要用到AnGeo Uniscope平台的两个数据处理工具TerrainBuilder和ModelBuilder，其中，TerrainBuilder用于处理DEM、DOM和矢量数据；ModelBuilder用于处理模型数据和矢量楼块数据。
    8.2.1运行环境
    操作系统：Windows 2000，XP
    专业软件：Microsoft.NET Framework 2.0
    硬件：一般的PC机均可，推荐采用双核CPU>2.0、内存〉2G。
    硬盘：根据原始数据量大小和编译的级别相关。
    8.2.2数据规格
    数据处理工具 TerrainBuilder和 ModelBuilder对需要编译和发布的原始数据有一定的要求，具体见下表8-1：
    表8-1 数据规格
    数据类型 数据格式 坐标系 约束与限制
    DEM ArcInfo ASCII Grid(.asc) WGS84
    西安80
    经纬度坐标
    国家2000
    高斯投影
    UTM 投影
    墨卡托投影 无效填充值“-9999”
    USGS DEM（    .dem） 标准分幅 不同投影带数据单独存储
    DOM TIFF（.tif） RGB标准TIFF（24 位或32位），不支持压缩
    GeoTIFF（    .tif） 坐标信息文件*.tfw，.jpgw
    JPG（    .jpg） 无效填充值为黑色（RGB：0，0，0）
    标准分幅
    不同投影带数据单独存储
    Model USX
    JPG
    BMP/tga
    表 7.3.6数据规格
    8.2.3数据级别
    AnGeo Uniscope采用金字塔技术发布影像、地形和矢量数据，而金字塔级别和数据分辨率、数据可见高度相关。相邻级别影像或地形数据的分辨率相差 2倍，而矢量数据则仅与默认显示高度相关。另外，AnGeo Uniscope金字塔各级别数据存储目录命名采用十六进制命名。
    8.3三维模型数据整合
    三维场景的建立，除上述地形和影像的编译发布外，还有一个不可或缺的环节就是三
    维模型的编译发布。只有将dem、dom/tdom与三维模型完美叠加，整个场景才更加形象、生动。
    三维模型编译和发布工具主要是针对批量模型进行坐标转换、错误检测和模型优化。
    8.3.1三维模型编译发布流程
    模型编译和发布主要包含坐标转换、模型接地和模型发布三个环节，其中如果原始模型的高程准确则不需要进行接地。其编译和发布的具体流程如下如图8-1：

图8.3.1-18-1 地形数据编译和发布流程
九、质量控制
9.1质量控制方法
9.1.1 生产培训
(1)项目实施前要做好生产技术培训，使参与此项目作业的人员，熟悉项目各种技术文件，明确技术要领和作业过程中应注意的事项，熟悉掌握各种软件的使用。
（2）项目参与人员必须进行安全生产培训，熟悉安全生产相关法律、法规、标准和规定；熟练掌握安全生产常识，确保安全生产。
9.1.2 加强过程检查
必须加强过程检查，确保每个工序的中间成果质量，以免影响最终成果质量。
9.1.3 数据检查内容
检查事项 检查要求
基本要求 文件命名格式和名称的规范性
文件格式、数据组织符合规定
模型精度 建模内容的完整性
模型制作的准确性、合理性
平面精度
模型纹理的正确性、完整性、合理性
属性精度 模型属性数据的完整性、现势性、合理性
逻辑一致性 拓扑关系的正确性
要素的现势性 要素采集和更新的时间
整体表现效果 各个片区场景自身的色彩、光照效果保持协调一致
各个制作片区间保证无缝拼接，逻辑关系正确
整体浏览效果的协调性
附件质量 文件资料的正确性、完整性
文件资料内容的合理性、完整性、可靠性
模型数据质量验收步骤应符合下表规定：
步骤 操作 说明

1 确定适用的模型数据质量要求 主要按照三维建模技术规范和用户需求所要求的不同，明确模型数据的质量要求。
2 确定模型数据质量的精度和度量方法 确定待检查的每一个三维模型数据所属的类别、细节层次、数据质量的检查（度量）方法、模型数据质量度量值以及必要的模型数据质量度量值的单位
3 选择和应用模型数据质量评价方法 针对确定的每种类型的模型数据捏精度要求和度量方法，选择适用的三维模型数据的质量检查评定方法
4 判定模型数据质量结果 应用检查评价方法对三维模型数据进行质量评价，并形成相应的模型数据质量检查报告，包括模型数据的质量结果、实际精度、度量单位、检查日期以及检查人
4 判断三维模型场景整体效果 以三维建模技术规范和用户需求为基础，将三维模型的数据质量与三维模型场景整体效果结合起来进行对比来确定场景的整体效果。

9.1.4 专职检查人员
必须由专职检查人员对成果进行质量检查，并且检查人员与作业人员的比例不得低于1:6。
9.2 成果质量要求
本项目实行二级检查一级验收制度，以技术方案所列的标准为检查验收依据，评定质量，并提交最终检查报告。
十、成果提交
10.1数据成果
项目应提交下列成果数据：
序号 成果名称 成果类型 数据格式 格式
1 《项目工作计划》 文档 .doc 装订纸质文件4套，光盘文件4份
2 《三维建模项目技术详细设计》 文档 .doc 装订纸质文件4套，光盘文件4份
3 《项目工作总结》 文档 .doc 装订纸质文件4套，光盘文件4份
4 三维模型原始数据 数据 .max/jpg/tga/usx 光盘10份
4 三维模型集成数据 数据 .max/jpg/tga/usx 光盘10份

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