洞头新城二期三维仿真规划系统-技术实施方案.docx

洞头新城二期三维仿真规划系统技术实施方案2011年5月4日 目录1概述41.1技术背景41.2项目目标42技术路线43数据提供要求54数据制作54.1基础数据处理54.1.1坐标系统、高程系统、数据格式54.1.2现有数据状况分析54.1.3基础地形模型的建立54.1.4POI（兴趣点）数据库的建立64.1.5数据整理要求64.2相片采集64.2.1相片采集工作流程64.2.2相片采集标准74.2.3遇遮挡时拍照要求74.2.4拍照时取景要求74.2.5拍照后照片分组要求84.2.6分组检查84.3现状精细模型制作84.3.1数据资料准备84.3.2数据分类提取84.3.3精细模型纹理采集与处理94.3.4精细模型制作94.4区域规划模型制作94.5场景模型制作94.5.1地形模型制作94.5.2矢量数据集成94.5.3现状精细模型数据集成94.5.4区域规划模型数据集成105程序开发105.1开发环境及工具105.2三维浏览漫游功能105.3POI点搜索定位功能105.4空间量测功能105.5图层控制功能115.63D模型展示功能115.7三维搜索查询功能116项目组织实施116.1项目组织架构116.2项目分工126.2.1项目负责人126.2.2基础数据整理人员126.2.3场景数据处理人员126.2.4相片外业采集组长126.2.5相片外业采集人员136.2.6内业建模组长136.2.7内业建模人员136.2.8质检员136.2.9软件开发人员137实施进度计划138项目质量控制148.1质量控制机制148.2质量控制内容148.3质量控制的方法和手段149系统提交成果151概述1.1技术背景随着二十一世纪的互联网技术、计算机技术、3S（GIS/RS/GPS）技术、虚拟现实、航空与航天技术等的飞速发展，给地理信息技术手段带来前所未有的变革，利用高分辨率卫星影像以及航空像片，通过对影像的平面、高程、结构、色彩等的数字化处理，按照统一坐标无缝拼接而成可以迅速建立三维影像数字地图，人们可以直观的从影像上判读处山川、河流、楼宇、道路。借助传统平面地图的概念，叠加空间矢量数据，地物兴趣点数据、以及三维模型数据形成区域或城市可视化三维数字模型。与传统平面地图或平面数字地图相比，三维影像数字地图突破平面地图对空间描述二维化、三维空间尺度感差、没有要素结构与纹理信息等诸多限制，通过对真实地形、地物的数字化三维模拟和五维表达，提供给使用者一个与真实生活环境一样的虚拟城市环境，通过对三维虚拟城市的数字化管理，为城市规划、建设与运营管理提供可持续发展地信息化服务，减少信息孤岛，大力提高城市空间信息共享和利用水平，提高城市整体信息化管理和经营管理水平。1.2项目目标工作范围：洞头北岙后围垦二期3.4平方公里范围工作内容：根据甲方提供的规划设计方案、城市设计方案、基础DEM、DOM等资料，进行北岙后三维仿真场景建设，辅助洞头北岙后规划决策。项目区域总面积3.4平方公里，包括建筑、道路、水网及景观等要素，模型应导入三维仿真规划系统，配置重要视点（POI）及行走路线，动态展示城市空间关系。2技术路线利用航空影像 、卫星数据、数字高程模型和其它的2D或3D信息源，包括GIS数据集层等创建的一个交互式三维地形场景环境，实现基于三维地形场景的交互式鸟瞰、飞行等任意角度和方位旋转显示、无级缩放、快速无缝浏览、查询、定位。基于3DMAX建设建筑精细模型，包括规划中的模型等。在3DMAX中建设好模型后生成场景数据，格式包括：*3ds、*.kml、*.scv。这些格式都可以直接导入系统，无须再利用第三方软件对数据格式进行转换，使用操作更加方便。基于二三维一体化技术的三维仿真规划系统，可以直接将已经纠正的航片或卫星影像以及高程数据（DEM）加载在到三维场景中，不用再进行中间转化就可以直接在“数字地球”的三维场景中展示。然后加载三维模型场景。为了保证浏览速度的流畅，还可以对以上数据进行建库存储。特别是通过建立ORACLE工作空间对大数据量的数据存储发布。项目投入人员：项目管理人员、相片采集人员、模型制作人员（地形模型、建筑模型）、航测数据制作人员、矢量数据制作人员、软件开发人员。3数据提供要求1）.航空影像：航空影像图(1:2000精度)；2）.数字高程模型图： 1：2000；3）.数字化矢量地图： 1：1万、1：2000、1：500；4）.规划测绘数据；5）.建筑物外表纹理；6）.规划设计数据；7）.地物编码应尽量与国家地理要素的编码一致，并归类分层。数据编码应按照GIS（或其他主流）软件空间数据组织方式，以利于数据交流和共享。4数据制作4.1基础数据处理数据：洞头数码航片数据、洞头DEM数据、地名数据、路网矢量数据、境界、河流、水域、山脉数据、标志性建筑的文字信息、图像信息、视频信息等数据；4.1.1坐标系统、高程系统、数据格式1)所有数据采用1980西安坐标系2)1985国家高程基准3)卫星影像数据及DEM数据格式为*.IMAGE4)矢量、文字、标注数据为*.shp格式5)三维建筑模型为*.3ds格式6)所有建筑照片图像格式为*.jpg格式4.1.2现有数据状况分析1)影像图数据；2)DEM数据；3)数字地形图数据；4)地名数据。4.1.3基础地形模型的建立1)航片数据与矢量数据对比；2)DEM数据与影像的对比；3)DEM数据与矢量数据对比。4.1.4POI（兴趣点）数据库的建立1)要求甲方提供POI兴趣点数据。2)该数据可以从地名数据库来提取。首先数据进行整理和分层标准设计，然后进行数据库设计，最后根据数据库设计要求录入数据库并检查。4.1.5数据整理要求A.矢量数据分类矢量数据格式均为.shp，属性中必须包含name字段，采用数据库管理还必须包括X、Y字段；矢量数据要求与实际地貌匹配，信息完整。B.面状、线状要素分类：水系、国道、省道、县道、乡道、专用公路、境界、山脉等C.其它视频及影音采用rm格式；图片采用jpg格式；网页提供网址即可。4.2相片采集4.2.1相片采集工作流程1)组长与项目负责人划分区块，并制订拍照计划。2)接受任务：组员到负责人取区块图，并进行登记。3)确认拍摄方位和路名：将区块图与地图核对，确认拍摄区域方位和路名及查看公交。4)检查拍摄备品：区块图、拍摄单是否够用、黑笔。5)外出素材拍摄：拍照、绘制平面图、填写素材记录单；6)拍摄资料整理：7)重新绘制平面图；要标注每个建筑的拍照方向。(当时记录清楚不用再整理)。8)整理素材记录单；（当时记录清楚，字迹工整清楚的不用再整理。）9)整理照片：每个实对应一个目录，目录名称与实体名称和素材记录单里的实体名称对应。10)整理平面图：将导入的平面图标注清楚。11)提交照片、素材记录单和平面图。12)资料备份：用数码相机将所整理好的资料：素材记录单，然后将照片传到拍摄区块照片所在目录的根目录下；所做区块有拍摄到平面图或俯视图的也复制照片放在根目录下。13)拍摄资料装订：用订书器按平面图、素材记录单的顺序进行装订。14)拍摄资料递交：递交装订好的资料给组长，并告知拍摄照片所在电脑及路径。15)每一区块完成后，组长负责检查照片质量并将无问题的资料整理到专用机器。4.2.2相片采集标准1)所有照片应实地拍摄，分辨率：16001200pixcel以上；2)建筑物拍摄需进行多角度实地拍摄，需对建筑物每一侧面进行整体和局部的分别拍摄，拍摄照片应清晰表现建筑物结构特点和门窗结构。先拍整体，再拍局部。建筑物的每个面都要求尽量正面拍摄，这样处理图片的时候比较方便，当不能进行正面拍摄时，可在两个面的交接处角度进行拍摄。有些需要局部拍摄（如门、建筑物上的特殊标志和图案等）。拍摄的每个建筑物图片要尽量让别人能够看懂。各个面都要拍摄，不要漏拍。不得出现抖动或模糊情况。另外，拍摄相片中不能出现手或其它异物遮挡镜头的情况，尽量使照片中建筑物占满整体布局，最好不要出现行人过多影响拍照质量等情况。如果拍摄距离允许要尽可能做到一张照片拍摄建筑的一个面，这样便于建模人员理解和处理照片。拍摄时应注意照片的连续性，所以常应用顺时针、或逆时针的拍摄顺序，不能出现跳跃性的拍照。拍照时相机设置中将日期显示全部关闭3)高大建筑角度不够，需在远处对建筑进行拍照，在近处照片需要有重叠部分进行首尾相连，以便表现出建筑的风格。4)尽量将相机视线垂直于要拍摄的面。注意相机视角与拍摄面的夹角不能小于50度。5)对建筑实体进行拍摄的时候，必须反应出建筑的整体结构，不能出现部分建筑结构漏拍。对于杂乱无章及无法进入内部的建筑，尽量获取其顶视照片（找一个相对高一点的建筑进行拍照），并且要沿四周进行整体拍照。6)对于小区同一类型风格、高矮相同、颜色相同的建筑，只需拍摄一幢即可，不过至少要有一张能体现多幢建筑样式风格相同的照片；有门面的建筑就算是建筑风格样式完全和内部或连近的建筑一样，也一定要单独做为一个实体进行拍摄，重点表现门面，同时标注与那个楼结构一样。7)拍摄门店时范围要完整，不要过小。门店必须拍摄清晰，门店的相片尽量不要有人、车等太多的杂物。8)桥梁采集标准:拍摄天桥时，能反应出天桥的各个面，并记录天桥的名称,拍摄过河的桥梁时，要能反应出桥梁的宽度、幅度等情况，并记录桥梁的名称,拍摄立交桥时，要能反应立交桥的分布状况，并记录桥梁的名称,拍摄高架桥时，能反应高架桥的侧面的状况、宽度、高架桥与地面之间的关联关系，还需要对高架桥的进出口进行拍摄和标注位置。4.2.3遇遮挡时拍照要求拍照距离应距离建筑物30-50米之间，如建筑物间距离过近或出现大面积遮挡情况（如树木、围栏或其它建筑物遮挡等）可自行调近拍照距离选取局部或建筑物侧面整体照，也可选用仰角拍照，但仰角拍照不能角度过大，否则相片不满足要求。4.2.4拍照时取景要求拍摄建筑物时每张照片应有其侧重点和表现对象，不能出现相片表现对象不明或多种表现对象同时出现但无任何对象表现完整清晰的情况。拍照取景时需表现建筑物各面靠近地面处和顶部纹理特征，对于建筑物单元门应予以表示，单元门应完整表示至与地面接触处。取景时还应对局部细节进行拍照，拍摄完整组窗户和墙面纹理拍照时对光线要求均匀，不能出现同张相片内光线明暗变化过大或者光线过强过暗引起的建筑物拍照不清晰情况。此外，对于建筑物门窗的拍照选择上，要尽量选择没有围栏且关闭、 干净的窗户采集，以方便内业选择。拍摄建筑物时必须拍摄建筑物整体照片以表现建筑物整体结构，对于结构复杂的建筑物需拍摄多张建筑物整体照片使内业人员可以清晰看清建筑物结构，方便作业。拍照单位时尽量将单位名称拍摄完全，遇遮挡或距离影响无法在一张相片内表现完全单位名称时可以对单位名称进行平移拍照4.2.5拍照后照片分组要求每天的照片拍摄后数据集中汇总，进行分组，按照拍摄记录表的照片编号对所有照片分组。对于相同楼型或者相同侧面的建筑物可以对其中一座建筑物进行拍照后用于其余所有和此座建筑物相同的房屋和拍照面。4.2.6分组检查对于每天分组的相片数据按照以上作业标准进行检查，其中每座建筑物的拍照相片必须可以清晰表现此座建筑物所有特征，如果出现所拍照片无法看清晰表示此座建筑物特征的将由负责此座建筑物采集的小组进行重新拍照。4.3现状精细模型制作新农村为主区域：主要以反映新农村建设的效果，主要以民居为主以及相关新农村建设相关设施。旅游特色区为主的区域：主要是要体现旅游区特色，主要以旅游景点建筑、酒店、温泉度假村及相关设施，普通民居不予以表现。根据模型制作的技术流程，将模型制作分为数据准备、纹理采集、模型制作三个部分。 4.3.1数据资料准备数据：建模范围内的卫星影像图，建筑物的矢量图（大比例尺地形图，DWG或DXF格式）4.3.2数据分类提取根据大比例尺地形图，对所需建模要素进行分类提取，主要有：1)建筑物及附属设施（围墙、栅栏、门墩、台阶等）；2)城市主干道（含立交、地下轨道、轻轨）、支路和居住区级路（车行道、人行道）、桥梁、人行天桥、隔离带、花坛等；3)树木、景观设施、绿化设施、路灯、路牌、广告牌、电线杆、主要公交站点、的士停靠站等。4.3.3精细模型纹理采集与处理范围：需精细建模的建筑，其余设施适当取样（例如：路灯、树木、路面、人行道等）4.3.4精细模型制作采用3DMAX软件来进行精细模型制作，首先根据系统需要选择和确定需要精细建模的建筑物、构筑物以及相关需要建模的要素，然后在3DMAX里建立模型，并进行纹理贴敷，格式为3DS，最后利用超图软件的插件产品对场景进行输出，支持.max,.kml,.scv的格式。注意的是在3DMAX里建模要求构面尽可能的简化，纹理尽量数据小，单张纹理要求不多于1024K。4.4区域规划模型制作范围：区域规划已经完成部分。技术路线等同于现状精细模型制作。4.5场景模型制作场景模型制作包括地形模型制作、矢量数据集成、现状精细模型数据集成、区域规划模型数据集成四个部分。4.5.1地形模型制作内容：将已经处理好的DOM和DEM数据加载到SuperMap Deskpro .NET 6R中，并对这些数据的格式进行转换，然后生成地形缓存文件。4.5.2矢量数据集成内容：利用SuperMap Deskpro .NET 6R软件打开矢量数据源文件；技术要求：建立矢量要素表现形式数据字典，严格按照代码进行匹配表现形式，统一效果。4.5.3现状精细模型数据集成内容：利用SuperMap Deskpro .NET 6R软件打开场景文件，然后在SuperMap Deskpro .NET 6R中加载3D场景文件；技术要求：找好插入点。4.5.4区域规划模型数据集成内容：利用SuperMap Deskpro .NET 6R软件打开场景文件，然后在SuperMap Deskpro .NET 6R中加载区域规划模型数据形成真实、准确的3D场景文件。5程序开发主要任务：通过程序编写和美工设计，定制洞头三维仿真规划系统专有界面（B/S）。5.1开发环境及工具应用层及客户端开发：Visual Studio .net 2008、DreamWeaver8。三维GIS二次开发平台：SuperMap Objects .NET 6R 。项目及代码版本管理：Project2000，Source Safe 6.0。辅助工具：Office2003，Visio2003等。Web图形发布平台采用：SuperMap iClient 6R for Realspace。5.2三维浏览漫游功能灵活的运动控制模式，可以提供鼠标、键盘或游戏杆控制，用户可以在三维场景中前进、后退，改变行走方向，升高、降低视点。多种浏览方式。提供行走、驾驶等浏览模式。可设定游览路径。提供多条游览路径，用户可以沿固定路径交互式浏览飞行。大场景的无缝浏览。采用先进的图像压缩和调入技术，实现地形调度时真正的无缝连接。电子地图跟踪指引。用户在三维场景中漫游时，二维电子地图可以实时指示用户的位置和行走方向（即视点和视角）。快速空间定位功能，既在二维电子地图中点击任意点，三维场景可迅速切换到此处。5.3POI点搜索定位功能可基于系统提供的搜索查询功能，输入感兴趣的地物名，系统可快速实现搜索匹配，选择搜索到的对象，实现快速定位。5.4空间量测功能面积测量：提供面积测算工具，可以对系统指定的三点或者多点围成的面积大小进行计算和显示。距离测算：提供距离测算工具，可以对系统的指定的两点或者多点之间的距离进行计算和显示，同时计算高差和坡度。高度测量：提供高度测算工具，可以对系统的指定的两点之间的高度进行计算和显示。5.5图层控制功能利用图层控制功能，可以实现分类显示。在城市规划中经常把建筑和用地等分成不同的类型，例如将用地分成居住用地、商业用地、绿地等多种类型。利用分类显示功能，可以在场景中给不同类型的建筑或用地用不同的颜色加以区分。用户可以自定义分类条件和用于渲染的颜色，也可以增加新的分类类型。利用去除贴图工具则可以控制显示的效果。用户通过图层控制设置，自定义显示或者隐藏的图层信息。自定义添加、删除图层名称，并能添加多级图层。可灵活的导入、导出图层内的模型属性信息。5.63D模型展示功能可以在三维场景中展示典型建筑物、基础设施等物体的三维设计模型文件，并可在该场景中从多角度、多方式对其进行观察。5.7三维搜索查询功能网络客户端可基于系统提供的搜索查询功能，输入感兴趣的地物名，系统可快速实现搜索匹配，选择搜索到的对象，实现快速定位。搜索定位功能：在搜索对话框中输入所要搜索的地名，系统将快速的搜索到该地名，并可执行飞往或跳往到该地物，并显示该地物。属性查询功能： 通过选择属性查询键，就是在图中拾取所要查询的地物，就能快速查询到该地物的属性内容。同时在信息框中输入或选择目标名称，三维场景中此目标被选中，并高亮显示，同时列出此目标的属性信息。6项目组织实施6.1项目组织架构对整个项目采用项目责任制管理模式。项目负责人负总责，主要负责项目协调、甲方沟通、进度控制等管理性工作；项目技术负责人，主要负责项目技术相关，对技术路线、方法等负责；质检部门，主要负责在项目的实施过程中，对项目中间过程中产生的数据及最终成果进行质量检查与监控。各作业小组根据项目负责人的具体分工进行作业。6.2项目分工6.2.1项目负责人主要职责：负责沟通加强双方联系，促进项目顺利进行，并积极解决项目实施中所遇到的问题。协调项目各作业人员的工作安排，对项目组作业进度、作业质量全面负责。6.2.2基础数据整理人员主要职责：负责项目所需卫星影像数据、各类地名数据、规划路网数据等矢量数据得整理、格式转换、属性添加工作。6.2.3场景数据处理人员主要职责：负责在项目场景的基础上，结合完成的基础数据及建筑模型，进行建筑模型场景制作及整体效果设计工作，配合软件开发人员进行数据整理、分类工作。6.2.4相片外业采集组长主要职责：负责项目作业区内的外业相片采集工作。负责划分各作业区，人员分组，人员技术指导，工作分工，制定工作计划、资料汇总整理以及与内业建模组沟通工作。6.2.5相片外业采集人员主要职责：接受外业采集组长的领导，服从组长的工作安排，接受组长的技术指导，完成相片外业采集工作。6.2.6内业建模组长主要职责：负责项目作业区内的内业建模工作。负责建模人员的分组，技术指导，工作分工，制定工作计划、资料汇总整理以及与外业采集组的沟通工作。6.2.7内业建模人员主要职责：接受内业建模组长的领导，服从组长的工作安排，接受组长的技术指导，完成相片外业采集工作。6.2.8质检员主要职责：接受项目负责人得领导。负责整个项目各阶段成果及最终成果的质量监督、检查。及时收集各小组的质量问题，及时提交质量问题报告。6.2.9软件开发人员主要职责：主要负责项目最终应用程序得界面定制和开发。7实施进度计划本项目分为基础数据制作、现状精细模型制作、区域规划模型制作、场景模型制作、软件开发五个部分。由于五部分间的相对关联性和相对独立性，根据项目的具体情况，总体计划安排如下：项目阶段任务名称56月7月下上中下上中下1基础数据制作处理2模型纹理采集3现状精细模型制作4规划模型制作5场景模型制作6软件开发7项目质检8项目质量控制8.1质量控制机制项目组所有小组负责人每周周五下班前向项目经理提交周报；项目领导小组定期于每周的周一上午召开项目例会，各小组负责人参加，探讨项目进展和项目中相关问题；其它不定期会