包头市三维建模主要技术规范

1、2012年包头市三维建模主要技术指标和要求1 城市精细模型1.1坐标系统1) 平面坐标系统采用包头市1997独立坐标系统及2000国家大地坐标系统。2) 高程系统采用1985国家高程基准。1.2 精度三维模型基底轮廓线与对应的1:1000基础地形图一致。三维建筑物模型顶部高程中误差1m。模型面数按照下表规定：表5-1 模型面数要求模型级别模型类别建筑结构建筑类型面数要求1精细建筑高程模型建筑结构复杂度高的单个对象主要是指主干道两边临街第一排建筑、中高级的大型公建、重点大学主体建筑、企业主体建筑，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

2、、1629层或高度超过50米的小区住宅、城市汽车客运站、具有地标性的高档住宅、别墅等poly面数3000-4000个面，一般不超过10000面2重点建筑高程模型建筑外形复杂，有大量弧面、不规则结构，屋顶存在不规则形状或弧面等复杂结构等大专院校教学楼，中型医院、疗养院，地市级图书馆、文化馆、少年宫，俱乐部，6层以上16层以下的居民住宅以及场地面内部的多层公建poly面数一般为500到2000个3一般建筑高程模型建筑主体为独立简单建筑，横截面为比较规则的、没有弧面的图形；屋顶为简单的平面组合，包括平顶、人字形或尖顶，无弧面，但带有门厅、廊柱或附属楼等附属设施等厂房、城中村、棚户区、平房、中小型公建

3、poly面数一般面数为50到300个1.3 规格三维建模内容包括：1）建筑要素a) 包括所有一层及一层以上建（构）筑物，主要为一般房屋，简易房、棚房、破坏房不表示；b) 建筑要素采用3dmax建模，存放于建筑模型库中。2）其他要素a) 包括树、路灯、交通指示牌、信号灯等，内容视整体模型表现需要选择制作；b) 其他要素采用3dmax建模，存放于通用模型库中。1.4 数据命名规则三维模型数据组织按照街区进行划分，模型和贴图的命名规则如下，具体内容详见三维数字地图技术规程。细节层次是指模型精细程度的分级，1：精细，2：重点，3：一般。命名中的涉及的字母均用小写。独立三维模型命名规则应符合图1的规定：

4、图1 独立三维模型命名规则实例：独立建筑模型命名： kdl 01_ 211005_ 1(2、3)_ 001 昆都仑01区块 建筑代码 建筑类别 模型编号独立道路模型命名： kdl 01_ 437215_ 1_ 001 昆都仑01区块 道路代码 道路类别 模型编号独立地形模型命名: kdl 01_ 388005_ 1_ 001 昆都仑01区块 地形代码 地形类别 模型编号独立树木模型命名: kdl 01_ 937105_ 1_ 001 昆都仑01区块 树木代码 树木类别 模型编号独立小品模型命名: kdl 01_ 352105_ 1_ 001 昆都仑01区块 小品代码 小品类别 模型编号表面正摄

5、影像图的命名规则应符合图2的规定：图2 正摄影像图命名规则实例：建筑贴图命名： kdl 01_ 211005_ 1(2、3)_ 001 昆都仑01区块 建筑代码 建筑类别 贴图编号道路贴图命名： kdl 01_ 437215_ 1_ 001 昆都仑01区块 道路代码 道路类别 贴图编号地形贴图命名: kdl 01_ 388005_ 1_ 001 昆都仑01区块 地形代码 地形类别 贴图编号树木贴图命名: kdl 01_ 937105_ 1_ 001 昆都仑01区块 树木代码 树木类别 贴图编号小品贴图命名: kdl 01_ 352105_ 1_ 001 昆都仑01区块 小品代码 小品类别 贴图

6、编号按区块组织的三维模型文件的命名规则应符合图3的规定： 图3 按区块组织的三维模型文件命名规则实例：建筑模型文件命名: bt _ kdl _ 01_ b 包头 昆都仑社区 区块编号 建筑道路模型文件命名: bt _ kdl _ 01_ t 包头 昆都仑社区 区块编号 道路地形模型文件命名: bt _ kdl _ 01_ d（包括绿化铺装） 包头 昆都仑社区 区块编号 地形树木模型文件命名： bt _ kdl _ 01_ v 包头 昆都仑社区 区块编号 绿化小品模型文件命名： bt _ kdl _ 01_ a 包头 昆都仑社区 区块编号 独立地物2 地形地貌模型2.1坐标系统1) 平面坐标系统

7、采用包头市1997独立坐标系统及2000国家大地坐标系统。2) 高程系统采用1985国家高程基准。2.2 精度地形地貌模型平面位置与对应的1:1000基础地形图一致。高程精度满足相关国家规范要求。2.3 规格1) 包括城市主要道路、水系；2) 地形要素不采用3dmax建模，通过建设地形地貌模型表现，同时处理地形要素与建筑要素的接边，并存放于地形地貌模型库中。2.4 技术要求地形地貌模型应采用多分辨率分级模型对dem和dom进行组织，这种技术在不改变源数据精度和不影响视觉效果的条件下，通过层次细节显示和简化技术来逐次简化地形的表面细节，以减少场景的几何复杂性，从而提高计算机绘制三维地形地貌的效率

8、。三维地形地貌模型数据的制作首先要对数据进行匹配，将dom和dem数据转换至同一的坐标参考下，使dem和dom坐标对应一致； 然后需要对dom和dem进行lod分级，也就是将整体的高等级分辨率的dom和dem按照四叉树分割和影像金字塔模式进行重采样，分割成同等分辨率和低等级分辨率等级的小文件，进行存储；最后通过影像映射技术将dom的纹理投影到dem的三维地形表面，从而在计算机构建出真实感官的三维地形地貌模型。具体工艺流程如下图：3 模型分类精细模型制作包括建筑物、道路、水系、围墙、桥梁、构筑物等要素的制作，其中各类要素根据要素形状、特征及复杂程度又进一步分类，具体分类见附录一。模型制作根据精细

9、级别的不同将各类地物进行划分，具体如下：（一）建筑物三维建筑模型按精细级别分类把表现划分为3个等级，分别为精细建筑物高程模型、重点建筑物高程模型、一般建筑物高程模型，具体分级见附录二。（二）道路高速公路、快速道、城市主干道、次干道、城市巷道上的行驶线、斑马线、人行道、盲道、道路绿化带、隔离带通过地形地貌模型表现。（三）水系河流、湖泊、水库等通过地形地貌模型表现。（四）围墙一般围墙不要求制作。作为较明显目标的围墙和需要全要素制作的精细场景中的围墙要制作。如学校，医院等。（五）桥梁桥梁中的斜拉索，桥墩和重要标志性结构必须精细模型表现。1) 立交桥：必须建模表现。2) 过街天桥：必须建模表现。3)

10、双层桥：主桥、引桥、桥墩都必须建模表现。4) 人行桥：必须建模表现。（六）其它构筑物1) 码头：必须建模表现。2) 防洪墙（防洪堤）：必须建模表现。（七）小品城市道路的树、路灯、交通指示牌、公交站台及其他重要的小品需要建模表现。4 元数据制作以项目范围为单位编制元数据，元数据的结构应符合下表的规定，三维地理模型元数据应以excel格式保存。 元数据表序号元数据内容备注1比例尺分母2项目所在区域名称用中文描述3摘要用中文或英文描述4项目名称5项目类型1建筑物三维模型；2地下管线三维模型；3其它地物三维模型6建筑物三维模型总数用阿拉伯数字描述7西南角点x坐标记录项目所在区域范围最小外接矩形的西南、

11、东北角点坐标8西南角点y坐标9东北角点x坐标10东北角点y坐标11项目正南方向透视图记录项目所在区域范围的三维模型的正南、正北方向的效果图12项目正南方向顶视图13项目正北方向透视图14项目正北方向顶视图15项目质量说明验收质量：1优；2良；3合格16项目制作日期yyyymmdd17项目制作单位18项目验收单位19项目验收日期yyyymmdd20数据更新类型1竣工更新；2建设方案更新；3其他21数据更新日期yyyymmdd22数据志采集与绘制过程中发生的主要事件5 模型数据入库5.1 数据交换格式采用通用的三维模型数据格式，模型纹理独立于几何模型。在三维模型数据交换的同时，同时交换三维模型的属

12、性数据，应采用下表规定的数据类型。三维模型数据格式数据类型文件类型三维模型数据.3ds/flt/obj/wrl/kml等纹理数据不带alpha通道.jpg/tiff等带alpha通道.tga/tiff等动画纹理.avi/mpg等三维模型数据提供（支持）以下三维模型数据交换方式：1) 直接数据交换：把一个系统的数据文件进行格式转换，写成另一系统的数据文件；2) 公共数据交换：采用标准公共的gml文件交互或双方约定的ascii文件，通过程序将一个系统的数据文件转出并转入到另一系统中；3) 制定统一的空间数据互操作规范及相应的api函数，各个三维软件提供一套数据库或数据文件操纵函数的动态链接库，这样

13、不同的三维软件可操纵对方的数据，实现数据交换。5.2 数据集成三维地理模型数据库包括三维模型数据数据库、元数据库。1) 三维地理模型数据库的设计遵循先进性与实用性相结合、规范性与兼容性相结合、安全性与可维护性相结合的原则。2) 在数据集成前，采用数据压缩算法进行数据压缩，压缩算法为无损压缩。三维模型数据库采用文件系统管理，通过目录层级反映模型分层、分区和分类的信息。6 技术依据文件包头市测绘院2011年三维数字地图技术规程（试行），以下简称三维数字地图技术规程； gb/t 18316-2008数字测绘产品检查验收规定和质量评定。7 成果提交7.1 本项目提交成果1、10km2的建筑物3dmax

14、建模成果；2、有关本次合作项目的技术设计书、作业流程、作业规范及验收标准；3、文档资料：技术总结、检查报告以及甲方要求的相关过程成果资料；4、以上电子数据应提交相应的数据光盘一套。7.2 其它成果1、 纹理库：（包括不同的门、窗户、栅栏围墙、砖、路面及街道路牌、墙面墙体、大理石鹅卵石铺面、瓦、小品、植物主要是不同类型的数目）；2、 模型库：（包括游乐设施、体育设施、路标路灯、公园内的桌椅、照射灯、一些普遍的小品）；3、 有关一般建模以及复杂小品建模的学习文档及视频（培训用的资料）；4、 3dmax中关于三维建模的script(小脚本)；5、 本项目使用的软件的试用版和演示版（包头项目使用和外用

15、推广）；6、 贵方参与撰写的三维建模规范文档及建模的宝贵经验和意见汇总；注：1、 接到本技术要求7日内，乙方要向甲方提交本次合作项目的技术设计书、作业流程、作业规范及验收标准。2、 本技术指标及要求如有缺陷，具体细节在后续生产中由技术人员沟通完 成。3、 本项目还有20多平方的建模工作，后续是否继续合作，视本次合作10平方建模工作的完成情况而定。附录一 模型要素分类（1）建筑物分类按照建筑物形状、位置分布特点及复杂程度分为以下几类：1) 简单独立建筑物2) 附属建筑物：首先要确定它是一个建筑物且与一个主体建筑物相连。分为两种情况一种是一边与主体建筑物相连，另外一种是两边都与其它的建筑物相连（如

16、图1）。3) 多层建筑物：在每一类型建筑物之上的建筑物（如图2）。4) 内部庭院：分为简单内部庭院和复杂内部庭院。简单内部庭院为是指平顶房内的空地（如图3）；复杂的内部庭院是指由不同房檐类别围成的空地（如图4）。5) 复杂建筑物：建筑物主体包含球面、弧面、折面或多种几何形状；或者包含以上提到的多种类型建筑物（如图5）。图1附属建筑物图2多层建筑物图3 简单内部庭院图4 复杂内部庭院图5复杂建筑物根据屋顶形状，建筑物屋顶划分为以下几类：1) 平顶房：平顶房包括平顶和单斜面顶两类。2) 脊房：脊房包括鞍形屋顶、脊形屋顶、鞍脊屋顶合成、菱形屋顶。3) 复杂屋顶：包含多种几何造型的屋顶。图6 鞍形屋顶

17、图7脊形屋顶图8 鞍脊屋顶合成图9 菱形屋顶图10 复杂屋顶建筑物附属设施分为以下几类：烟囱；水箱；门廊、台阶、室外扶梯；房屋墩、柱；天窗；屋顶装饰；建筑物立面突出物或装饰；屋檐；避雷针。图11 屋顶装饰图12 单斜面顶、附属建筑物、多层建筑屋、水箱图13 屋檐（2）道路分类道路分为以下几类：高速公路；快速道；城市主干道；城市次干道；城市巷道；步行街；大车路。（3）水系分类水系分为以下几类：河流；湖泊；水库。（4）围墙分类围墙分为以下几类：普通围墙；栅栏、栏杆、篱笆、铁丝网等。（5）桥梁分类桥梁分为以下几类：立交桥；过街天桥；双层桥；人行桥。（6）构筑物分类构筑物分为以下几类：码头；防洪墙（防

18、洪堤）。（7）其它模型分类其他模型参照三维数字地图技术规程附录a执行。附录二 模型精细度分级a. 精细建筑物主要是指主干道两边临街第一排建筑、中高级的大型公建、重点大学主体建筑、企业主体建筑，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、1629层或高度超过50米的小区住宅、城市汽车客运站、具有地标性的高档住宅、别墅等。其表现精度要求如下：1) 0.5米以上凹凸结构特征、灯箱、广告及底商牌匾需要建模表现。2) 文字标识、logo、底商要求贴图清晰表现与原型保持一致。3) 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0.5米以上

19、需要建模表现、房顶及正门口的附属物长宽在0.50.5以上需要建模表现。4) 突出门厅、进出口大门、建筑重要面楼梯、接地台阶需要表现出结构。5) 建筑重要面的装饰柱（墙线）凹凸在0.5米需要建模表现。6) 房屋墩、柱：直径大于0.5米，且高度大于1米需要建模表现。7) 女儿墙和屋檐需要建模表现。8) 天窗必须表现（可用贴图表现）。9) 烟囱：直径大于1米，且高度大于2米，需要建模表现。10) 下穿结构需要建模表现。11) 模型中不能存在冗余的点、线和面。12) 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13) 老虎窗必须表现，房上水箱也要求和整个建筑统一色调。14) 建筑立面结构包括裙房底部结构符合现实建筑特征，贴图要求与建筑外观保持一致，达到95%的相似程度。b. 重点建筑物指次干道两边沿街面第一排建筑以及街区内中小型公建。如大专院校教学楼，中型医院、疗养院，地市级图书馆、文化馆、少年宫，俱乐部，6层以上16层以下的居民住宅以及场地面内部的多层公建，巷道两边沿街面第一排的厂房、城中村、棚户区、平房、中小型公建和精细建筑相