DB13_T 5739-2023城市仿真三维数据汇交规范.pdf
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1、 ICS 35.240 CCS P 50 13 河北省地方标准 DB 13/T 57392023 城市仿真三维数据汇交规范 Specification of 3D data collection for Urban Simulation 2023-05-06 发布 2023-06-06 实施 河北省市场监督管理局 发 布 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 缩略语.1 5 总体要求.2 6 模型制作.2 7 转换与建库.11 8 数据质量.12 附录 A(资料性)二维专题数据属性结构.14 参考文献.18 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准
2、化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由河北省自然资源厅提出。本文件起草单位:廊坊市自然资源和规划局、北京超图软件股份有限公司、廊坊数字空间科技有限公司、河北省地质测绘院、河北省地球物理勘查院。本文件主要起草人:赵健行、王亮、葛亚峰、蔡建民、赵金海、黄静新、王晓东、刘锋、姜北、马涛、王东旭、龚国旗、宋旭、于蓝、王姬丽、武建度、申珑珺、周丹丽、杜一、张馨予、王棋。城市仿真三维数据汇交规范 1 范围 本规范规定了城市仿真三维数据的总体要求、模型制作、转换与建库、数据质量等内容。本规范适用于城市仿真三维数据的汇交。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
3、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/T 39610-2020 倾斜数字航空摄影技术规程 CH/T 3003-2010 低空数字航空摄影测量内业规范 CH/T 3004-2010 低空数字航空摄影测量外业规范 CH/T 9015-2012 三维地理信息模型数据产品规范 CH/T 9016-2012 三维地理信息模型生产规范 CH/T 9024-2014 三维地理信息模型数据产品质量检查与验收 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。三维模型 3D model 应用三维建模工具软
4、件对现实世界的实体或虚构物体通过构建模型三维几何数据和模型纹理数据将其孪生存储于计算机内的多边形表示。注:按照模型时间精度分为:历史三维模型、现状三维模型、规划三维模型;按照生产建模方式分为:人工三维模型、倾斜摄影三维模型。历史三维模型 historical 3D model 反映城市以往不同时期的三维模型。现状三维模型 current 3D model 真实客观反映城市现状的三维模型。规划三维模型 planning 3D model 依据规划设计方案制作反映城市未来景象的三维模型。人工三维模型 artificial 3D model 人工采集数据并利用三维模型建模软件制作的模拟反映客观场景的
5、三维模型。注:主要包括:地形模型、建筑要素模型、交通要素模型、植被要素模型、水系要素模型、管线及地下空间设施要素模型、场地模型及其他要素模型。倾斜摄影三维模型 oblique photography 3D Model 通过倾斜摄影技术获取正视、侧视等多角度航空影像,经影像预处理、多视倾斜影像匹配、空中三角解算、稠密点云构建及噪声信息去除和模型重建等技术流程生成的三维模型 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。DEM 数字高程模型 Digital Elevation Model DLG 数字线划图 Digital Line Graphic DOM 数字正射影像图 Digital Orthophot
6、o Map DSM 数字表面模型 Digital Surface Model LOD 细节层次 Level Of Detail 5 总体要求 时空基准 5.1.1 坐标系统采用 2000 国家大地坐标系。确有必要时可采用与 2000 国家大地坐标系相联系的相对独立的平面坐标系。5.1.2 高程基准采用 1985 国家高程基准。5.1.3 时间基准采用公元纪年和北京时间。计量单位 5.2.1 长度单位为米,保留两位小数。5.2.2 面积单位为平方米,保留两位小数。数据格式 数据格式应符合表1的规定。表1 数据格式 数据类型 数据格式 人工三维模型数据 模型几何数据 Max/osgb 模型纹理数据
7、 png/jpg 倾斜摄影三维模型数据 osgb 地形数据 dem 影像数据 tif/img 二维专题数据 xml/xlsx/shp 模型缓存数据 s3mb 模型元数据 xml/xlsx/shp/txt 6 模型制作 人工三维模型 6.1.1 制作要求 6.1.1.1 数据成果基本要求 人工三维模型制作应符合下列基本要求:模型中心点统一;采用多边形方式建模;坐标位置、高程数据符合本规范 5.1 相关要求;建筑物、构筑物为单体化模型;无废点、废面、漏缝、漏面、闪面现象,法线方向正确;直线段数为 1,曲线段数不大于 6,圆柱段数不大于 8;场景中无辅助对象、虚拟物体;透明贴图面与其主体无分离;各类
8、模型间衔接正确合理,无穿插、错位、悬浮;三维模型与规划方案资料或现状资料保持一致。6.1.1.2 技术要求 人工三维模型数据生产应符合CH/T 9015、CH/T 9016的规定,模型类型、建模内容、模型分级及精度要求应符合表2规定。表 2 人工三维模型制作技术要求 模型类型 建模内容 模型分级及精度要求 备注 LOD1 LOD2 LOD3 LOD4 地形模 型 1.DEM 2.DOM DEM 格 网单 元 尺 寸 不宜大于10m10m;平坦地区 的 高 程 精度 不 宜 低 于2m,丘陵地区不宜低于5m,山 地 不 宜 低于10m,高山地 不 宜 低 于20m。DEM格网单元尺寸不宜大于5m
9、5m;平坦地区的高程精度 不 宜 低 于1.4m,丘陵地区不宜低于2m,山地不宜低于5m,高山地不宜低于10m;DOM分辨率不宜低于1m DEM格网单元尺寸不大于2.5m2.5m;平坦地区的高程精度不宜低于0.7m,丘陵地区不宜低于1m,山地 不 宜 低 于2.4m,高山地不宜低于5m;DOM分辨率不宜低于0.2m。以1:500、1:1000、1:2000比例尺地形图、航空影像及实地采 集 数 据 为 基础,DEM格网单元尺寸不大于2 m2m,采用真实地表铺地纹理反映地表质地、色彩、纹理特征;DOM分辨率不宜低于0.2m。建筑要素模 型 1.建筑物 包括建筑物主体及附属建筑物 和 内 部 庭
10、院等。2.建筑物屋顶 包括平顶房屋顶、脊房屋屋顶、复杂屋顶。3.建筑物附属设施 包括烟囱、水箱、门廊、台阶、室外扶梯、房屋墩、柱、天窗、屋檐、避雷针、建筑物里面突出物及屋顶装饰等。体 块 模型 应 根 据 建筑 基 底 和 建筑 高 度 生 成平 顶 柱 状 模型;平面尺寸精 度 不 宜 低于2m,高度精度 不 宜 低 于3m,对于高层建 筑 的 高 度精 度 可 放 宽至5m;建筑屋顶 结 构 可 以主 体 建 模 表示。基 础 模 型应表现建模物屋顶及外轮廓的基本特征,平面尺寸和高度精度不宜低于2m;建筑屋顶结构宜简化表示;大型台阶主体可建模表现,下穿结构、一般出口可贴图表现;普通台阶、烟
11、囱、屋檐、城墙栅栏等附属设施可不表现。标 准 模 型应精确反映房屋屋顶及外轮廓的基本特征,平面尺寸和高度精度不宜低于0.5m;模型屋顶反映出屋顶的结构兴时,直径大于1m的立面突出物或重点装饰建模表现,门廊、屋檐、檐廊可贴图表现,普通台阶、烟囱、城墙、栅栏等附属设施不表现。精细模型应精确反映房屋屋顶及外轮廓的详细特征,平面尺寸和高度精度不宜低于0.2m;反应建筑物任意维度变化大于0.5m的细节(个别标志 建 筑 大 于0.2m)通过建模表现,地下出入口 主 体 建 模 表现,烟囱、围墙、城墙、栅栏、房屋墩、柱、避雷针和水箱等可用于符号表现。各 类 建筑 物 模 型 在满 足 视 觉 要求的同时,
12、宜减 少 模 型 面数,降低纹理精度,在确保整 体 精 度 的前提下,可以参 考 不 动 产用 途 等 标 准分 类 规 定 各类 建 筑 的 模型 表 达 精 度和面数要求,原 则 上 单 个模 型 对 象 面数 不 大 于1500。表 2 人工三维模型制作技术要求(续)模型类型 建模内容 模型分级及精度要求 备注 LOD1 LOD2 LOD3 LOD4 道路要素模 型 1.道路:包括城际公路、城市道路和乡村道路。2.地面上轨道交通 包括铁路、轻轨等。3.桥梁 包 括 高 架桥、车行桥、人行桥。4.道路附属设施 包括道路交通标志与标线、路沿、制备隔离带和栅栏。道路中心线模型应反映道路走向,宜
13、利用城市道路中心线及其高程数据生成三维道路中心线。道路面模型应真实表现道路走向、路面起伏等情况,宜以1:500、1:1000、1:2000等 比例尺的地形图或数字正射影像图为基准,构建道路面的三维几何面。道路面及附属设施模型应基本反映道路的起伏、车道、隔离带、照明、交通站点等,路面纹理和道路附属设施可采用标准纹理和通用模型建立和表现。精细模型应包含道路模型以及交通附属设施模型,应真实准确反映道路及附属设施的结构、尺寸、质地、色彩等特征。植被要素模 型 1.道路两旁成行栽植的行树和绿地 2.公园、社区、庭院种植的景观植物 通 用 符号 模 型 宜 以1:500、1:1000、1:2000 等 比
14、例 尺 的 地 形图 或 数 字 正射 影 像 图 为基础,宜反映植被的分布,可 基 于 纹 理库实现。基 础 模 型宜采用单面片、十字面片或多片面的形式表现,宜采用标准纹理,基本反映树木的形态、高度、分布等主要特征,树木高度与实际误差宜在3m以内。标 准 模 型宜采用简单几何树干模型和多面片树冠形式,真实准确地反映树木的形态、高度、分布、位置、种类及色彩等特征,树木高度与实际物体误差宜在2m以内。精细模型宜采用逼真的几何模型与纹理相结合方式对树木整体进行建模,真实准确地反映树木的形态、高度、分布、位置、种类及色彩等特征,树木高度与实际误差宜在1m内。对 于 植被 要 素 中 树模型,为了提升
15、 系 统 加 载速度和效果,通 过 符 号 外挂 的 形 式 根据 位 置、树种、高度、角度、缩放比信息 设 定 三 维符号。水系要素模 型 包括水面、河床、码头、河堤、护栏、防洪墙等。可 不 表示。河 床 可 依托地形模型表现,码头可通过建模表现,河堤、护栏等附属设施通过贴图表现,其它设施不表现。河 床 可 依托地形模型表现,码头、河堤、护栏、防洪墙可通过建模表现,其他附属设施通过贴图表现。河堤、护栏、防洪墙等附属设施建模时为配合三维场景展示效果,应更改DEM与三维模型匹配 水 系 面基 于 矢 量 面加载和渲染,平面精度、高程 精 度 应 与建 模 场 景 周边 地 物 逻 辑一致。表 2
16、 人工三维模型制作技术要求(续)模型类型 建模内容 模型分级及精度要求 备注 LOD1 LOD2 LOD3 LOD4 管线及地下空间设施要素模型 1.地上地下管线 2.地下人防设施 3.地下交通设施 地 下 人防 设 施 要 素模 型 可 通 过自 动 提 取 影像 纹 理 贴 图制作,也可采用 示 意 纹 理制作;真实表达 管 线 在 平面 的 走 向 和竖 向 的 空 间拓扑关系,管线 节 点 和 设施 可 不 予 表现。地 下 人 防设施要素模型可采用通用纹理基本反应建筑物的颜色、质地等特征采用实地测量方式获取模型基底轮廓、高度,高度与实际物体误差不超过1m;管线断面尺寸应真实放映管线口
17、径和类型,管线节点和设施可采用符号表现。地 下 人 防设施模型反应建筑物内部主体结构与附属设施细节,高度与实际物体误差不超过0.5m,直径大于0.5m的里面突出物或重点装饰等建模表现;管线断面尺寸应真实放映管线口径和类型,管线断面可做圆滑处理,附属设施外观应能直接反应其功能和相同管线实体段之间的分流调节特征。地下人防设施模型反应建筑物长、宽、高任意维 度 变 化 大 于0.2m细节,模型使用的纹理材料与建筑物体外观保持一致,能清晰观察到建模物体每个细节;管线真实反应管口径形状,反应物体实际材料,匝口放水口等与地上其他精细模型结合紧密的附属设施要素模型与实 际 地 物 的 水平、垂直误差不宜超过
18、0.5m。高精度 管 线 建 模效 果 应 用 通过 专 业 探 查获 取 管 线 路由、管径、高程、埋深及附属物、特征点信息,采用专业 工 具 符 号化 建 立 二 三维 一 体 的 管线模型。场地模 型 地面上除建筑、交通、水系、植被外的自然或人工修筑所占的场地。通常境况下,影像分辨率低于2.5m处的场地可以用地形模型代替,如确需制作,可参考建筑分类或分区,按项目或街区分块制作和表达。其他要素模 型 除地形、建筑、交通、水系、植被、场地管线及地下空间设施外的要素,可分为辅助设施、美化设施两大类。可 不 表示。通 过 三 维符号库表示或示意纹理,形象反应出物体的形态和特征。模 型 宜 采用单
19、面片、十字面片或多面片形式表现,位置及几何池逊与现状吻合,模型高度精度不低于 模 型 自 身10%。根据实测物体尺寸和外业采集 纹 理 进 行 建模,细部可根据实际适当取舍,纹理贴图细节清晰。6.1.1.3 贴图要求 贴图应符合下列要求:单位尺寸采用 2 的 n 次方,且尺寸不大于 1024(像素)1024(像素);贴图裁切和透明度调节应在图片编辑软件中进行;贴图应使用 standard 标准材质,材质类型应使用 blinn,设置使用默认参数;门窗、层高线、字体、建筑立面等贴图的透视关系应准确;贴图不应出现眩光;贴图有分隔线或墙砖纹理的,接缝处应对齐;透明纹理贴图应单面片选择双面显示;每个贴图
20、对应一个标准材质球,不能重名;材质贴图的 Coordinates 参数不应改动,用 UVW Map、UVW Xform 修改器调整平铺参数;现状模型贴图应由图像数据加工提取;不应使用纯色或近似纯色的纹理贴图。6.1.1.4 烘焙要求 烘焙应符合下列要求:各建模单元需统一烘焙效果;应完成模型制作和贴图赋予后,进行烘焙;烘焙模拟灯光仿照东南方向日照;单位尺寸采用 2 的 n 次方,且尺寸不大于 512(像素)512(像素);烘焙后不应出现悬空、烧焦、斑点等与整个场景色调不符的视觉效果。6.1.2 数据组织 6.1.2.1 目录组织 数据成果目录组织应符合以下要求。按照时间精度命名第一层文件夹,示例
21、如图 1:图1 时间精度命名的文件夹示例图 按照年份命名第二层文件夹,示例如图 2:图2 年份命名的文件夹示例图 按照项目名称命名第三层文件夹,示例如图 3:图3 项目名称命名的文件夹示例图 项目名称文件夹内数据文件应包含模型纹理文件、模型文件和坐标偏移值文件,示例如图4:图4 文件示例图 6.1.2.2 模型文件命名规则 模型文件命名规则为:年份(4个字符)+项目名称编码(9个字符)+模型类型代码(2个字符)=15个字符,项目名称编码为项目名称首字母,用小写字母,取前9位,少于9位时,应在项目名称首字母前用“0”补充,示例如图5:图5 模型文件命名示例图 6.1.2.3 模型类型命名规则 模
22、型类型命名规则应符合表3要求。表 3 模型类型命名规则 模型类型 代码 建筑要素模型 jz 道路要素模型 dl 植被要素模型 zb 水系要素模型 sx 管线及地下空间设施要素模型 gx 场地模型 cd 其他要素模型 qt 6.1.2.4 模型对象命名规则 模型对象命名规则为:年份(4个字符)+项目名称编码(9个字符)+模型类型代码(2个字符)+模型顺序号(6个字符)=21个字符,项目名称编码为项目名称首字母,用小写字母,取前9位,少于9位时,应在项目名称首字母前用“0”补充,示例如图6:图6 模型对象命名示例图 6.1.2.5 模型贴图命名规则 模型贴图命名规则为:年份(4个字符)+项目名称编
23、码(9个字符)+模型类型代码(2个字符)+贴图顺序号(6个字符)=21个字符,项目名称编码为项目名称首字母,用小写字母,取前9位,少于9位时,应在项目名称首字母前用“0”补充,示例如图7:图7 模型贴图命名示例图 6.1.2.6 模型烘焙贴图命名规则 模型烘焙贴图命名规则为:模型对象名+thb。6.1.3 资料数据 人工三维建模资料数据包括:规划方案资料、现状资料。具体内容及要求应符合表4、表5规定。表 4 规划方案资料 资料 名称 内容 要求 总平图 矢量 总平图 内容齐全,坐标、格式正确。1.内容包括:项目用地红线、规划道路红线(道路中线和边线)、建筑退让线(红线、蓝线、绿线、紫线等相关控
24、制线)、建筑间距、建筑高度、基础0.00(含绝对标高)、建筑层数及经济指标(具体内容见备注)、道路、地块竖向设计等信息。2.坐标系为 2000 国家大地坐标系。3.格式要求为 dwg。表 4 规划方案资料(续)资料 名称 内容 要求 彩色 总平图 1.分辨率不低于 72dpi。2.图片尺寸不低于 4000(像素)4000(像素)。3.地物、建筑轮廓、道路、绿化、文字标注等要素清晰可辨。4.包含周边建(构)筑物及市政设施。5.应与矢量总平图内容、比例保持一致。6.应标注详细经济技术指标。7.格式要求为 jpg/tif/png。效果图 单体 效果图 1.分辨率不低于 72dpi。2.图片尺寸不低于
25、 4000(像素)4000(像素)。3.地物、建筑结构、道路、绿化等要素清晰可辨。4.纹理细节清晰。5.建筑风格、色调与场景鸟瞰图一致。6.包含所有建筑单体效果图。7.材质类型和 RGB 值应标注。8.格式要求为 jpg/tif/png。场景 鸟瞰图 1.分辨率不低于 72dpi。2.图片尺寸不低于 4000(像素)4000(像素)。3.地物、建筑结构、道路、绿化等要素清晰可辨。4.效果图覆盖整个项目建(构)筑物及周边建(构)筑物。5.与总平图建筑位置一致。6.纹理细节清晰。7.建筑风格、色调与单体效果图一致。8.格式要求为 jpg/tif/png。其他 资料 平面图 1.包含建筑的平面形状、
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