城市三维建模技术规范

国家行业标准《城市三维建模技术规范》全国专家研讨会《城市三维建模技术规范》编制情况汇报武汉市规划局二○○九年七月一、规范立项的背景、目的与意义二、规范编制的组织与实施三、规范编制的基本思路和主要内容四、有关问题及下阶段主要工作设想内容提要一、规范立项的背景、目的与意义自“数字城市”的概念提出以来，我国城市地理信息系统建设与应用取得了显著成就。近年来，许多城市以二维地理信息系统为基础，纷纷开展了三维城市建模和应用工作，这些成果不同程度地促进了城市建设和管理水平的提高。一、规范立项的背景、目的与意义（一）背景一、规范立项的背景、目的与意义北京广州重庆成都、青岛、济南、南宁等武汉深圳当前，城市三维模型建设正从起步探索阶段向深度和广度发展，大区域三维模型数据的生产与整合、跨行业和部门的数据共享与服务，对城市三维模型建设提出了新的要求。然而，我国并没有统一的城市三维模型数据标准和技术规范来满足城市三维模型建设和应用的新需要。因此，制订城市三维建模技术规范非常必要，也十分迫切。一、规范立项的背景、目的与意义武汉市规划局从2002年开始就开展了城市三维模型的研究与应用试点工作，先后建立了城市多个重点区域的三维模型。–数字汉江–两江四岸–新华路-新华西路–积玉桥地区辅助规划审批系统一、规范立项的背景、目的与意义2006年正式启动了武汉市三维数字地图建设与应用示范项目，该项目于2007年被建设部列为城市数字化工程示范项目（建科[2007]示06号）。一、规范立项的背景、目的与意义在上述工作和实践的基础上，武汉市规划局于2008年2月申请编写《城市三维建模技术规范》项目立项，同年5月该项目由建设部标准司正式批复立项（建标[2008]102号）。一、规范立项的背景、目的与意义本规范编制的目的就是：统一城市三维建模的技术要求，及时、准确地为城市规划、建设、管理、服务以及数字城市建设提供三维技术服务，推进城市三维模型数据的共享、共用。因此，《规范》的编制具有重要意义。（二）目的与意义一、规范立项的背景、目的与意义1.通过《规范》来统一数字城市建设中三维模型数据的采集、处理、制作、集成管理和更新维护等工作，促进数据生产协作；（二）目的与意义一、规范立项的背景、目的与意义2.通过《规范》可提高城市三维模型建设相关行业的技术水平，进而推动数字城市建设；3.通过《规范》可促进城市三维模型在城市规划、建设和管理等领域中的应用，进而提高城市规划、建设、管理的决策效率和服务水平；4.通过《规范》能促进城市信息资源的共享，使不同行业、不同部门制作的三维模型数据实现真正意义上的共建、共享与共用；（二）目的与意义一、规范立项的背景、目的与意义5.通过《规范》统一三维模型数据标准，可规范信息系统的数据基础，促进信息系统开发与应用。二、规范编制的组织与实施2008年5月，建设部标准司正式批复了制定《城市三维建模技术规范》的项目立项后，我局作为主编单位，按照标准制定的工作程序，积极抓紧组织落实。在已有的工作基础和搜集资料的基础上，根据该规范的适用范围和主要技术内容，经多次研讨协商，初步确定了《规范》大纲草案、工作进度计划、编制组成员及具体分工等。成立了由张文彤局长为主任，武汉市规划局、武汉市城市规划信息中心、建设综合勘察设计研究院、武汉大学、武汉市城市规划研究院、武汉市勘测设计研究院等有关领导和技术人员参加《规范》编委会。（一）成立编委会与起草专班二、规范编制的组织与实施二、规范编制的组织与实施（一）成立编委会与起草专班在《规范》编委会的组织下，为有效推进规范起草工作，编委会组织召开了《规范》的起草工作会议，成立了由我局盛洪涛副局长为组长，各参编单位的骨干技术人员组成的《规范》起草工作专班。二、规范编制的组织与实施2008年8月18日，在武汉召开了《城市三维建模技术规范》编委会第一次全体会议，标志着《规范》起草工作正式启动。会议研究确定了编制原则、编制大纲、编写分工以及进度安排。住房和城乡建设部标准定额研究所雷丽英处长到会提了要求。（二）召开了两次编委会，形成征求意见稿二、规范编制的组织与实施2008年9月、10月，起草专班人员集中两次封闭进行《规范》的起草，完成《规范》初稿编写。（二）召开了两次编委会，形成征求意见稿二、规范编制的组织与实施2008年12月25日，《规范》编委会组织召开编委会第二次全体会议。认真传达和学习了住房和城乡建设部《关于印发〈工程建设标准编写规定〉的通知》（建标[2008]182号）精神。就《规范》初稿内容提出了修改意见。（二）召开了两次编委会，形成征求意见稿二、规范编制的组织与实施2009年1月~5月，起草专班人员四次集中封闭进行《规范》的起草和修改完善，最终形成了《规范》征求意见稿。（二）召开了两次编委会，形成征求意见稿三、规范编制的基本思路和主要内容三、规范编制的基本思路和主要内容（一）基本思路1.实用性与通用性相结合。《规范》以武汉市三维数字地图系统建设标准成果为基础，具有实用性，并要考虑到不同城市建模软件、精细程度等的不同，着重于一般性和通用性要求。2.与具体应用相结合。《规范》成果要与城市规划管理、城市网格化管理等重点应用，通过应用检验和完善标准。3.地上地下相结合。《规范》要考虑将城市地上和地下空间作为一个整体纳入建模标准制定的范畴。三、规范编制的基本思路和主要内容（一）基本思路4.完整性与可操作性相结合。《规范》要完整描述三维模型的制作、交换、应用与更新，又要注意具有可操作性和指导性。5.不依赖于某一具体的制作工具与软件系统。《规范》所规定的内容，不能依赖于某一具体的制作工具与软件系统，要有独立性和普遍性。三、规范编制的基本思路和主要内容（二）主要内容1总则2术语和代号3基本要求4模型数据组织与命名规则5数据采集与处理6三维模型制作7数据集成与管理8数据更新与维护三、规范编制的基本思路和主要内容1总则主要阐明本规范的定位：是为统一数字城市建设中城市三维模型数据的制作和管理维护等技术要求。三、规范编制的基本思路和主要内容城市三维模型3DCityModel地形模型TerrainModel建筑模型BuildingModel交通设施模型TransportationModel管线模型PipelineMode细节层次LevelofDetail2术语和代号纹理Texture纹理分辨率TextureResolutionAlpha通道AlphaChannel建模单元ModelingUnit框架数据FrameData原始模型数据OriginalModelData系统集成的模型数据SystemIntegratedModelData三、规范编制的基本思路和主要内容3.1模型分类与规格3.2技术要求3.3质量要求3.4元数据3基本要求模型类型LOD1LOD2LOD3LOD4地形模型DEMDEM+DOMDSM+DOM精细模型建筑模型体块模型基础模型标准模型精细模型交通设施模型三维道路中心线三维道路面道路面+附属设施精细模型管线模型三维管线中心线三维管线体管线体+附属设施精细模型其他模型三维符号图像体模型－模型分类与规格表三、规范编制的基本思路和主要内容4.1建模区域划分与模型命名4数据组织与命名规则4.2模型数据组织地形模型：宜采取分层和分块相结合的数据组织方式。三维模型：宜采用分层、分区、分类相结合的方法。属性数据：宜采用关系数据库管理系统进行存储。元数据：应采用XML描述，并遵循相关标准。三、规范编制的基本思路和主要内容5.1框架数据采集与处理框架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。5.2纹理数据的采集与处理纹理数据应采集城市三维建模所需的地表和地物表面影像信息。5.3属性数据采集与处理属性数据应依据城市三维模型的应用需要进行采集。5数据采集与处理三、规范编制的基本思路和主要内容6.1地形模型内容包含山体、水系和植被等地形地貌。6.2建筑模型内容包括各类地上建筑物、各类地下建筑物和其他建（构）筑物。6.3交通设施模型内容包括道路、铁路及桥梁和道路附属设施。6三维模型制作6.4管线模型内容包括地上管线模型和地下管线模型。6.5其他模型主要包括除地形、建（构）筑物、交通和管线模型以外的城市要素，可分为辅助系统和美化系统等两个大类。6.6模型评价与模型验收三、规范编制的基本思路和主要内容7.1数据交换格式7.2数据一致性处理7.3数据集成7.4数据管理7数据集成与管理三维模型数据交换格式的数据类型数据类型文件类型三维模型数据.3DS/FLT/OBJ/X/WRL/KML/DAE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、规范编制的基本思路和主要内容8.1数据更新一般要求为保证数据的正确性和现势性，应及时收集变化的数据，对数据进行持续更新和维护。其内容应包括模型数据、属性和元数据等信息的更新维护，以及更新和修改前的历史数据的管理。8.2数据更新技术方法8.3数据备份数据备份对象应包括交换格式成果和系统模型成果，具体内容应包括城市三维模型数据、元数据、属性信息等。8数据更新与维护三、规范编制的基本思路和主要内容附录A建筑属性表附录B建设项目地块属性表附录C道路属性表附录D道路设施属性表附录E管点属性表附录F管线属性表附录G管线类型-附属设施分类说明附录H城市三维模型数据质量控制指标评价的级别本规范用词说明引用标准名录条文说明四、有关问题及下阶段主要工作设想四、有关问题及下阶段主要工作设想规范是否适用于各类大、中、小城市？《规范》的编制建立在武汉市三维数字地图建设实践经验的基础上，并结合了广州、深圳、南宁和重庆等有代表性城市的建设经验。同时，武汉是一座有山、有水、有现代建筑、有古建筑等丰富城市要素的特大城市，它基本涵盖了我国各城市的特征。因此，由上述建设经验总结提炼出的《规范》具有普遍性和通用性，能适用于各类城市的城市三维模型制作。（一）有关问题四、有关问题及下阶段主要工作设想（一）有关问题城市三维模型按照地形模型、建筑模型、交通设施模型、管线模型以及其他模型分类是否能满足各领域需要？城市三维模型分为地形模型、建筑模型、交通设施模型、管线模型以及其他模型五大类，是源于城市规划、管理的需要。对于其它专题应用，可以在这五大类的基础上，进行更细致的划分，以满足其应用需要。四、有关问题及下阶段主要工作设想（一）有关问题城市三维模型的细节层次划分是否合理，能否满足不同应用需要？《规范》将城市三维模型的细节层次划分为四个级别，基本能满足城市宏观至微观的各种应用需要。比如，LOD1可用于城市建设演变的宏观分析；LOD2可用于城市区域发展的研究；LOD3可满足大部分专题应用的需要；LOD4可满足城市精细化管理、考古等微观研究需要。四、有关问题及下阶段主要工作设想（一）有关问题目前是否有公认统一的三维模型数据交换格式？目前，三维模型数据的交换标准主要包括ISO/IEC标准VRML/X3D、开放地理信息系统协会（OGC）推出的开放式标准KML和CityGML，但都有其局限性，比如VRML因技术局限发展缓慢，支持CityGML标准的工具稀少。而城市三维模型很注重城市建（构）筑物几何表现，各地广泛使用3DSMax、Maya、SketchUp、MultiGenCreator、MircoStation等三维建模软件进行模型制作，3ds、flt、obj、x、wrl以及dae等三维模型文件格式被广泛支持，因此本规范推荐将上述文件格式作为通用格式，用于三维模型数据交换。四、有关问题及下阶段主要工作设想（二）下阶段主要工作设想1.在专家研讨会的基础上，进一步完善《规范》内容，之后通过信件、网络等方式广泛征求意见。2.在征求意见的基础上，召开第三次编委会对《规范》内容进行完善，形成送审稿。3.召开专家评审会。4.召开第四次编委会，依据专家意见对《规范》进行修改完善，形成报批稿。5.2009年底，将报批稿上报建设部。谢谢！