智慧城市下城市三维模型的构建与技术要求

近年来，以物联网、云计算、移动互联网为代表的新一代信息技术，和知识社会环境下逐步孕育的开放的城市创新生态，驱动了智慧城市的形成与发展。

从技术发展的视角来看，智慧城市建设要求通过以移动技术为代表的物联网、云计算等新一代信息技术应用实现全面感知、泛在互联、普适计算与融合应用。从社会发展的视角来看，智慧城市还要求通过维基、社交网络、Fab Lab、Living Lab、综合集成法等工具和方法的应用，实现以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的知识社会环境下的可持续创新，强调通过价值创造，以人为本实现经济、社会、环境的全面可持续发展。

无论是前者的技术创新层面应用，还是后者的社会创新层面应用，智慧城市的最终形成必须通过系统或平台，来接收和处理智慧城市在运行过程中产生的数据。在这个系统或平台中，城市三维模型作为智慧城市的数字地图，在构建过程中，必须按照国家标准的技术规范，形成统一标准的城市三维模型。

2010年，为统一城市三维建模技术要求，国家住房和城乡建设部发布行业标准《城市三维建模技术规范》CJJ/T 157-2010，对城市三维模型的基本规定、建模单元划分与模型命名、数据采集与处理、三维模型制作等作出了相应的规定。规范提出：

1.定义
城市三维模型是城市地形地貌、地上地下人工建(构)筑物等的三维表达，反映对象的空间位置、几何形态、纹理及属性等信息。本规范中的城市三维模型数据主要包括地形模型、建筑模型、交通设施模型、管线模型、植被模型及其他模型等数据内容。

2.基本规定
1.模型分类与规格
1.1城市三维模型宜分为地形模型、建筑模型、交通设施模型、管线模型、植被模型以及其他模型等，各类模型按表现细节的不同可分为LOD1、LOD2、LOD3、LOD4四个细节层次，并应符合下表的规定。在同一地区可建立不同细节层次的模型。


1.2不同细节层次的地形模型应符合下列规定：
1）地形模型LOD1应为反映地形起伏特征的模型；DEM格网单元尺寸不宜大于10m×10m；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；
2）地形模型LOD2应为反映地形起伏特征和地表影像的模型；DEM格网单元尺寸不宜大于5m×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；
3）地形模型LOD3应为反映地形起伏特征、地表形态及其影像的模型；DEM格网单元尺寸不大于2.5m×2.5m；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；
4）地形模型LOD4应为逼真反映地形起伏特征和地表形态的模型，宜以1：500、1：1000、1：2000等比例尺的地形图、航空影像及实地采集数据为基础，采用真实的地表铺地纹理反映地表的质地、色彩、纹理等特征。

1.3不同细节层次的建筑模型应符合下列规定：
1）体块模型应根据建筑基底和建筑高度生成平顶柱状模型；建筑物基底宜以1：500、1：1000、1：2000等比例尺的地形图建筑轮廓线为依据；建筑高度可根据建筑性质采用对应的平均层高间接获得，也可通过航空或近景摄影测量、车载激光扫描、机载激光扫描或野外实地测量等方式直接获得；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；
2）基础模型应表现建筑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；
3）标准模型应精确反映建筑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0.5m；
4）精细模型应精确反映建筑物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。

1.4不同细节层次的交通设施模型应符合下列规定：
1）道路中心线模型应反映道路走向，宜利用城市道路中心线及其高程数据生成三维道路中心线；
2）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；
3）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通用纹理和通用模型建立和表现；
4）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。

1.5 不同细节层次的管线模型应符合下列规定：
1）管线中心线应表现各类管线的走向及空间拓扑关系，应以管线普查和管线竣工测量数据为基础建立；
2）管线体模型应表现各类管线走向、空间拓扑关系、管线口径及埋深等，应根据管线类型、管线断面尺寸等信息建立管线体模型；
3）管线体及附属设施模型应表现各类管线的主从关系、连接及分流情况，附属设施可采用通用模型；
4）精细管线模型应真实准确地反映各类管线的形态、结构、管线点、管网布设及附属设施等，并宜增加模型的细腻度和质感。

1.6不同细节层次的植被模型应符合下列规定：
1）通用符号模型宜以1：500、1：1000、1：2000等比例尺的地形图或数字正射影像图为基础，宜反映植被的分布，可基于通用纹理库实现；
2）基础模型宜采用单面片、十字面片或多片面的形式表现，宜采用通用纹理，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；
3）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；
4）精细模型宜采用逼真的几何模型与纹理相结合的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以内。

1.7不同细节层次的其他模型应符合下列规定：
1）通用符号模型可使用通用模型表达模型的分布和特征，宜以1：500、1：1000、1：2000等比例尺的地形图为基础，反映其他模型物体的分布及主要特征，可采用通用模型或通用纹理示意表现；
2）基础模型应以实际测量数据为依据，结合真实的纹理图片，宜采用单面片、十字交叉面片、多面片等方式表现建模物体的基本形态、样式、高度、分布、位置及纹理特征，纹理宜采用简单贴图，高度精度不宜低于模型自身高度的20％；
3）标准模型应根据实际测量的物体尺寸和外业采集的纹理信息精细建模，应真实、准确的反映物体的各部位几何特征、样式、高度、分布、位置、质地、色彩及纹理等，模型细部可根据实际情况进行取舍，取舍掉的细部结构可采用纹理进行辅助表现，纹理贴图要求细节清晰，高度精度不宜低于模型自身高度的10％；
4）精细模型应根据实际测量的物体尺寸和外业采集的纹理信息精细建模，应真实、准确地反映物体的各部位几何特征、样式、高度、分布、位置、质地、色彩及纹理等，模型细部可根据实际情况进行取舍，取舍掉的细部结构可采用纹理进行辅助表现，纹理贴图要求细节清晰，高度精度不宜低于模型自身高度的5％。


2.技术要求
2.1城市三维模型的空间参照系必须与该城市基础测绘所用的平面坐标系统和高程基准相一致。

2.2城市三维模型应按照本规范第3.1节（因省略部分章节，规范章节与本文章节不一致，具体请查看规范）的规定划分细节层次，其几何模型应符合下列规定：
1）应统一以“米”为计量单位；
2）所有模型轴心点定义应统一；
3）每个模型应为独立对象；
4）在满足各级别模型细节层次要求的情况下，应尽量减少几何模型的面数；
5）不应存在漏缝、共面和废点等；
6）对重复利用的纹理和模型，宜分别建立纹理库和模型库。

2.3城市三维模型的纹理应符合下列规定：
1）应真实反映建模物体的颜色、质地和图案等，同一区域同种类物体纹理应协调一致；
2）应与几何模型细节层次相匹配，纹理应清晰可辨；
3）纹理尺寸应为2的n次幂，且不宜超过2048×2048像素；
4）对重复利用的纹理，宜建立纹理库。

2.4城市三维模型属性信息应包含描述模型类型、用途和特征等的基本属性信息和专题属性信息，并应符合下列规定：
1）三维模型的属性信息应与单个模型一一对应；
2）属性内容应正确、完整；
3）可根据实际应用需要进行扩充。

3.质量要求
3.1城市三维模型的质量应满足完整性、几何精度、属性精度、现势性和逻辑一致性的要求。
3.2城市三维模型的完整性应符合下列规定：
1）三维模型数据要素应全面完整，不应有重复或遗漏；
2）三维模型数据要素不宜有冗余；
3）不同类型、不同细节层次数据的拓扑关系应完整、正确。

3.3城市三维模型的几何精度应符合下列规定：
1）城市三维模型数据的平面坐标值(X、Y)应与实际测量值保持一致；
2）城市三维模型数据的高度(Z)，根据不同模型类别和细节层次，应符合本规范第3.1节（因省略部分章节，规范章节本文章节不一致，具体请查看规范）的有关规定；
3）模型数据各组成部分的相对位置应准确。

3.4城市三维模型的属性精度应符合下列规定：
1）城市三维模型属性应根据不同模型类别设置不同的属性字段；
2）各类模型分类及其编码应正确完整；
3）城市三维模型的属性项和属性值应准确、完整。

3.5城市三维模型的现势性应符合下列规定：
1）应按需求定期或及时对数据进行更新，保持数据的现势性
2）元数据或要素属性中应包含时间标识。

3.6城市三维模型的逻辑一致性应符合下列规定：
1）城市三维模型数据在遵循的概念模式规则上应具有一致性；
2）城市三维模型数据存储的数据格式应具有一致性；
3）城市三维模型数据空间位置应具有拓扑一致性。

4.元数据
4.1城市三维模型元数据应说明三维模型数据的内容、质量、状况和其他有关特征，并应符合下列规定：
1）适用于数据存储、建库的要求；
2）适用于数据的管理、转换的要求；
3）适用于数据查询、浏览、检索的要求；
4）适用于数据发布、共享的要求。

4.2元数据应符合现行行业标准《城市地理空间信息共享与服务元数据标准》CJJ/T 144的规定。

3.建模单位划分与模型命名
1.建模单元划分与编码
1.1城市三维模型建模单元的划分应符合下列规定：
1）应以相对稳定的自然地形地物为界，并应保持边界的稳定性；
2）应与管理单元统筹考虑，并应结合行政区划界线，方便项目实施及基础资料收集整理；
3）应考虑城市历史、景观、生态等控制要素的相对完整；
4）所有建模单元应完整覆盖建模区域，无缝衔接。

1.2城市三维模型建模单元的编码应符合下列规定：
1）城市三维模型建模单元宜按“区(县)、管理单元、建模单元”三级进行划分，其中，管理单元可以是街道(乡、镇)等行政管理单元，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；
2）建模单元编码应由行政区划代码、管理单元顺序号和建模单元顺序号三部分组成，并应符合下列规定：


①行政区划代码采用6位编码方式，其编码应符合现行国家标准《中华人民共和国行政区划代码》GB/T 2260的规定；
②当管理单元采用街道(乡、镇)划分时，应采用所在城市统一的街道编码；当采用规划管理的分区划分时，应采用管理单元的顺序号，并应使用3位编码方式；
③建模单元编码可采用自然顺序编号，并应使用2位编码方式。

2.模型命名
2.1城市三维模型及纹理的命名应符合下列规定：
1）命名应正确、合理、简明；
2）宜使用字母、数字和下划线组合命名；
3）所有模型及纹理的命名必须唯一；
4）命名规则应具有可扩充性。

2.2城市三维模型的命名应符合下列规定：
1）城市三维模型命名宜按“建模单元编码、模型类型、模型细节层次、模型顺序号”四级进行编码，建模单元编码应符合本规范第4.1.2条（因省略部分章节，规范章节与本文章节不一致，具体请查看规范）的有关规定；模型类型应按地形模型、建筑模型、交通设施模型、管线模型、植被模型和其他模型划分，可采用各类别名称首字母缩写，也可采用英文缩写；细节层次应划分为LOD1～LOD4四个层次；模型顺序号应为各类建模物体顺序编号；
2）城市三维模型命名应由建模单元编码、模型类型、模型细节层次和模型顺序号四部分组成。



2.3 城市三维模型的纹理应与模型名称相对应，可采用模型命名加顺序号的方式。

4.数据采集与处理
1.框架数据采集与处理
1.1框架数据应包括下列内容：
1）地表及其特征点的位置、高程；
2）建(构)筑物的位置、高度、基底形状、立面和屋顶结构；
3）交通设施的位置、形状和结构；
4）管线特征点的位置、高程、管线的断面尺寸；
5）植被的位置和高度；
6）其他地物的位置、形状和尺寸。

1.2框架数据宜从已有DLG、DEM、DOM、管线普查和竣工测量等勘测资料中提取，也可实地采集。
1.3地形模型LOD1、LOD2和LOD3的框架数据应以DEM数据作为地表起伏特征的依据，地形模型LOD4的框架数据宜从1：500、1：1000、1：2000等比例尺的地形图中提取或采用测量方法采集。
1.4建筑模型的框架数据应从DLG数据中提取或采用测量方法采集建(构)筑物及其附属设施的位置、高度和几何形态信息，也可利用设计资料获取。
1.5交通设施模型的框架数据应从DLG数据中提取或采用测量方法采集交通设施的位置、高度和几何形态信息，也可利用设计资料获取。
1.6管线模型的框架数据应利用管线普查和竣工测量等方式，提取管线位置和高程信息，并宜利用管线的管径或横断面信息作为几何形态的依据。
1.7植被模型的框架数据应从DLG数据中提取或采用测量方法采集植被模型的位置、高度等信息，也可通过拍照等方式获取植被覆盖的空间形态。
1.8其他模型的框架数据应从DLG数据中提取或采用测量方法采集相应要素的位置、高度和几何形态信息。

1.9框架数据采集应符合下列规定：
1）选用的已有测绘资料应满足建模现势性和精度要求，不能满足要求时应进行更新测量；
2）平面和高程数据测量的采集，应符合现行行业标准《城市测量规范》CJJ 8的相关规定；
3）应以准确表达对象几何形态特征为原则，可通过图像或视频等辅助方式描述几何形态的细节特征。

1.10框架数据的处理应符合下列规定：
1）应对分区采集的框架数据进行合并和接边处理；
2）应根据建模单元进行分块、分层处理；
3）可转换为建模软件或管理软件需要的文件格式。

2.纹理数据的采集与处理
2.1纹理数据应包括下列内容：
1）地表影像信息；
2）建(构)筑物屋顶和外立面影像信息；
3）交通设施表面影像信息；
4）植被表面影像信息
5）其他地物的表面影像信息。

2.2纹理数据的采集应符合下列规定：
1）地形模型LOD1、LOD2和LOD3的纹理数据可采用城市DOM数据，LOD4的地形纹理可采取实地拍照方式采集；
2）建筑模型的外立面纹理可采取摄影测量、激光扫描等遥感技术或实地拍照方式采集，顶部纹理可利用DOM数据，也可采取实地拍照方式采集；
3）交通设施模型的纹理可采取摄影测量、激光扫描等遥感技术或实地拍照方式采集，路面标线纹理可利用DOM数据提取，也可采取实地拍照方式采集；
4）管线模型的纹理可采取图像处理方式制作；
5）植被模型的纹理可采取实地拍照方式采集或制作纹理库；
6）其他模型的纹理可采取摄影测量、激光扫描等遥感技术，实地拍照方式采集或图像处理方式制作。

2.3利用摄影测量、激光扫描等技术提取的纹理应满足分辨率要求，且影像应无变形、无失真。

2.4实地拍照采集纹理应符合下列规定：
1）应选择光线较为柔和均匀的天气，按正视角度进行拍摄，应避免逆光拍摄；
2）应拍摄地物所有部位的表面影像。有重复单元的表面，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；
3）应根据不同细节层次的模型确定拍照需要表现的细节；
4）应拍摄有代表性的表面影像制作可重复利用的纹理。

2.5 采集的纹理数据的处理应符合下列规定：
1）纹理数据应色调协调，自然美观；
2）纹理数据应真实反映实际材质的颜色、质感、图案和年代特征；
3）纹理数据应进行纠正处理，并减少视角或镜头畸变引起的变形；
4）纹理数据不宜含有建模影像以外的其他影像；
5）相同细节层次的模型纹理应具有相近的纹理分辨率；
6）纹理数据拼接应无缝，且过渡自然；
7）宜转换为统一的文件格式。

3.属性数据采集与处理
3.1属性数据应依据城市三维模型的应用需要进行采集，宜包括下列内容：
1）建筑的名称、权属单位、地上建筑层数、建筑结构、建筑性质、建筑面积、停车位、建成时间等；
2）交通设施的名称、道路等级、道路宽度、建成时间等；
3）管线的类型、材料、埋设方式、断面尺寸、权属单位等；
4）植被的名称、种类、树龄、权属单位等
5）其他模型对应的名称、权属单位等。

3.2属性数据应利用已有的城市基础地理信息资料和其他统计资料提取，也可采取实地调查方式采集。

3.3属性数据采集应符合下列规定：
1）每个建模地物均应具有相应的属性；
2）属性数据采集宜与框架数据、纹理数据的采集同步进行；
3）实地调查采集数据应进行校核检查，保证建模地物的属性信息正确完整。

3.4属性数据采集内容宜符合下列规定：
1）建筑模型的属性结构宜符合本规范附录A的规定；
2）交通设施模型的属性结构宜符合本规范附录B、附录C、附录D的规定；
3）管线模型的属性结构宜符合本规范附录E、附录F的规定；
4）植被模型的属性结构宜符合本规范附录G的规定；
5）其他模型的属性结构宜符合本规范附录H的规定。


5.三维模型制作
1.地形模型
1.1地形模型应包括山地、丘陵、平原、河流和湖泊等建模内容。
1.2 地形模型的制作应符合下列规定：
1）地形模型数据应由几何数据和纹理数据组成，模型应简洁、完整地表达城市地表起伏形态特征，便于快速、清晰地判断城市的地形特征和方位；
2）地形模型制作前，应根据需要合理确定几何模型表达的精度要求及纹理的分辨率、尺寸；
3）地形模型的边界线必须为闭合多边形；
4）地形模型制作的质量应符合下列规定：
①地形模型的几何精度宜符合现行国家标准《数字测绘成果质量要求》GB/T 17941关于相应DEM格网精度和应用需求的规定；
②地形模型的纹理分辨率宜符合现行行业标准《城市基础地理信息系统技术规范》CJJ 100中关于相应DOM分辨率和应用需求的规定；
③相邻建模单元的地形模型应平滑衔接，不得出现重叠和漏缝
④地形模型应完整覆盖整个建模区域。

1.3地形模型的建模方法应符合下列规定：
1）根据设计或应用需要，地形模型可按本规范表3.1.1（因省略部分章节，规范章节与本文章节不一致，具体请查看规范）中四个细节层次的一种或多种进行建模；
2）地形模型，LOD1、LOD2和LOD3宜由程序自动生成，不同细节层次的地形模型应采用不同精度的数据进行制作；对地形较为复杂的局部地区，可通过增加地形特征线、特征点或手工调整的方式进行修改调整
3）地形模型制作利用的DEM和DOM数据应满足本规范第3.1.2条（因省略部分章节，规范章节与本文章节不一致，具体请查看规范）规定的精度要求；
4）地形模型宜由DEM数据构建三角网，生成地形三维模型，并叠加DOM作为纹理来表现；对需要表现局部地区细节特征的情况，应利用等高线、高程点和特征点、线等数据进行细化；
5）地形模型LOD4宜以1：500、1:1000、1：2000等比例尺的地形图、遥感影像、激光扫描点云或实地采集的数据为基础，采用交互式CAD建模或激光点云建模的方式制作，可按本规范第4.1节（因省略部分章节，规范章节与本文章节不一致，具体请查看规范）的规定划分建模单元；
6）地形模型LOD4应与建筑模型、交通设施模型、植被模型及其他模型底部无缝衔接。

2.建筑模型
2.1建筑模型应包括下列建模内容：
1）各类地上建(构)筑物，包括建(构)筑物主体及其附属设施；
2）各类地下建(构)筑物，包括地下停车场、地下商场、地下人防工程等。

2.2建筑模型应符合下列规定：
1）建筑模型在满足视觉效果的情况下，宜减少模型的几何面数和降低纹理的分辨率；对有规律纹理可采用重复贴图的方式；
2）建筑模型的基底、外立面几何结构与建筑高度应准确，纹理拼接应过渡自然；
3）纹理应正确反映木材、石材、玻璃、金属等建筑材质特征。

2.3建筑模型应采用下列建模方式：
1）宜利用交互式CAD、摄影测量或激光扫描等技术进行几何建模
2）体块模型建模应符合下列规定：
①体块模型的基底轮廓线应基于1：500、1：1000、1：2000等比例尺地形图中建筑物的基底轮廓线直接生成，并与地形图保持一致；
②体块模型可依据建筑物基底的几何形状及建筑高度生成几何模型，纹理可用单色表示。

3）基础模型建模应符合下列规定：
①基础模型的基底轮廓线应基于1：500、1：1000、1：2000等比例尺地形图中建筑物的基底轮廓线直接生成，并与地形图保持一致；
②基础模型的立面可依据建筑物的外立面几何结构及建筑高度生成几何模型，应反映出坡屋顶、平屋顶、穹顶等屋顶结构形式；
③纹理应基本反映建筑物的颜色、质地、图案和局部细节特征。

4）标准模型建模应符合下列规定：
①基底轮廓线应基于1：500、1：1000、1：2000等比例尺地形图中建筑物的基底轮廓线直接生成，并与地形图保持一致；
②应反映外立面上阳台、窗、广告牌及各类附属设施的变化；
③应反映屋顶结构形式与附属设施等细节；
④纹理宜与实际基本一致，可反映建模物体的颜色、质地和图案等；纹理中不得包含建筑以外的物体，物体外立面及屋顶主要的变化细节应清晰可辨。

5）精细模型建模应符合下列规定：
①宜根据精密仪器测量结果或建筑设计资料制作；
②应精确反映建筑的外立面、屋顶结构形式及各类附属设施等的细节；
③纹理应与实际一致，真实反映建模物体的颜色、质地和图案等；纹理中不得包含建模物体以外的物体，物体的外立面及屋顶变化细节应清晰可辨。

3.交通设施模型
3.1交通设施模型应包括下列建模内容：
1）道路，包括公路、城市道路、厂矿道路、林区道路、乡村道路及下穿通道等；
2）轨道交通及桥梁，包括铁路、轻轨、地铁、高架路、立交桥、人行天桥、公铁两用桥、支座、引桥、栏杆、拉索等；
3）道路附属设施，包括道路交通标志和标线、路沿、植被隔离带、栅栏、顶篷、路灯、信号灯等。

3.2交通设施模型应符合下列规定：
1）交通设施的位置及二维尺度应根据1：500、1：1000、1：2000等比例尺的地形图或DOM确定，高度信息可进行实地测量或根据遥感影像及现场勘查资料进行判读；
2）道路的铺装方式和材质特点可依据城市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；
3）道路上的各类交通标识宜与实际情况一致，包括各类交通标志、标线和信号灯等；
4）其他道路附属设施宜依据现实中的典型形式进行建模或纹理表现，几何尺寸应符合相关设施的设计、制造规范，可重复使用。

3.3交通设施模型可采用下列建模方式：
1）交通设施线状模型应依据地形图中的道路中心线和地表高程点数据制作，应与道路中心线一致，弧线路段可作圆滑处理。
2）道路面建模应符合下列规定：
①依据地形图中道路边线形成三维几何面模型，弧线路段可作圆滑处理；
②纹理可采用简单贴图。

3）道路面及附属设施建模应符合下列规定：
①应依据地形图中道路边线进行三维几何面建模，弧线路段可作圆滑处理；
②纹理应反映路面材质及交通标线；
③交通附属设施模型的位置和几何尺寸宜与现状一致。

3.4精细模型建模应符合下列规定：
①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；
②基底轮廓线应与地形图或设计图一致，弧线路段可作圆滑处理，模型高度可进行现场测量或通过现场照片判读；
③纹理要求细节清晰，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。

4.管线模型
4.1管线模型应包括下列建模内容：
1）管线，包括埋设于地下各类管道、直埋缆线和地上架空管线；
2）管线特征点，包括管线线路上交叉、分支、转折、变材等连接关系的点；
3）管线附属设施，包括对管线载体传输有分流、汇聚、增压、降压、输出的专业设备。

4.2 管线模型应符合下列规定：
1）在符合应用需要的可视效果下，宜减少模型的几何面数；
2）宜按给水、排水、燃气、工业、热力、电力、电信、综合管沟等分类，并应以颜色区分，管线类型和颜色宜符合下表的规定；


3）应建立附属设施的通用模型库。

4.3管线模型应采用下列建模方式
1）宜利用管线普查或竣工测量数据自动生成管线模型，也可利用交互式CAD进行几何建模或激光扫描方式建模。
2）管线中心线建模应符合下列规定：
①应基于测量数据生成，中心线上管线特征点的坐标值应与实际管线实体中心线上特征点保持一致；
②管线宽度应反映出管线的主次关系；
③应真实表达管线在平面的走向和在竖向的空间拓扑关系。

3）管线体建模应符合下列规定：
①应反映出管线的主次关系；
②断面尺寸应真实反映管线口径及类型。

4）管线体及附属设施建模应符合下列规定：
①宜反映出管线的主次关系和连接点；
②应真实反映管线口径的类型，管线断面可作圆滑处理；
③附属设施模型的外观，应能直观反映其功能及相同管线实体段之间的分流调节特征。

5）精细模型建模应符合下列规定：
①宜反映管线的主次关系和连接点；
②应真实反映管线口径形状，管线断面应作圆滑处理；
③匝口、放水口、消火栓、电杆、塔架和各种窨井等与地上其他精细模型结合紧密的附属设施模型与实际地物的水平与垂直的误差不宜超过0.5m；
④使用的纹理应真实反映实际建模物体的材质特征；
⑤多种管线在水平垂直交叉时，宜依据其最近的管线特征点高程差异，反映空间的交错结构细节。

5.植被模型
5.1植被模型应包括下列植被的建模：
1）公路或道路两旁成行栽植的行道树；
2）绿地、公园、社区、庭院种植的景观植物。

5.2植被模型建模应符合下列规定：
1）在符合应用需要的可视效果下，其形态、高度宜真实；
2）植被模型的树干底部应与其附着面保持一致；
3）行道树的放置间距应符合实际情况；
4）景观植物的放置和搭配宜与实际相符，树种选择和色彩搭配应协调美观，树木的大小、高低、形态应与所在环境的尺度和空间层次相宜。

5.3 植被模型应采用下列建模方式：
1）可采用CAD、分形及其他建模技术中的一种或几种方式组合建模。
2）CAD建模过程应包括下列步骤：
①外业调研和数据采集：采集树种、树高、形态、分布、位置及色彩等信息；
②数据预处理：包括外业采集资料整理、数据分类、纹理制作等；
③模型制作：根据外业采集调研情况和表现要求，制作相应级别的模型；
④植被模型的数据优化：根据应用及表现的要求，宜通过减少模型几何面数和降低纹理分辨率等方式对模型进行优化处理。

3）通用符号模型建模应符合下列规定
①应基于1：500、1：1000、1：2000等比例尺地形图；
②树干底部中心点的平面坐标值应与地形图上保持一致，主要反映植被的分布；
③行道树的高度可根据测量数据，设置一定的高度变化区间，随机生成；
④景观植物可用纹理库中的一种或多种纹理，设置一定的高度变化区间，随机生成。

4）基础模型建模应符合下列规定：
①应基于1：500、1：1000、1：2000等比例尺地形图；
②树干底部中心点的平面坐标值应与地形图上保持一致；
③可综合考虑建设情况、表现效果等，建立单面片、十字面片或多面片的几何模型；
④行道树的高度可根据测量数据，设置一定的高度变化区间，随机生成；
⑤景观植物可用纹理库中的一种或多种纹理，设置一定的高度变化区间，随机生成；
⑥应种植与实际类似的树种，基本反映树木种类及分布情况。

5）标准模型建模应符合下列规定：
①宜建立简单的树干模型，反映树干的基本特征；
②树冠宜采用多面片形式表现，真实反映树冠色彩、形态、树叶纹理等特征；
③行道树树干模型以实际测量数据为依据建立；
④景观植物中的保护树种、造型树等特殊树种，高度应以测量数据为准；
⑤纹理应与实际基本一致，主要特征清晰可辨。

6）精细模型建模应符合下列规定：
①宜对植被模型的树干、树枝、树叶等进行全要素建模，可采用模型树方式，也可采用分形技术建立；
②纹理应真实准确地反映植被各要素的颜色、质感和图案等，且清晰可辨；
③宜针对场景较小和特定造型的景观植物、文物保护树种等建立精细模型。

6.其他模型
6.1除地形、建筑、交通设施、管线和植被模型以外的其他城市要素的三维模型，可包括下列建模内容：
1）城市雕塑，包括城市中各类装饰雕塑；
2）城市休息设施，包括座具、伞与座椅、步廊、路亭等；
3）城市卫生设施，包括垃圾箱、公共厕所、饮水及清洗台等；
4）城市信息和通信设施，包括电话亭、邮箱、环境标识、告示板、宣传栏、计时装置、电子信息查询器等；
5）城市娱乐休闲设施，包括游戏设施、娱乐设施、户外健身设施等；
6）城市消防设施，包括消防水池、消防水塔等；
7）残疾人专业设施。

6.2其他模型建模应符合下列规定：
1）模型底部应与其附着面保持一致；
2）模型外形主要结构应表达清楚、准确和完整；
3）模型尺寸、比例应准确；常规尺寸应统一收集获取，特殊造型模型及其细节结构应进行实地测量，并严格按照测量数据进行模型制作；
4）应控制模型面数，在不影响模型表现效果的前提下，可采用纹理表现模型的细部结构；对镂空细节非常多的模型，宜采用透明贴图对模型进行优化；
5）模型的摆放应以实际情况为依据，合理设置摆放位置及间距，不应与周围建模物体相互穿插。

6.3其他模型可采用交互式CAD、激光扫描或近景摄影测量等方法制作，并应符合下列规定：
1）交互式CAD建模应包括下列主要步骤：
①资料收集及外业调研：可从城市规划、城市管理等部门收集各类其他模型的样式、分布、位置等信息，也可外业实地采集；
②数据预处理：包括资料整理、外业采集资料整理、数据分类、属性信息整理等；
③模型制作：根据收集的资料和不同的表现要求，制作相应级别的模型；
④数据优化：根据应用及表现的要求，宜通过减少模型几何面数和降低纹理分辨率等方式对模型进行优化处理。
2）激光扫描建模应利用地面激光扫描技术，采集场区内的三维点云，量测特征点、特征线、特征面，建立体模型，可详细表现其他模型的整体及细部结构特征。
3）近景摄影测量建模应采用立体影像，自动或半自动地进行特征点线采集和摄影测量计算，建立模型。

城市三维技术模型的建立，在遵守上述技术规范的基础上，应采用合适的建模软件，如大规模三维实景建模软件ContextCapture Center。

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