三维地图建设技术指标
基于Skyline的三维实景地图创建
基于Skyline的三维实景地图创建朱涛;黎恒明;杜延峰;方青【摘要】随着"数字城市"建设迅猛发展和三维可视化技术不断成熟完善,三维实景地图作为其基本载体,在城市空间信息共享和数字化管理水平等领域有着十分广阔的应用前景.以Skyline为平台,在采用RCD30倾斜相机航摄数据获取基础测绘产品的基础上,集成融合影像数据、地形矢量、专题数据等多源信息,构建城市三维地表数据集.结合城市实际将地物分为建筑物、植被、交通运输设施、独立地物等四类,采用3ds Max、TerraExplorer搭建地物三维框架并进行纹理映射,获取城市三维地物数据集,实现三维实景地图创建.【期刊名称】《现代计算机（专业版）》【年(卷),期】2017(000)013【总页数】5页(P42-45,50)【关键词】三维实景地图;三维建模;Skyline【作者】朱涛;黎恒明;杜延峰;方青【作者单位】西安测绘总站,西安 710054;西安测绘总站,西安 710054;西安测绘总站,西安 710054;西安测绘总站,西安 710054【正文语种】中文随着“数字城市”建设迅猛发展和三维可视化技术不断成熟完善，三维实景地图作为其基本载体，在城市空间信息共享和数字化管理水平等领域有着十分广阔的应用前景。
以Skyline为平台，在采用RCD30倾斜相机航摄数据获取基础测绘产品的基础上，集成融合影像数据、地形矢量、专题数据等多源信息，构建城市三维地表数据集。
结合城市实际将地物分为建筑物、植被、交通运输设施、独立地物等四类，采用3ds Max、TerraExplorer搭建地物三维框架并进行纹理映射，获取城市三维地物数据集，实现三维实景地图创建。
三维实景地图；三维建模；Skyline近年来，随着倾斜摄影技术的日趋成熟和地理空间信息动态可视化强需求的不断增强，特别是Skyline[1，2]、SketchUp[3]等开发平台不断完善极大推动了实景三维地图技术研究，使“数字城市”建设得到了迅猛发展。
三维城市规划建设方案
访问
功能
权限
权限
权限
控制
数据 权限
系统 权限
34
5.6运维管理系统-运行监控
35
5.7分布式服务部署
CityMaker Server逻辑上划分为
Web服务器 应用服务器 数据服务器
支持单机部署/分布式部署
支持集群部署
支持万人以上高并发访问
Desktop
HTML
Mobile
CityMaker Server Web Server
DirectX（.x） OpenSceneGraph（.osg） PointCloud（.las）
3D GIS
Original Database
17
3.3数据动态更新 历史数据管理
规划
现状
历史
18
3.3数据动态更新 多人协同
19
4三维城市规划决策 三维城市规划信息平台
政务共享
三维规划辅助决策
公众服务
政
地理信息
务
公共服务平 专
台
网
局域网
共享平台
三维共享平台
二维共享平台
地理空间数据库
三维数字城市 空间信息数据库
二维规划审批 空间信息数据库
互
天地图.贵阳
联
三维公共
网
服务平台
29 29
5.1数据交换平台
三维模型数据
航片、卫片 建筑专题图
空间数据库
政务信息专题数据
地下综合管线、规划专题等等
行政区划、网格、基础、
三维数字城市 空间信息数据库
二维规划审批 空间信息数据库
天地图.贵
互
阳
联 网
三维数字城市建模精度与制作标准研究
三维数字城市建模精度与制作标准研究城市是区域经济、政治和文化中心，是现代产业高度集聚的地区和国民¾-济持续发展的载体，创造和集聚着国家巨大的物质财富，在我国¾-济社会发展中起着主导和带动作用。
“数字城市”是物质城市以二进制形式在计算机中的再现和反映，是以信息技术（尤其是地理信息技术）为核心、以网络技术为支撑的城市信息管理与服务体系，“数字城市”的建设任务就是利用现代高科技手段，充分收集、整合、挖掘城市各种信息资源，建立面向政府、企业、社区的信息平台、应用系统以及政策法规保障体系。
本文结合项目实际，探讨了三维数字城市工程建设中的模型建造的精度和标准问题。
三维城市模型（3DCM）是对真实城市的三维数字化表现，它突破传统平面地图的限制，通过对地形、地物的数字化三维模拟，提供给使用者一个与真实生活环境类似的虚拟城市环境，通过对三维虚拟城市的数字化管理，可为城市规划、建设与运营提供可持续发展的信息化服务，从而提高城市空间信息共享和利用水平，提升城市整体信息化管理水平。
当前，三维“数字城市”的研究与实践已¾-十分广泛，武汉市三维数字地图旨在搭建武汉市三维数字模型数据库，并建立三维数据的更新与维护机制，在此基础上，建成服务于城市规划设计与审批、城市建设和运营管理的空间信息平台。
一、三维城市模型制作精度三维城市模型是建设三维数字城市的基础和载体。
三维模型的制作精度直接影响可视化表现效果，模型制作越精细，场景表现效果越逼真。
但是，高精度的三维空间数据不仅会严重影响系统速度，同时也增加了模型建造成本，延缓了模型生产进度，因此，确定三维模型的制作精度，是项目初期就要考虑的问题。
三维模型的制作精度应满足软件系统的功能需求，因此，模型的建造应立足于应用；同时考虑到后期功能扩充和技术发展趋势，还应留有升级的余地。
综合考虑各种因素，武汉市三维数字地图项目的模型建设确立了以下原则：1、根据系统需求划分不同的LOD模型三维城市模型应分为多个级别进行建造，不同级别对应不同的简化程度和不同的应用领域。
slam精度测评指标
slam精度测评指标SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技术是机器人、自动驾驶和增强现实等领域中的重要技术之一。
在实际应用中，SLAM 的精度直接影响着应用效果和用户体验。
因此，对SLAM的精度进行测评是非常必要的。
SLAM的精度测评指标主要包括以下几个方面：1. 位姿精度：即机器人在空间中的位置和姿态的精度。
在测评中，通常使用平均欧式误差（Mean Euclidean Error）和平均角度误差（Mean Angular Error）来衡量位姿精度，这些指标的数值越小，表示机器人在空间中的定位和姿态越准确。
2. 地图精度：即构建出的环境地图的精度。
对于二维SLAM，通常使用地图准确程度（Map Accuracy）和覆盖率（Map Coverage）来评估地图的精度；对于三维SLAM，通常使用点云密度（Point Cloud Density）和准确程度（Map Accuracy）来评估地图的精度。
3. 实时性：即SLAM系统在实时运行过程中的响应速度。
在测评中，通常使用帧率（Frame Rate）和处理时间（Processing Time）来评估实时性，这些指标的数值越高，表示SLAM系统的实时性越强。
4. 鲁棒性：即SLAM系统在面对各种异常情况（如光照变化、遮挡和传感器故障等）时的性能表现。
在测评中，通常使用错误率（Error Rate）和失败次数（Failure Number）来评估鲁棒性，这些指标的数值越低，表示SLAM系统的鲁棒性越好。
5. 可扩展性：即SLAM系统对于加入新传感器或新功能的适应能力。
在测评中，通常使用拓展性（Extensibility）和可移植性（Portability）来评估可扩展性，这些指标的数值越高，表示SLAM系统的可扩展性越强。
综合以上指标，可以建立一个完整的SLAM精度测评体系。
当然，不同的应用场景可能会偏重某些指标，比如自动驾驶场景可能更关注位姿精度和实时性，而增强现实场景可能更关注地图精度和鲁棒性。
自然资源和不动产三维立体调查登记规范
目次1范围...............................................................................12规范性引用文件 (1)3术语和定义.........................................................................14技术指标...........................................................................3数学基础.......................................................................3计量单位.......................................................................3精度要求.......................................................................3三维空间数据格式...............................................................4土地分类.......................................................................4登记单元类型...................................................................4界址点编号.....................................................................5单元编码.......................................................................55准备工作...........................................................................5制定方案.......................................................................5人员培训.......................................................................5资料准备.......................................................................5制作工作底图...................................................................6预划登记单元...................................................................7发布自然资源登记通告...........................................................76三维立体调查.......................................................................7自然资源调查...................................................................7不动产调查....................................................................107实体构建..........................................................................12自然资源......................................................................12不动产........................................................................128审核登记..........................................................................14自然资源登记..................................................................14不动产登记....................................................................149成果归档..........................................................................15附录A （资料性）自然资源登记单元编码................................................16附录B （资料性）自然资源三维地籍调查（初/终）表.....................................18附录C （资料性）土地权属争议原由书..................................................27附录D （资料性）调查成果核实表 (30)附录E（资料性）地籍调查表 (32)附录F（资料性）三维房产分户图 (42)附录G（资料性）自然资源实体表达要素表 (44)附录H（资料性）成果审核表 (46)自然资源和不动产三维立体调查登记规范1 范围本文件规定了自然资源和不动产三维立体调查登记的技术指标、准备工作、三维立体调查、实体构建、审核登记、成果归档。
超图软件三维平台软件技术参数V8C(2015)R1-20151116
北京超图软件股份有限公司SuperMap GIS三维技术指标一．SuperMap GIS三维产品简介1.SuperMap GIS三维产品SuperMap GIS 8C构建了云端一体化的产品体系，秉从二三维一体化的技术理念，三维是各个产品的一部分，而没有单独的三维产品。
因此三维产品体系基本等同于SuperMap GIS 整体（如图所示）。
具体说来，各个产品涉及三维部分的分工包括：⏹SuperMap iServerSuperMap iServer是云GIS应用服务器，把由通过组件或桌面制作配好的三维数据，以在线方式提供三维地理信息服务，实现三维数据与三维功能的分布式在线服务；组件、桌面、移动端和浏览器客户端均可访问由iServer发布的三维服务，以支撑起网络分布环境下的三维应用系统的搭建。
SuperMap iServer 既可部署在通用的服务器上，也可以部署在用户搭建的私有云环境下，还可以包括阿里云、腾讯云等公有云环境中。
⏹SuperMap iPortalSuperMap iPortal作为云门户产品，提供三维服务的注册、发布、查找和管理等功能，可定制网站门户，提供完整的REST API。
作为访问组织内部GIS资源的入口，可以降低用户查找、使用和管理GIS资源的成本。
⏹SuperMap iExpressSuperMap iExpress是云GIS分发服务器。
可作为GIS云和端的中介，通过服务代理与缓存加速技术，有效提升云GIS的终端访问体验。
并提供二三维瓦片本地发布与多节点更新推送能力，可用于快速构建跨平台、低成本的WebGIS应用系统。
具体说来，可作为三维数据和服务的前置机，也可以作为处于同一网络下的若干个终端的共同节点，缓存三维服务传输过来的三维数据，有效降低三维服务对网络带宽的要求。
⏹SuperMap iDesktop实现多种类型、多种格式数据的导入、处理和管理，负责三维场景中各图层数据的加载、配置和管理，负责三维场景缓存的生成，提供三维地理信息平台系统的功能和操作界面，并且为三维服务发布提供数据支撑。
宁波市三维数字地图成果质量检查与验收规程汇总
16.3
三维数字地图成果质量子元素的组成及描述见表3。
表3质量子元素
质量元素
质量子元素
描述
重要指数
分值S
数据源质量
现势性
源数据完成的时间
9
精度
源数据的精度
8
完整性
源数据的完整程度
7
空间定位准确度
数据基础精度
模型的空间参考系的准确度
9
场景单位
模型场景单位是否符合规定
本标准中的附录A、附录B、附录C均是规范性附录.
本标准由宁波市规划局提出。
本标准由宁波市规划局归口.
本标准起草单位：宁波市测绘设计研究院.
本标准主要起草人:
11
11.1
11.2
12
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准,然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准.
表3质量子元素质量元素质量子元ij数据源质量现势性源数据完成的时间精度源数据的精度完整性源数据的完整程度数据基础精度模型的空间参考系的准确场景单位模型场景单位是否符合规质量元素质量子元ij模型完整性多余模型数据中多余数据的程度如图层模型实体等遗漏模型数据中遗漏数据的程度如模型制作的范围模型实体等模型命名模型的命名是否正确模型精度平面精度模型的平面坐标值与原cad图的平面坐标测量值的接近程度高度精度模型的高度与原cad模型对象一致性对拓扑特征的准确程度正确性模型之间关系协调性形状保真度贴图完整立面准确立面要素的正确性定性属性的正确性定性属性的正确性定量属性的正确性定量属性的准确度如建筑模型高度格式一致性存储结构的正确性物理存储结构的符合程度宁波市三维数字地图成果质量检查与验收规程汇总存储格式的正确性物理存储格式的符合程度图饰质量通用模型一致性通用模型使用的正确性通用贴图一致性通用贴图使用的正确性附件质量元数据质附属文档质量各类附属文档的完整性注1
自然资源三维立体时空数据库建设总体方案
自然资源三维立体时空数据库建设总体方案为加强自然资源统一调查评价监测工作，健全自然资源监管体制，按照《自然资源调查监测体系构建总体方案》（自然资发〔2020〕15号）和《自然资源部信息化建设总体方案》（自然资发〔2019〕170号）要求，做好自然资源三维立体时空数据库建设，编制本方案。
一、目标任务（一）总体目标以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻落实党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，建设自然资源三维立体时空数据库和数据库管理系统，实现自然资源调查监测数据成果在中央一级的立体化统一管理，形成自然资源调查监测一张底版、一套数据，保障国土空间基础信息平台良好运行，服务部“两统一”职责履行，也满足相关部门科学决策和社会公众对自然资源基础数据的需要。
同时，推动地方各级数据库建设，支持自然资源调查监测数据成果横向联通、纵向贯通，满足各级自然资源管理部门、政府机构与公众的迫切需求。
（二）建设任务1．自然资源三维立体时空数据库建库与集成基于全国统一的三维空间框架，构建自然资源三维立体时空数据模型，准确表达地上、地表、地下各类自然资源空间关系及属性信息；组织开展自然资源调查监测数据的整合、集成与建库，形成物理分散、逻辑一致、动态更新的自然资源三维立体时空数据库，及时掌握自然资源基础数据及变化情况，有效支撑国土空间规划和自然资源各项管理的业务需求。
2．自然资源调查监测历史数据及相关数据集成衔接采用“专业化处理、专题化汇集、集成式共享”的模式，将土地、矿产、森林、草原、湿地、水、海域海岛等各类自然资源调查监测历史数据成果，以及荒漠化、沙化、石漠化、野生动物等专题调查成果进行标准化整合，纳入国家级自然资源三维立体时空数据库集成管理。
3．自然资源三维立体时空数据库管理系统研发围绕自然资源调查监测数据管理与应用需求，研发数据浏览、数据查询、数据分发、数据统计、数据分析、数据服务等功能，实现基于三维立体时空数据库的全国各类自然资源调查监测数据的可视化浏览、查询、统计、分析等实时应用，支撑国土空间规划和自然资源管理业务系统的运行。
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三维地图建设技术指标
1、总体要求
1.1 照片采集：
1、采集内容：建筑物主体、沿街门面、地面及人行道、路灯、路牌、信号灯、标志树木、景观、小品、桥梁、水系、公交站。
2、采集纹理照片按区划及建筑物编号，每个编号的照片存放在以该编号命名的文件夹内。
每个区划，确保有1个高视点处拍摄的照片。
3、除简单建筑（平房、车棚等）以外，每个建筑物照片数量不少于10张。
4、建筑物照片只需反映结构即可，因为制作时只需看清结构即可，不需抠图做纹理。
属性采集：
1、采集内容：门牌号（名称、地址、所属区、照片）；兴趣点（名称、地址、分类、照片）。
要求采集准确无误。
2、将门牌、兴趣点信息按国标进行分类、编号，输出独立的mdb数据库提交。
1.2 模型制作：
1、建筑制作一一对应，保证仿真度>90%。
保证模型、纹理的合格率>95%,优良率>85%。
2、地形制作准确、空地处用DOM处理后真实表现。
1.3 后期处理：
1、总体图面效果美观、色调匀和。
2、最低达到、要求超过目前城市三维地图的展示效果。
学校、单位、小区等局部需根据影像等信息做出如下效果:
1.4 平台处理：
1、完整的后台功能，实现所需信息的编辑展示。
2、实现公网内网的对接。
3、在仿三维平台上，按国标建立分类，并对应分类将门牌、兴趣点信息进行准确标注，上传对应照片，编辑对应的其他信息。
２、建模区域等级划分与模型纹理
2.1 概述
通常情况下，三维模型建模精细程度与区域相关联，按照地理要素需要表现的效果和程度等要求，可以将地理要素所在的区域划分为3个等级。
分别为A（精细）、B（标准）、C（基础）
A级：主道路两边临街第一排建筑、政府机关、酒店、火车站、桥梁、学校、医院、图书馆、商业街、其他高层建筑等。
表现精度：建筑物结构形式要和现实完全吻合，建筑的纹理材质要和现实相符合，细节都要用结构形式表示，建筑的特殊标识以及logo都必须表现出来，突出门厅、进出口大门、接地台阶需要表现出结构。
用模型表现建筑的女儿墙和屋檐。
Ｂ级：次道路第一排建筑、多层居民楼、厂房、公共设施、小品以及A级建筑相邻建筑。
表现精度：建筑物层高要和现实完全吻合，建筑的结构形式要和现实符合，阳台为封闭式阳台，建筑的特殊标识以及logo都必须表现出来，突出门厅、进
出口大门、接地台阶需要表现出结构。
用模型表现建筑的女儿墙和屋檐。
C级：城中村、平房以及禁区建筑（如：军区、保密性政府建筑）。
表现精度：平面结构和层数正确，结构需合理制作，独立建筑必须有进出口，
禁区建筑完全采用材质库纹理科学性制作。
建筑高度按下列标准尺寸确定：
建筑结构 标准尺寸 标准层 一层（底商）高度 住宅 2.8m 3.5m 公共建筑 3.5m 4m 建 筑 层 高 大型商业建筑
3.5—4m
4.5——5m
不供行走的房顶 宽 0.2－0.4m, 高0.4－0.6m 女 儿 墙
供行走的房顶
宽0.2－0.4m, 高0.6－1.2m 建筑台阶
高0.15m，宽0.3m
2.2 模型纹理
模型纹理使用标准纹理库的纹理制作。
3 、建筑模型
3.1 建筑物建模内容 a） 建筑物
按照建筑物形状、位置分布特点及复杂程度分为以下几类： 简单独立建筑物
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。
多层建筑物：在每一类型建筑物之上的建筑物。
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，复杂的内部庭院是指由不同房檐类别围成的空地。
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，或包含以上提
到的多种类型建筑物。
b） 建筑物屋顶
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。
c） 建筑物附属设施
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、建筑物立面突出物以及屋顶装饰等。
3.2 建筑物建模事项
a）建模过程中尽量采用比较简易的Box来表现；所有建筑必须有出入口（模型必须有门）；建筑物有房檐或女儿墙的必须模型表示；房屋的高度在没有明确高度信息情况下按照建筑楼层数*每层的高度计算出来（参照建模参考尺寸）。
b）避免破面、漏面、漏缝、游离点、边、面。
c）检查模型是否有黑面，并调整。
d）单位，学校，建筑工地，一些小区必须要加上围墙围栏。
3.3 在建建筑的处理
在建建筑的工地有两种情况，一种是未建，一种是在建，需根据取景当时的真实情况进行建设，并做好记录，在后期建好后进行补充修改：
4、地形景观
4.1根据已有的CAD勾线制作路网，并详细标注路名，要求路名准确、放置位置合理、字体尺寸保持为路宽的80%，以保证最清楚的效果：
4.2根据卫片或DOM影像勾画出绿化、铺地、水池的大致形状。
（以美观为主）
4.3加绿化
a:根据影像，影像上面有绿化带的地方必须要加上绿化。
b:路面沿街以及建筑比较空旷的地方加上绿化。
4.4足球场、篮球场等体育场地需制作出来，并加上围栏。
4.5十字路口需要加上红绿灯；城市的主要道路两边需要加上路灯。
4.6铺地拐角处必须要圆滑。
4.6制作过程中铺地绿化主要以美观大方为主，一些城市的地标性小品需制作出来，包括一些单位、学校的国旗等设施。
成果要求
将使用到的贴图一并带出到指定目录 File Archive，并整理贴图到根目录。
（去除多余材质等）
最终成果文件夹里只包含Max、jpg、png文件
５、渲染出图
5.1 各分区调好视角灯光后渲染出图，生成4096*4096jpg渲染图。
5.2分区渲染图拼接成多个16384*16384jpg的分块图。
5.3对分块图进行Ps后期美化处理，合理地加上树木、绿篱、草地等绿化，并整体色调处理。
5.4对最终的分块图进行分级切图处理，导入到webGIS平台。
6、真三维和仿三维之间的融合
鉴于真三维建设的模型可应用于输出三维地图（仿三维），首先将真三维数据进行细节修改（主要是屋顶材质的替换以及整体建筑色调的处理），完成后再将模型进行分块渲染处理后，拼合输出三维地图。
7、成果质量控制
7.1 模型数据检查应包括下列内容：
1）模型数据的完整性。
2）模型制作的准确性、合理性。
应包括模型数据的平面位置、高度、形状、比例等几何精度的准确性，模型在场景中表达逻辑正确以及各级别模型优化制作的合理性检查等。
3）模型纹理、贴图的准确性、完整性、协调性。
4）各建模单元接边的正确性、合理性检查。
5）标准纹理库的丰富度及准确性检查。
6）其他内容检查。
7.2 地形数据检查应包括下列内容：
1）地形数据的完整性。
2）路网、绿化、地面、交通灯等附属设施制作的准确性、合理性。
3）整体树、绿篱、绿地、小品等景观的准确性、完整性、协调性。
4）整体色调的协调、柔和。
5）渲染灯光的合理性及效果检查、摄像机的准确性及视角检查。
7.3作业员自查、互查
作业员必须严格按以上技术规范进行作业，作业完毕后必须100%进行自查，提高作业员的质量意识，自查完毕后可相互间进行互查，确定无技术规范中错误方可提交质检员。
7.4质检员100%检查
质检员必须严格按照以上技术规范对作业员提交的数据100%进行检查。
7.5项目负责人抽检
项目负责人对质检员所查的数据进行抽检(20%以上)，最后提交甲方验收。