三維地理信息模型數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范2

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7地形模型庫(kù)

7．1邏輯架構(gòu)

地形模型庫(kù)依據(jù)是否用于可視化表現(xiàn)可以分為源數(shù)據(jù)分庫(kù)和表現(xiàn)分庫(kù)。源數(shù)據(jù)分庫(kù)又根據(jù)類型分為數(shù)字高程模型子庫(kù)和正射與真正射影像子庫(kù)：數(shù)字高程模型子庫(kù)又因格網(wǎng)間距不同分為若干層；正射與真正射影像子庫(kù)也因分辨率不同分為若干層。表現(xiàn)分庫(kù)也根據(jù)類型分為數(shù)字高程模型子庫(kù)和正射與真正射影像子庫(kù)：數(shù)字高程模型子庫(kù)分為多級(jí)等尺寸的瓦片；正射與真正射影像子庫(kù)分為多級(jí)等尺寸的瓦片。地形模型庫(kù)邏輯架構(gòu)見圖1。

7．2源數(shù)據(jù)分庫(kù)

7．2．1數(shù)字高程模型
一個(gè)區(qū)域的數(shù)字高程模型的格網(wǎng)間距等級(jí)一般具有0．5m、1m、2m、2．5m、5m、12．5m、25m、50m、100m和1000m，這些不同精度等級(jí)的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)通常把每個(gè)等級(jí)分別完整拼接在一起，采用分層的方式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

7．2．2正射與真正射影像
一個(gè)區(qū)域的正射與真正射影像的分辨率等級(jí)一般具有0．05m、0．1m、0．2m、0．5m、1m、2．5m、5m和30m，這些不同精度等級(jí)的影像數(shù)據(jù)通常把每個(gè)等級(jí)分別完整拼接在一起，采用分層的方式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

圖1地形模型庫(kù)邏輯架構(gòu)

7．3表現(xiàn)分庫(kù)

7．3．1數(shù)字高程模型

7．3．1．1瓦片尺寸及格式
數(shù)字高程模型表現(xiàn)分庫(kù)的瓦片尺寸Sd的計(jì)算公式為

式中：Sd——數(shù)字高程模型表現(xiàn)分庫(kù)的瓦片尺寸；
C——四分之一赤道周長(zhǎng)，通常取C＝6378137·π/2，單位為米（m）；
N——最大表示等級(jí)；
Pmax——地形最高分辨率格網(wǎng)尺寸；
CEILING（n，1）——取大于等于數(shù)值n的最小正整數(shù)。
示例：CEILING（3．2，1）＝4。
數(shù)字高程模型表現(xiàn)分庫(kù)的瓦片格式規(guī)定為*．elev、*．a(chǎn)sc和*．dem等交換格式。

7．3．1．2級(jí)數(shù)計(jì)算
根據(jù)建模區(qū)域數(shù)字高程模型源數(shù)據(jù)的格網(wǎng)尺寸（P×P）和瓦片尺寸（Sd×Sd），確定數(shù)字高程模型表現(xiàn)分庫(kù)中瓦片的切片最大等級(jí)數(shù)，其計(jì)算公式為

式中：——數(shù)字高程模型表現(xiàn)分庫(kù)中瓦片需要切片的最大等級(jí)數(shù)；
C——四分之一赤道周長(zhǎng)，通常取C＝6378137·π/2，單位為米（m）；
P——原始數(shù)字高程模型格網(wǎng)尺寸；
Sd——數(shù)字高程模型表現(xiàn)分庫(kù)的瓦片尺寸；
CEILING（n，1）——取大于等于數(shù)值n的最小正整數(shù)。
示例：CEILING（3．2，1）＝4。
常見分辨率數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)切片最大等級(jí)數(shù)參見附錄A。

7．3．1．3瓦片生成
以數(shù)字高程模型源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用工具軟件，融合集成不同格網(wǎng)間距的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，按照瓦片規(guī)定的尺寸和計(jì)算出的最大等級(jí)數(shù)，逐級(jí)進(jìn)行切片，將不同等級(jí)的瓦片采用分層的方式存儲(chǔ)在三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)中。

7．3．2正射與真正射影像

7．3．2．1瓦片尺寸及格式
正射與真正射影像表現(xiàn)分庫(kù)的瓦片尺寸Si的計(jì)算公式為

式中：Si——正射與真正射影像表現(xiàn)分庫(kù)的瓦片尺寸；
C——四分之一赤道周長(zhǎng)，通常取C＝6378137·π/2，單位為米（m）；
N——最大表示等級(jí)；
Rmax——正射與真正射影像的最大分辨率；
CEILING（n，1）——取大于等于數(shù)值n的最小正整數(shù)。
示例：CEILING（3．2，1）＝4。
正射與真正射影像表現(xiàn)分庫(kù)的瓦片格式規(guī)定為*．JPg、*．bmp和*．tif等交換格式，或*．dds三維壓縮格式。

7．3．2．2級(jí)數(shù)計(jì)算
根據(jù)建模區(qū)域影像源數(shù)據(jù)的分辨率（R×R）和瓦片尺寸（Si×Si），確定正射與真正射影像表現(xiàn)分庫(kù)中瓦片的切片最大等級(jí)數(shù)，其計(jì)算公式為

式中：——正射與真正射影像表現(xiàn)分庫(kù)中瓦片需要切片的最大等級(jí)數(shù)；
C——四分之一赤道周長(zhǎng)，通常取C＝6378137·π/2，單位為米（m）；
R——原始影像分辨率；
Si——正射與真正射影像表現(xiàn)分庫(kù)的瓦片尺寸；
CEILING（n，1）——取大于等于數(shù)值n的最小正整數(shù)。
示例：CEILING（3．2，1）＝4。
常見分辨率正射與真正射影像數(shù)據(jù)切片最大等級(jí)數(shù)參見附錄B。

7．3．2．3瓦片生成
以影像源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用工具軟件，融合集成不同分辨率的正射與真正射影像數(shù)據(jù)，按照瓦片規(guī)定的尺寸和計(jì)算出的等級(jí)數(shù)，逐級(jí)進(jìn)行切片，將不同等級(jí)的瓦片采用分層的方式存儲(chǔ)在三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)中。

7．3．3質(zhì)量要求
依靠工具軟件分別打開數(shù)字高程模型和正射與真正射影像各等級(jí)的瓦片數(shù)據(jù)，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)拼接，通過瀏覽方式檢查生成的瓦片數(shù)據(jù)是否完整、遺漏，邊緣是否正確。

8要素模型庫(kù)

8．1邏輯架構(gòu)

要素模型庫(kù)依據(jù)是否用于可視化表現(xiàn)可以分為源數(shù)據(jù)分庫(kù)和表現(xiàn)分庫(kù)。源數(shù)據(jù)分庫(kù)又分為建筑要素、交通要素、水系要素、植被要素、場(chǎng)地、管線及地下空間設(shè)施要素和其他要素七個(gè)模型子庫(kù)，各模型子庫(kù)存放原始三維模型，每個(gè)模型含有幾何、屬性和紋理三類信息，其中，屬性信息中包含地名信息表現(xiàn)分庫(kù)也分為建筑要素、交通要素、水系要素、植被要素、場(chǎng)地、管線及地下空間設(shè)施要素和其他要素七個(gè)模型子庫(kù)，各模型子庫(kù)存放用于三維可視化表現(xiàn)的模型，每個(gè)模型通過唯一編碼與原始三維模（LOD0）一一對(duì)應(yīng)，并含有LOD1、LOD2、LOD3、LOD4和LOD5五個(gè)不同表現(xiàn)細(xì)節(jié)層次等級(jí)的模型，見8．3．1。要素模型庫(kù)邏輯架構(gòu)見圖2。

8．2 源數(shù)據(jù)分庫(kù)

8．2．1 建筑要素模型
建筑要素模型數(shù)據(jù)包括各類建筑物及其附屬設(shè)施的幾何、紋理和屬性數(shù)據(jù)。

8．2．2 交通要素模型
交通要素模型數(shù)據(jù)包括道路、地面上軌道交通、橋梁和道路附屬設(shè)施的幾何、紋理和屬性數(shù)據(jù)。

8．2．3 水系要素模型
水系要素模型數(shù)據(jù)包括江、河、湖、海、井、泉、水庫(kù)、池塘、溝渠等自然和人工水體的幾何、紋理和屬性數(shù)據(jù)。

8．2．4 植被要素模型
植被要素模型數(shù)據(jù)包括道路兩旁成行栽植的行道樹和綠地，以及公園、社區(qū)、庭院種植的景觀植物的幾何、紋理和屬性數(shù)據(jù)。

8．2．5 場(chǎng)地模型
場(chǎng)地模型數(shù)據(jù)主要包括除建筑、交通、水系、植被之外的自然或人工修筑所占場(chǎng)地的幾何、紋理和屬性數(shù)據(jù)。

8．2．6 管線及地下空間設(shè)施要素模型

8．2．6．1 地上地下管線
地上地下管線主要包括鋪設(shè)在道路地上或地下，分支到道路兩旁建筑物中，用于滿足日常所需的供水、排水、供電、通信、供熱、供氣的架空及地下管線，以及特殊用途的地下管線等的幾何、紋理和屬性數(shù)據(jù)。

8．2．6．2 地下人防設(shè)施
地下人防設(shè)施主要包括只有防護(hù)要求的特殊地下建筑的幾何、紋理和屬性數(shù)據(jù)。

8．2．6．3 地下交通設(shè)施
地下交通設(shè)施主要包括地鐵、地下停車場(chǎng)等交通用途設(shè)施的幾何、紋理和屬性數(shù)據(jù)。

8．2．7 其他要素模型
其他要素模型主要包括除建筑、交通、水系、植被、場(chǎng)地、管線及地下空間設(shè)施以外的要素模型的幾何、紋理和屬性數(shù)據(jù)。

8．3 表現(xiàn)分庫(kù)

8．3．1 表現(xiàn)等級(jí)
對(duì)于每一個(gè)要素模型，通過模型平面精度、模型高度精度、模型精細(xì)度和紋理精細(xì)度等四個(gè)指標(biāo)，定義要素模型的五個(gè)表現(xiàn)等級(jí)，見表1。

表1 要素模型表現(xiàn)的指標(biāo)要求

8．4 要素模型編碼

每一要素原始模型的唯—標(biāo)識(shí)碼，一般由縣級(jí)以上行政區(qū)域地名、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)行政區(qū)域地名、行政村級(jí)行政區(qū)域地名、模型類型、模型順序號(hào)和模型復(fù)雜度六部分組成（見圖3）。其中，縣級(jí)以上行政區(qū)域地名、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)行政區(qū)域地名的編碼規(guī)則按GB/T 23705的規(guī)定執(zhí)行；行政村級(jí)行政區(qū)域地名的編碼采用自然順序編號(hào)方式；模型復(fù)雜度的編碼按CH/T 9015-2012第6章的規(guī)定分類型劃分標(biāo)識(shí)。在原始模型基礎(chǔ)上，為快速顯示之需，計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的多等級(jí)表現(xiàn)模型，可在上述編碼的基礎(chǔ)上，增加一位標(biāo)識(shí)碼，采用1、2、3、4、5表示其對(duì)應(yīng)的表現(xiàn)等級(jí)。

圖3 要素模型編碼結(jié)構(gòu)示意圖

8．3．2 質(zhì)量要求
檢查模型數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、合理性，與地形的匹配程度，模型紋理、貼圖的準(zhǔn)確性、完整性和協(xié)調(diào)性，模型數(shù)據(jù)的幾何準(zhǔn)確性、形狀相似性，模型數(shù)據(jù)與整體場(chǎng)景整體色彩、光照效果的協(xié)調(diào)一致性，屬性數(shù)據(jù)的正確性、完整性和現(xiàn)勢(shì)性。

8．5 數(shù)據(jù)組織

利用唯一標(biāo)識(shí)碼對(duì)源數(shù)據(jù)分庫(kù)中每一模型的原始模型進(jìn)行標(biāo)識(shí)，同樣利用該標(biāo)識(shí)碼對(duì)表現(xiàn)分庫(kù)中該模型對(duì)應(yīng)的五個(gè)表現(xiàn)等級(jí)進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識(shí)。源數(shù)據(jù)分庫(kù)中每一模型的原始模型存儲(chǔ)該模型的幾何信息、屬性信息和紋理信息；表現(xiàn)分庫(kù)中每一模型存儲(chǔ)五個(gè)表現(xiàn)等級(jí)，每一表現(xiàn)等級(jí)通過構(gòu)成關(guān)系集成了幾何信息和紋理信息。原始模型與表現(xiàn)模型關(guān)聯(lián)關(guān)系見圖4。