城市实景三维模型数据质量控制及检验方法

覃佳

摘 要：城市实景三维模型在辅助城市规划与管理上发挥重要作用。本文对城市实景三维模型相关技术进行分析，探讨模型数据质量检查验收及工作实现步骤，提出相关的质量检查验收方案，以供参考。

关键词：城市实景三维模型；数据质量；检查；验收；方法

1 引言

当前我国处于城镇化进程稳步推进的关键时期，如何做好城市的合理规划，营造良好的城市环境，促进城市长远、健康发展，成为职能部门关注的重要内容。研究发现，借助城市实景三维模型开展城市规划与管理工作，可获得事半功倍的良好效果。因此，保证城市实景三维模型数据质重尤为重要，要求相关部门做好城市实景三维模型数据质量检查验收工作，确保数据的真实性、准确性。

2 城市实景三维模型技术及成果

2.1 城市实景三维模型技术

城市实景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，反应对象的空间位置、几何形态、纹理及属性等信息。它借助计算机图形学、虚拟显示等技术，实现了城市景观的三维表达。城市三维模型数据主要包括建筑要素模型、交通要素模型、水系要素模型、植被要素模型、场地要素模型、其他要素模型等数据内容。经过对城市中建筑、景观、地形地貌等的详细调查分析，同时考虑到虚拟现实技术的特殊要求，三维数据模型必须按照建筑物的真实尺寸和形状，道路，地面按照实际地形高程，在保证建筑、道路面、地面等基本特征的前提下，以尽可能少的三角形面片数量构造建筑物的三维模型，并编辑纹理贴面。

2.2 城市实景三维模型技术成果

城市实景三维模型构建完成后，需将相关数据文件提交给需求方，文件内容包括不同格式的城市实景三维模型数据，如MAX格式、0SG式、OBJ格式、JPG格式、TIF格式等。另外，一并提交的包括相关的质检报告，以表明所建城市实景三维模型符合规范要求，可正常使用。

3 城市实景三维模型质量控制

众所周知，城市三维模型制作涉及内容多、工作量大、专业性强，为保证模型产品符合规范及验收标准，在模型制作的前期、中期、后期做好各环节的质量控制尤为重要。这要求制作单位制定完善的管理制度，构建多级检核制度，督促制作人员自检、互检，同时成立质检部门按照相关规范进行质量检查。另外，将制作成果交给由第三方监理单位进行再次质量检查，以保证提交准确和精美的城市三维模型数据。

4 城市实景三维模型质量检查验收方案

4.1 质量检查内容

城市实景三维模型质量检查涵盖的内容较多，包括模型质量、附件质量检查两项重要内容，其中模型质量检查细分为：模型数据规范、模型精度、完整性、逻辑一致性、现势性等的检查。

（1）模型数据规范检查。根据设计要求、数据规范进行逐项检查，确保坐标系、命名、单位以及格式等内容的正确、规范。从各个视觉角度及高度，全面检查三维模型的完整性、精度等。检查的重点内容有用户指定区域、高层建筑、主干道两侧区域等，分析模型是否有闪面、破面、重面、凹凸不平、连接不上、漏缝、纹理扭曲、缺少纹理等问题。

（2）模型精度检查。主要包括模型几何精度、高程精度、位置精度、贴图精度等。将城市模型按照综合需求进行参照建筑划分，精度级别为4级，即精细级、标准级、基础级、简单级，检查时重点评估模型是否符合划分好的精度级别。不同精度的要求对应不同的模型结构、贴图表现方式，例如精细级别的模型需要将一些结构制作出来，而基础级别的模型只需用贴图将那些结构表现出来即可。模型的制作是基于外业人员的专业打点测量成果资料，所有模型的高度、形状、比例、高程、位置、纹理、贴图等必须符合标准规范。

（3）模型数据完整性检查。检查模型数据是否存在数据冗余、重复情况。同时，认真检查模型数据是否存在缺失，以及缺失程度。同时还有附件数据， 包括工程文件、附属文档两项重要内容， 主要检查与模型相关文档信息的完整性情况，合理分类不同文档，检查各类文档数量以及内容是完整、规范、记录清晰。

（4）模型逻辑一致性检查。城市实景三维模型数据在遵循的概念模式规则上应具有一致性，存储的数据格式应具有一致性，空间位置应具有拓扑一致性。

（5）模型现势性的检查。由于城市在不断的建设变化中，应按需求定期或及时对数据进行更新，保持数据的现势性，元数据或要素属性中应包含时间标识。

4.2 模型数据质量评定

对城市实景三维模型进行检查时，需根据模型质量情况给出对应的评定结果。当前城市实景三维模型的评定分为不合格品、合格品、良极品、优级品四个评定级别。质量评定方法为，将影响质量的各元素总分设定为100分，根据不同元素出现的问题逐一进行扣分，评定分数计算公式为：

S=100-[a×42+b×8+c×1]

其中S为最终所得分值，a、b、c对应为A类、B类、 C类错误数量。 A类错误指严重影响模型数据正常使用的错漏，B类错误指給模型数据正常浏览带来较大影响的错漏，C类错误指浏览模型数据时存在较小的瑕疵，但不会给整体展示效果造成影响的错漏。另外，当出现以下情况中的任一情况即判定为不合格品：最终所得分值不足60分；模型数据在平面位置精度、高程精度相差比大于制作规范的；模型数据存在A类错误。

4.3 保证模型数据质量问题的措施

为保证城市实景三维模型质量，顺利通过质量检查验收，对以往城市实景三维模型质量检查工作进行总结，归纳出现次数较多的质量问题，如模型纹理色彩与实际情况存在较大出入、模型出现几何错误、桥梁及道路模型出现连接中断等问题，在制作过程中采取以下可行措施：

首先，做好技术交底工作。城市实景三维模型制作涉及较多细节，制作工作开展前，制作单位应组织技术人员召开专门的会议，为技术人员详细讲解制作需求、制作细节以及制化过程中应遵守的规范。同时，根据制作内容，及技术人员队伍情况，科学部署制作任务。其次，做好岗前技术培训。城市实景三维模型制作技术性强、工作量大， 一些细节控制不当极易引发质量问题，各部门负责人应及时组织技术人员开展岗前技术培训活动，由经验丰富的技术人员分享所用软件的操作方法、操作技巧，保证建模正确、数据准确。最后，注重制作过程中的监督及总结。制作单位应做好模型制作的过程监督，检查技术人员建模流程、相互配合等环节是否规范，细节是否严格按照规范进行，发现问题及时纠正。同时，做好建模工作总结，分析建模中遇到的问题，讨论建模问题解决措施，确保各元素建模质量。

5 结论

城市实景三维模型可直观、形象的展現出城市中各种建筑、道路、绿地、景观等分布情况，给人以身临其境之感，可辅助城市管理部门做出正确的规划决策，因此，保证城市实景三维模型数据质重尤为重要。本文通过研究得出以下结论：

（1）城市实景三维模型数据质量检查验收时应充分了解所用的技术，以及质量检查验收标准，制定并实施多级检核制度，层层把关，及时发现与处理模型中存在的问题。

（2）城市实景三维模型数据质量检查内容较多，包括模型、附件质量检查，要求技术人员严格按照规范要求逐一完成质量检查工作，避免遗漏。事实上，为避免质量问题的出现，制作前应做好技术交底以及岗前培训工作，不断提高技术人员制作水平。同时，还应做好制作过程质量监督。

参考文献：

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