城市實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)質(zhì)量控制及檢驗(yàn)方法

覃佳

摘 要：城市實(shí)景三維模型在輔助城市規(guī)劃與管理上發(fā)揮重要作用。本文對(duì)城市實(shí)景三維模型相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析，探討模型數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查驗(yàn)收及工作實(shí)現(xiàn)步驟，提出相關(guān)的質(zhì)量檢查驗(yàn)收方案，以供參考。

關(guān)鍵詞：城市實(shí)景三維模型；數(shù)據(jù)質(zhì)量；檢查；驗(yàn)收；方法

1 引言

當(dāng)前我國(guó)處于城鎮(zhèn)化進(jìn)程穩(wěn)步推進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期，如何做好城市的合理規(guī)劃，營(yíng)造良好的城市環(huán)境，促進(jìn)城市長(zhǎng)遠(yuǎn)、健康發(fā)展，成為職能部門(mén)關(guān)注的重要內(nèi)容。研究發(fā)現(xiàn)，借助城市實(shí)景三維模型開(kāi)展城市規(guī)劃與管理工作，可獲得事半功倍的良好效果。因此，保證城市實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)質(zhì)重尤為重要，要求相關(guān)部門(mén)做好城市實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查驗(yàn)收工作，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性。

2 城市實(shí)景三維模型技術(shù)及成果

2.1 城市實(shí)景三維模型技術(shù)

城市實(shí)景三維模型是城市地形地貌、地上地下人工建（構(gòu)）筑物等的三維表達(dá)，反應(yīng)對(duì)象的空間位置、幾何形態(tài)、紋理及屬性等信息。它借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬顯示等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了城市景觀的三維表達(dá)。城市三維模型數(shù)據(jù)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、場(chǎng)地要素模型、其他要素模型等數(shù)據(jù)內(nèi)容。經(jīng)過(guò)對(duì)城市中建筑、景觀、地形地貌等的詳細(xì)調(diào)查分析，同時(shí)考慮到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特殊要求，三維數(shù)據(jù)模型必須按照建筑物的真實(shí)尺寸和形狀，道路，地面按照實(shí)際地形高程，在保證建筑、道路面、地面等基本特征的前提下，以盡可能少的三角形面片數(shù)量構(gòu)造建筑物的三維模型，并編輯紋理貼面。

2.2 城市實(shí)景三維模型技術(shù)成果

城市實(shí)景三維模型構(gòu)建完成后，需將相關(guān)數(shù)據(jù)文件提交給需求方，文件內(nèi)容包括不同格式的城市實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)，如MAX格式、0SG式、OBJ格式、JPG格式、TIF格式等。另外，一并提交的包括相關(guān)的質(zhì)檢報(bào)告，以表明所建城市實(shí)景三維模型符合規(guī)范要求，可正常使用。

3 城市實(shí)景三維模型質(zhì)量控制

眾所周知，城市三維模型制作涉及內(nèi)容多、工作量大、專業(yè)性強(qiáng)，為保證模型產(chǎn)品符合規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，在模型制作的前期、中期、后期做好各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制尤為重要。這要求制作單位制定完善的管理制度，構(gòu)建多級(jí)檢核制度，督促制作人員自檢、互檢，同時(shí)成立質(zhì)檢部門(mén)按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行質(zhì)量檢查。另外，將制作成果交給由第三方監(jiān)理單位進(jìn)行再次質(zhì)量檢查，以保證提交準(zhǔn)確和精美的城市三維模型數(shù)據(jù)。

4 城市實(shí)景三維模型質(zhì)量檢查驗(yàn)收方案

4.1 質(zhì)量檢查內(nèi)容

城市實(shí)景三維模型質(zhì)量檢查涵蓋的內(nèi)容較多，包括模型質(zhì)量、附件質(zhì)量檢查兩項(xiàng)重要內(nèi)容，其中模型質(zhì)量檢查細(xì)分為：模型數(shù)據(jù)規(guī)范、模型精度、完整性、邏輯一致性、現(xiàn)勢(shì)性等的檢查。

（1）模型數(shù)據(jù)規(guī)范檢查。根據(jù)設(shè)計(jì)要求、數(shù)據(jù)規(guī)范進(jìn)行逐項(xiàng)檢查，確保坐標(biāo)系、命名、單位以及格式等內(nèi)容的正確、規(guī)范。從各個(gè)視覺(jué)角度及高度，全面檢查三維模型的完整性、精度等。檢查的重點(diǎn)內(nèi)容有用戶指定區(qū)域、高層建筑、主干道兩側(cè)區(qū)域等，分析模型是否有閃面、破面、重面、凹凸不平、連接不上、漏縫、紋理扭曲、缺少紋理等問(wèn)題。

（2）模型精度檢查。主要包括模型幾何精度、高程精度、位置精度、貼圖精度等。將城市模型按照綜合需求進(jìn)行參照建筑劃分，精度級(jí)別為4級(jí)，即精細(xì)級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)級(jí)、基礎(chǔ)級(jí)、簡(jiǎn)單級(jí)，檢查時(shí)重點(diǎn)評(píng)估模型是否符合劃分好的精度級(jí)別。不同精度的要求對(duì)應(yīng)不同的模型結(jié)構(gòu)、貼圖表現(xiàn)方式，例如精細(xì)級(jí)別的模型需要將一些結(jié)構(gòu)制作出來(lái)，而基礎(chǔ)級(jí)別的模型只需用貼圖將那些結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來(lái)即可。模型的制作是基于外業(yè)人員的專業(yè)打點(diǎn)測(cè)量成果資料，所有模型的高度、形狀、比例、高程、位置、紋理、貼圖等必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（3）模型數(shù)據(jù)完整性檢查。檢查模型數(shù)據(jù)是否存在數(shù)據(jù)冗余、重復(fù)情況。同時(shí)，認(rèn)真檢查模型數(shù)據(jù)是否存在缺失，以及缺失程度。同時(shí)還有附件數(shù)據(jù)， 包括工程文件、附屬文檔兩項(xiàng)重要內(nèi)容， 主要檢查與模型相關(guān)文檔信息的完整性情況，合理分類不同文檔，檢查各類文檔數(shù)量以及內(nèi)容是完整、規(guī)范、記錄清晰。

（4）模型邏輯一致性檢查。城市實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)在遵循的概念模式規(guī)則上應(yīng)具有一致性，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)格式應(yīng)具有一致性，空間位置應(yīng)具有拓?fù)湟恢滦浴?/p>

（5）模型現(xiàn)勢(shì)性的檢查。由于城市在不斷的建設(shè)變化中，應(yīng)按需求定期或及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，保持?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，元數(shù)據(jù)或要素屬性中應(yīng)包含時(shí)間標(biāo)識(shí)。

4.2 模型數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)定

對(duì)城市實(shí)景三維模型進(jìn)行檢查時(shí)，需根據(jù)模型質(zhì)量情況給出對(duì)應(yīng)的評(píng)定結(jié)果。當(dāng)前城市實(shí)景三維模型的評(píng)定分為不合格品、合格品、良極品、優(yōu)級(jí)品四個(gè)評(píng)定級(jí)別。質(zhì)量評(píng)定方法為，將影響質(zhì)量的各元素總分設(shè)定為100分，根據(jù)不同元素出現(xiàn)的問(wèn)題逐一進(jìn)行扣分，評(píng)定分?jǐn)?shù)計(jì)算公式為：

S=100-[a×42+b×8+c×1]

其中S為最終所得分值，a、b、c對(duì)應(yīng)為A類、B類、 C類錯(cuò)誤數(shù)量。 A類錯(cuò)誤指嚴(yán)重影響模型數(shù)據(jù)正常使用的錯(cuò)漏，B類錯(cuò)誤指給模型數(shù)據(jù)正常瀏覽帶來(lái)較大影響的錯(cuò)漏，C類錯(cuò)誤指瀏覽模型數(shù)據(jù)時(shí)存在較小的瑕疵，但不會(huì)給整體展示效果造成影響的錯(cuò)漏。另外，當(dāng)出現(xiàn)以下情況中的任一情況即判定為不合格品：最終所得分值不足60分；模型數(shù)據(jù)在平面位置精度、高程精度相差比大于制作規(guī)范的；模型數(shù)據(jù)存在A類錯(cuò)誤。

4.3 保證模型數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題的措施

為保證城市實(shí)景三維模型質(zhì)量，順利通過(guò)質(zhì)量檢查驗(yàn)收，對(duì)以往城市實(shí)景三維模型質(zhì)量檢查工作進(jìn)行總結(jié)，歸納出現(xiàn)次數(shù)較多的質(zhì)量問(wèn)題，如模型紋理色彩與實(shí)際情況存在較大出入、模型出現(xiàn)幾何錯(cuò)誤、橋梁及道路模型出現(xiàn)連接中斷等問(wèn)題，在制作過(guò)程中采取以下可行措施：

首先，做好技術(shù)交底工作。城市實(shí)景三維模型制作涉及較多細(xì)節(jié)，制作工作開(kāi)展前，制作單位應(yīng)組織技術(shù)人員召開(kāi)專門(mén)的會(huì)議，為技術(shù)人員詳細(xì)講解制作需求、制作細(xì)節(jié)以及制化過(guò)程中應(yīng)遵守的規(guī)范。同時(shí)，根據(jù)制作內(nèi)容，及技術(shù)人員隊(duì)伍情況，科學(xué)部署制作任務(wù)。其次，做好崗前技術(shù)培訓(xùn)。城市實(shí)景三維模型制作技術(shù)性強(qiáng)、工作量大， 一些細(xì)節(jié)控制不當(dāng)極易引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題，各部門(mén)負(fù)責(zé)人應(yīng)及時(shí)組織技術(shù)人員開(kāi)展崗前技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)，由經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員分享所用軟件的操作方法、操作技巧，保證建模正確、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。最后，注重制作過(guò)程中的監(jiān)督及總結(jié)。制作單位應(yīng)做好模型制作的過(guò)程監(jiān)督，檢查技術(shù)人員建模流程、相互配合等環(huán)節(jié)是否規(guī)范，細(xì)節(jié)是否嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。同時(shí)，做好建模工作總結(jié)，分析建模中遇到的問(wèn)題，討論建模問(wèn)題解決措施，確保各元素建模質(zhì)量。

5 結(jié)論

城市實(shí)景三維模型可直觀、形象的展現(xiàn)出城市中各種建筑、道路、綠地、景觀等分布情況，給人以身臨其境之感，可輔助城市管理部門(mén)做出正確的規(guī)劃決策，因此，保證城市實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)質(zhì)重尤為重要。本文通過(guò)研究得出以下結(jié)論：

（1）城市實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查驗(yàn)收時(shí)應(yīng)充分了解所用的技術(shù)，以及質(zhì)量檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，制定并實(shí)施多級(jí)檢核制度，層層把關(guān)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理模型中存在的問(wèn)題。

（2）城市實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查內(nèi)容較多，包括模型、附件質(zhì)量檢查，要求技術(shù)人員嚴(yán)格按照規(guī)范要求逐一完成質(zhì)量檢查工作，避免遺漏。事實(shí)上，為避免質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，制作前應(yīng)做好技術(shù)交底以及崗前培訓(xùn)工作，不斷提高技術(shù)人員制作水平。同時(shí)，還應(yīng)做好制作過(guò)程質(zhì)量監(jiān)督。

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