“数字德令哈”中三维模型的质量控制

牛艳霞　亓青

摘 要：主要论述了在“数字德令哈”项目中各类三维模型的生产流程，质量检查的内容与方法。希望相关的工作人员提供参考和借鉴。

关键词：数字德令哈；三维模型；数据质量检查

引言

随着科技的不断进步，城市的信息化成为了必然的趋势，数字城市的不断完善已经成为城市发展的新契机，成为城市信息化建设的目标。数字三维城市已成为城市规划和管理中重要的手段。三维模型能够真实、生动地表达三维空间信息，成为数字城市的研究重点。

德令哈市是青海省海西蒙古族藏族自治州州府所在地，是全州政治、教育、科技、文化中心，也是海西东部经济区中心。作为青海省重要的工业城市，德令哈市在青海省经济发展中具有重要地位。随着德令哈市经济的迅猛发展，对城市规划和城市管理提出了更高的要求，政府部门对信息化建设有着迫切的需求，“数字德令哈”的建设为各部门信息化系统提供了一个统一的定位基础和信息共享平台，加快了城市信息化进程。

目前，有关数字三维模型的相关文件有《中华人民共和国测绘行业标准：三维地理信息模型生产规范CH/T 9016-2012》《中华人民共和国测绘行业标准： 三维地理信息模型数据产品规范CH＼T9015-2012》《中华人民共和国测绘行业标准：三维地理信息模型数据库规范CH＼T9017-2012》，这些标准对三维模型的制作进行了定义和要求，但对三维模型质量评定没有明确的要求， 也没有形成一套有效的质量检查方法与质量评价体系。

文章针对“数字德令哈”项目中已经产生的大量三维模型成果，参照《中华人民共和国测绘行业标准：三维地理信息模型生产规范 CH/T 9016-2012》《中华人民共和国测绘行业标准： 三维地理信息模型数据产品规范CH＼T9015-2012》标准的相关内容并结合工作中进行三维模型质量控制的实践， 探讨了如何对三维模型进行质量检查。

1 模型的生产流程

“数字德令哈”中三维模型数据的制作流程主要如图1所示。

1.1 矢量数据采集

立体采集使用MapMatrix全数字摄影测量工作站完成，模型定向采用空三自动恢复模型进行立体测图，采集道路、水系、屋顶、基础设施等数据。

1.2 纹理照片采集及处理

用符合要求的相机实地采集房屋、道路、植被、基础设施等要素的照片以及兴趣点。将采集的实地照片在Photoshop软件下处理成纹理数据。

1.3 建筑模型制作情况

利用立体量测的方式，将建筑物屋顶结构全部表示出来，再将该结构结合地面dem，提取成立体模型。后期贴图时参照外业实拍的照片形状进行核实、修改，将处理好的纹理数据赋在建筑面上，保证模型与实际相符。

1.4 道路模型制作情况

人行道、行车路面按照大比例尺地形图精确制作；地形图上未表示的较窄的道路按航片或照片制作；全区域范围内同材质路面使用了同一纹理表示；跨河桥梁等全部按照实际建模。

1.5 植被模型制作情况

城市中植被种类繁多，数量巨大，因此植被利用十字交叉面片双面贴图的方式进行建模。

1.6 基础设施模型制作情况

交通信号灯、路牌、路标、交通指示标志牌等按实际形状建模，按实际位置表示，方向指示正确；道路中间、两侧的栅栏及栅栏两头的圆柱形墩子按实际表示，使用透明纹理表现。包围绿地或隔离带的围栏按实际建模，并使用透明纹理表现；道路附属设施上作为设施主体的广告牌按实际照片制作纹理贴图。

2 质量控制内容

三维模型数据是“数字德令哈”地理空间框架中的重要内容。

2.1 质量检查内容

2.1.1数据命名、格式的检查：包括模型的命名，纹理的命名，纹理尺寸和格式的正确性。

2.1.2 空间数据的检查：包括平面位置精度、高程精度和坐标精度。平面位置精度主要检查与地形图中基底轮廓线的套合情况；高程精度主要检查模型与实际高度是否一致；坐标精度检查是否符合项目设计书中的坐标系统要求。

2.1.3 场景中模型的检查：（1）检查模型结构是否完整、正确；模型有无缺漏、穿插；有无多余面或丢失面。（2）检查纹理是否与实地相符；纹理是否清晰，有无扭曲、变形、炫光等；纹理间衔接是否合理。（3）平台场景中检查地形模型、建筑模型、道路模型、植被模型、基础设施模型以及各类型模型之间相互位置关系。（4）附件的质量控制主要指文档的完整性。

2.2 检查平台

德令哈市的三维模型是使用3ds max软件进行原始模型的制作、光照烘培效果和格式转换的，利用Photoshop软件进行纹理处理，利用City Maker Building平台进行大场景整合。所以质检人员也是在上述软件下进行检查。

3 检查方法

3.1 原始模型数据检查

3.1.1 平面检查

对于制作好的模型，首先检查模型的平面坐标，将德令哈1：500的CAD图导入3ds max软件作为依据，在顶视图中检查建筑的基地边线是否与CAD数据套合，对于复杂结构的建筑应多角度进行检查。

3.1.2 模型检查

坐标检查完后要检查模型文件中存在空物体，打开摘要信息命令（Summary info）检查文件中物体数量、面片数量等信息，查找到统计数据中点与线都为0的模型即为空物体，记录后需在max场景中删除。接下来打开模型列表，检查模型的命名是否与设计方案一致，如有问题需要记录，若没有就可进行下一步檢查。“数字德令哈”项目设计要求模型需100%检查，所以检查时是按照模型的名称进行顺序检查，主要检查模型结构与实地是否一致，是否符合设计方案的精度要求，贴图是否完整；整个max场景中模型是否有重叠、穿插、漏缝等情况；最后需检查模型轴心位置。如检查有上述问题需记录后返还给作业人员进行修改。

3.1.3 纹理检查

模型的纹理首先需在photoshop软件中打开后检查纹理的命名与格式是否符合软件要求，尺寸是否是2的N次幂，并小于2048像素；其次需要检查场景中纹理图像的清晰度与真实度，交界面纹理应合理衔接，保证所有的模型纹理必须赋予UV，利用反转法线制作的两个透明面要避免闪烁，制作的透明贴图不能出现明显的白边。如检查有上述问题需记录后返还给作业人员进行修改。

3.2 平台数据检查

原始模型检查修改完成后，将模型转换成City Maker平台所需的.Osg格式数据，在平台中整合好的数据还需检查建筑模型、地面模型、道路模型、植物模型、基础设施模型之间的相互关系，检查各类模型底面与地面的衔接是否在设计书要求精度范围内，检查各类模型互相之间衔接是否合理。

4 结束语

随着数字城市的不断发展建设，我省的数字项目会越来越多，对三维模型的需求也会越来越大，但目前对三维模型的质量检查还没确切的标准，影响三维模型质量的因素很多，不同的项目需求对三维模型的质量起着决定的作用。文章通过“数字德令哈”项目对三维模型的质量检查设定了一套方法与流程，希望可以对其他数字城市项目中三维模型的质量检查提供一些参考。

参考文献

[1]张军.数字城市中三维模型的质量控制[J]地理信息世界，2013，4.

[2]“数字德令哈”地理空间框架建设城市三维建模技术总结[Z].