7地形模型库

7．1逻辑架构

地形模型库依据是否用于可视化表现可以分为源数据分库和表现分库。源数据分库又根据类型分为数字高程模型子库和正射与真正射影像子库：数字高程模型子库又因格网间距不同分为若干层；正射与真正射影像子库也因分辨率不同分为若干层。表现分库也根据类型分为数字高程模型子库和正射与真正射影像子库：数字高程模型子库分为多级等尺寸的瓦片；正射与真正射影像子库分为多级等尺寸的瓦片。地形模型库逻辑架构见图1。

7．2源数据分库

7．2．1数字高程模型一个区域的数字高程模型的格网间距等级一般具有0．5m、1m、2m、2．5m、5m、12．5m、25m、50m、100m和1000m，这些不同精度等级的数字高程模型数据通常把每个等级分别完整拼接在一起，采用分层的方式存储在数据库中。

7．2．2正射与真正射影像一个区域的正射与真正射影像的分辨率等级一般具有0．05m、0．1m、0．2m、0．5m、1m、2．5m、5m和30m，这些不同精度等级的影像数据通常把每个等级分别完整拼接在一起，采用分层的方式存储在数据库中。

图1地形模型库逻辑架构

7．3表现分库

7．3．1数字高程模型

7．3．1．1瓦片尺寸及格式数字高程模型表现分库的瓦片尺寸Sd的计算公式为

式中：Sd——数字高程模型表现分库的瓦片尺寸；C——四分之一赤道周长，通常取C＝6378137·π2，单位为米（m）；N——最大表示等级；Pmax——地形最高分辨率格网尺寸；CEILING（n，1）——取大于等于数值n的最小正整数。示例：CEILING（3．2，1）＝4。数字高程模型表现分库的瓦片格式规定为*．elev、*．asc和*．dem等交换格式。

7．3．1．2级数计算根据建模区域数字高程模型源数据的格网尺寸（P×P）和瓦片尺寸（Sd×Sd），确定数字高程模型表现分库中瓦片的切片最大等级数，其计算公式为

式中：——数字高程模型表现分库中瓦片需要切片的最大等级数；C——四分之一赤道周长，通常取C＝6378137·π2，单位为米（m）；P——原始数字高程模型格网尺寸；Sd——数字高程模型表现分库的瓦片尺寸；CEILING（n，1）——取大于等于数值n的最小正整数。示例：CEILING（3．2，1）＝4。常见分辨率数字高程模型数据切片最大等级数参见附录A。

7．3．1．3瓦片生成以数字高程模型源数据为基础，采用工具软件，融合集成不同格网间距的数字高程模型数据，按照瓦片规定的尺寸和计算出的最大等级数，逐级进行切片，将不同等级的瓦片采用分层的方式存储在三维模型数据库中。

7．3．2正射与真正射影像

7．3．2．1瓦片尺寸及格式正射与真正射影像表现分库的瓦片尺寸Si的计算公式为

式中：Si——正射与真正射影像表现分库的瓦片尺寸；C——四分之一赤道周长，通常取C＝6378137·π2，单位为米（m）；N——最大表示等级；Rmax——正射与真正射影像的最大分辨率；CEILING（n，1）——取大于等于数值n的最小正整数。示例：CEILING（3．2，1）＝4。正射与真正射影像表现分库的瓦片格式规定为*．JPg、*．bmp和*．tif等交换格式，或*．dds三维压缩格式。

7．3．2．2级数计算根据建模区域影像源数据的分辨率（R×R）和瓦片尺寸（Si×Si），确定正射与真正射影像表现分库中瓦片的切片最大等级数，其计算公式为

式中：——正射与真正射影像表现分库中瓦片需要切片的最大等级数；C——四分之一赤道周长，通常取C＝6378137·π2，单位为米（m）；R——原始影像分辨率；Si——正射与真正射影像表现分库的瓦片尺寸；CEILING（n，1）——取大于等于数值n的最小正整数。示例：CEILING（3．2，1）＝4。常见分辨率正射与真正射影像数据切片最大等级数参见附录B。

7．3．2．3瓦片生成以影像源数据为基础，采用工具软件，融合集成不同分辨率的正射与真正射影像数据，按照瓦片规定的尺寸和计算出的等级数，逐级进行切片，将不同等级的瓦片采用分层的方式存储在三维模型数据库中。

7．3．3质量要求依靠工具软件分别打开数字高程模型和正射与真正射影像各等级的瓦片数据，并自动实现拼接，通过浏览方式检查生成的瓦片数据是否完整、遗漏，边缘是否正确。

8要素模型库

8．1逻辑架构

要素模型库依据是否用于可视化表现可以分为源数据分库和表现分库。源数据分库又分为建筑要素、交通要素、水系要素、植被要素、场地、管线及地下空间设施要素和其他要素七个模型子库，各模型子库存放原始三维模型，每个模型含有几何、属性和纹理三类信息，其中，属性信息中包含地名信息表现分库也分为建筑要素、交通要素、水系要素、植被要素、场地、管线及地下空间设施要素和其他要素七个模型子库，各模型子库存放用于三维可视化表现的模型，每个模型通过唯一编码与原始三维模（LOD0）一一对应，并含有LOD1、LOD2、LOD3、LOD4和LOD5五个不同表现细节层次等级的模型，见8．3．1。要素模型库逻辑架构见图2。

8．2源数据分库

8．2．1建筑要素模型建筑要素模型数据包括各类建筑物及其附属设施的几何、纹理和属性数据。

8．2．2交通要素模型交通要素模型数据包括道路、地面上轨道交通、桥梁和道路附属设施的几何、纹理和属性数据。

8．2．3水系要素模型水系要素模型数据包括江、河、湖、海、井、泉、水库、池塘、沟渠等自然和人工水体的几何、纹理和属性数据。

8．2．4植被要素模型植被要素模型数据包括道路两旁成行栽植的行道树和绿地，以及公园、社区、庭院种植的景观植物的几何、纹理和属性数据。

8．2．5场地模型场地模型数据主要包括除建筑、交通、水系、植被之外的自然或人工修筑所占场地的几何、纹理和属性数据。

8．2．6管线及地下空间设施要素模型

8．2．6．1地上地下管线地上地下管线主要包括铺设在道路地上或地下，分支到道路两旁建筑物中，用于满足日常所需的供水、排水、供电、通信、供热、供气的架空及地下管线，以及特殊用途的地下管线等的几何、纹理和属性数据。

8．2．6．2地下人防设施地下人防设施主要包括只有防护要求的特殊地下建筑的几何、纹理和属性数据。

8．2．6．3地下交通设施地下交通设施主要包括地铁、地下停车场等交通用途设施的几何、纹理和属性数据。

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、场地、管线及地下空间设施以外的要素模型的几何、纹理和属性数据。

8．3表现分库

8．3．1表现等级对于每一个要素模型，通过模型平面精度、模型高度精度、模型精细度和纹理精细度等四个指标，定义要素模型的五个表现等级，见表1。

表1要素模型表现的指标要求

8．4要素模型编码

每一要素原始模型的唯—标识码，一般由县级以上行政区域地名、乡镇级行政区域地名、行政村级行政区域地名、模型类型、模型顺序号和模型复杂度六部分组成（见图3）。其中，县级以上行政区域地名、乡镇级行政区域地名的编码规则按GBT23705的规定执行；行政村级行政区域地名的编码采用自然顺序编号方式；模型复杂度的编码按CHT9015-2012第6章的规定分类型划分标识。在原始模型基础上，为快速显示之需，计算机自动生成的多等级表现模型，可在上述编码的基础上，增加一位标识码，采用1、2、3、4、5表示其对应的表现等级。

图3要素模型编码结构示意图

8．3．2质量要求检查模型数据的完整性、准确性、合理性，与地形的匹配程度，模型纹理、贴图的准确性、完整性和协调性，模型数据的几何准确性、形状相似性，模型数据与整体场景整体色彩、光照效果的协调一致性，属性数据的正确性、完整性和现势性。

8．5数据组织

利用唯一标识码对源数据分库中每一模型的原始模型进行标识，同样利用该标识码对表现分库中该模型对应的五个表现等级进行统一标识。源数据分库中每一模型的原始模型存储该模型的几何信息、属性信息和纹理信息；表现分库中每一模型存储五个表现等级，每一表现等级通过构成关系集成了几何信息和纹理信息。原始模型与表现模型关联关系见图4。