三维地理信息模型数据的质量检查及评定(最终版)

三维地理信息模型数据的质量检查及评定
The quality Inspection and evaluation of 3D Model on
geographic information
田海涛冉磊陈克伟马小伟
TIAN Haitao，RAN Lei，CHEN Kewei，MA Xiaowei
（昆明市测绘研究院，云南昆明650051）
摘要：结合三维模型生产及产品规范，以及现有的各种测绘质量检查规范，对三维模型质量检查及评定所涉及的检查项从总体思路、评价体系、质检方法等方面进行了详细、系统的论述，为三维模型质量检查和评
定提供了较为全面、详细的思路和系统的方法，形成了完整的三维模型的质量检查和评定办法，有助于
提高对三维模型的质量控制，为行业内制定三维模型的质检检查规范或标准提供参考。

关键词：三维模型；质量元素；质量评定
1 引言
伴随着近几年来城市现代化发展的速度，各个城市、行业、企业部门等结构或组织对三维基础空间数据的需求越来越强烈，三维地理信息模型数据（简称三维模型）的生产日益成为城市发展中必不可少的一项工作[1,2]。

国家测绘地理信息局已于2012年正式发布了《三维地理信息模型数据产品规范》（CH/T 9015-2012）、《三维地理信息模型生产规范》（CH/T 9016-2012）对三维模型的生产进行了质量控制，但尚未发布三维模型的质量检查规范，现有的测绘产品的检查验收及质量评定规范如《测绘成果质量检查与验收》（GB/T24356-2009）、《数字测绘成果质量检查与验收》（GBT 18316-2008）等不能直接适用于三维模型的质量检查与评定。

行业内已陆续出现一些针对三维模型的质量检查与评定的研究成果[3—5]，但总体而言，未充分结合新发布的三维模型生产及产品规范进行具体、系统的规定，实际操作时存在一定困难。

针对上述问题，本文拟结合实际生产经验对三维模型的质量检查及评定进行具体而系统的规定，使三
云南省测绘学会2014年学术年会论文集
维模型的质检具备更高的可行性。

2 质检总体思路
进行三维模型的质量检查首先需要明确质检依据、成果类型等基本概念，总体思路如下：
（1）三维模型属于三维地理信息基础数据，故应将三维模型归入数字测绘成果的范围，进行质量检查时总体上参考《数字测绘成果质量检查与验收》而非《测绘成果质量检查与验收》，但结合实际三维模型的特点，具体的检查项可借鉴《测绘成果质量检查与验收》进行评定；
（2）根据《三维地理信息模型生产规范》（CH/T 9016-2012），三维模型分为地形模型和要素模型两种，要素模型又分为建筑、水系等七种类型，总共存在八种三维模型，其计量单位见下表：
表1 三维模型类型及其单位
（3）结合实际情况，三维模型的项目类型可分为两大类：规划类项目（含三维竣工项目）和现状类项目，质量检查时根据项目类型确定其检查方式；
（4）检查工作按―二级检查一级验收‖进行，详见《数字测绘成果质量检查与验收》。

3 质量评价体系
规划类项目或现状类项目的三维模型可按以下7个质量元素、21个子元素及相应检查项进行质量评定，其相应检查内容及适用成果如下表所示：
表2 质量评价体系详细设置
田海涛等：三维地理信息模型数据的质量检查及评定
注：（1）进行具体项目检查时参考其技术设计可对上表中项目进行扩展或删除；
（2）―场景框架——框架底图‖：对于3DS MAX等建模软件，在坐标值较大位置建模易产生模型抖动、偏移等因素影响操作，故均需在原点附近进行建模，因而需进行归零操作，如选用其他建模软件无此现象则可将此检查项删除。

4 检查组织方式
三维模型的检查组织方式可分为全检和抽样检查两种（详见《数字测绘成果质量检查与验收》），不同项目类型、不同质量元素、子元素以及所适用的内外业检查方法所采用的检查组织方式不同，大体可规定如下：
表3 检查组织方式详细情况
云南省测绘学会2014年学术年会论文集
注：（1）如数据量特别庞大，采用全检方式无法操作时，可参照抽检进行，但须经甲方审核同意；
（2）外业检查也可将外业信息采集至内业进行检查，如外业拍摄建筑物照片进行表达质量的检查。

5 质量检查方法
（1）按照检查人员人工参与程度，检查方法可以分为三种：
1）计算机自动检查：利用软件自带或一些插件的功能，高效率自动完成一些检查项的检查，如质量元素―逻辑一致性——效果一致性‖的检查，或质量元素―属性精度——分类代码‖的检查等，均可利用计算机自动实现。

2）人工检查：对于计算机不能自动检查，或基于质量等因素考虑必须依靠人工进行的检查，如质量元素―完整性——拆分‖的检查，或质量元素―表达质量——要素模型‖的检查，都需要人工进行评定。

3）人机交互检查（计算机辅助检查）：一些可以由人工和计算机相互结合完成的检查，例如―逻辑一致性——效果一致性‖检查内容进行的检查。

（2）按照检查采取的具体措施，检查方法也可分为几种：
1）参考对比法：采用更可靠的数据进行对比以评定其质量，如对质量元素―位置精度——框架底图归零后是否偏离正确位置‖进行检查，可套合经过―最终检查‖的cad底图进行比对，又如对质量元素―表达质量——模型精细度——结构表现一致性‖的检查可采用采集现场照片逐一与三维模型比对的方法进行检查。

2）逐一排查法：根据检查内容逐项或依次进行检查，如―逻辑一致性——空间关系一致性——模型是否有重复现象‖可逐个检查，或针对―附件质量——文档资料——资料及其内容是否齐全‖可采用通篇逐一阅读的方法进行检查。

3）整体浏览法：针对有些检查项，采用整体浏览把握的方法，如―表达质量——场景效果——三维模型景观场景效果是否合格‖可在场景内针对模型色调、色彩等进行整体评定。

具体方法的选择根据检查内容及情况灵活选择，整体上遵循―效率第一、质量并重‖的原则进行方法选
田海涛等：三维地理信息模型数据的质量检查及评定
择。

6 质量评定方法
三维模型的质量元素、子元素及其检查项的评定可分为两种评定方法：概查项、详查项，其中详查项的评分又可分三种：
（1）设置检测点，根据其坐标与已有可靠数据比对计算检测中误差m，继而根据公式计算该检查项得分，公式详见《数字测绘成果质量检查与验收》；
（2）统计错漏数量，计算错漏比重r，继而根据公式计算该检查项得分，公式详见《数字测绘成果质量检查与验收》；
（3）对与三维模型某单位成果相关的几个质量元素、子元素及检查项，根据其重要程度设置权值，通过检查统计错漏数量及其错误程度进行扣分，继而根据公式计算该单位成果带权平均分s，公式详见《测绘成果质量检查与验收》。

三维模型质量评定时不同检查项采用的评定方法见下表所示：
表4 不同质量元素的评定方法
云南省测绘学会2014年学术年会论文集
对批成果的质量评定按以下规则进行：
（1）概查项无不符合现象（设分值为F1）；
（2）m（检测中误差）符合规范中中误差规定（设分值为F2）；
（3）采用R（错漏比重）评定的质量元素分值合格（设分值为F3）；
（4）采用S（带权平均分）评定的质量元素分值合格（设分值为F4）；
（5）满足以上条件的情况下，批成果得分为：F=min（Fi）。

注：采用抽检方式时其样本及批成果的评定详见《数字测绘成果质量检查与验收》。

7 结语
在三维模型质检和评定的实际过程中，还存在影响因素多、人为评分差异较大、行业内对同一错误的定位不同等特殊情况，这些有赖于在实践中不断摸索、不断完善质量检查及评定指标。

本文结合三维模型的实际生产任务，力求全面把握与其质量相关的因素，详细的对质量评定方法进行了论述，制定了适用于不同类型三维项目的质检及评定方法，希望能为三维地理信息业务有所帮助，对从事数字城市建设及相关三维业务的技术人员提供参考和帮助。

参考文献
[1] 王少娟，王丹．3维城市建筑物模型数据采集的质量控制．测绘通报，2000年第1期：18-20
[2] 李华玮，朱宜萱，朱庆．3维城市模型数据生产的全面质量控制[J]．测绘通报，2004年第2期：57-59
[3] 朱紫阳，许耿然，王炎城等．建筑三维景观模型的质量检测及评价方法探讨[J]．城市勘测，2012（2）：29-32
[4] 张军．三维模型质量检查方法的探讨．办公自动化，2013（2）：12-15
[5] 王冬滨，王铁军．数字测绘产品的质量检查与质量控制[J]．测绘工程，2000年3月：47-51
作者简介
田海涛（1982—），男，回族，宁夏灵武市；硕士研究生；主要从事三维地理信息模型数据的质量检查及评定工作。

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