三维模型建设项目技术设计书.docx

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三维模型建设项目技术设计书

石化产业园区

管控一体应急管理信息系统工程--基础支撑平台项目-三维模型建设

项目技术设计书

XXXXXX信息有限公司

2016年3月

石化产业园区

管控一体应急管理信息系统工程--基础支撑平台项目-三维模型建设

项目技术设计书

项目承担单位（盖章）：

设计负责人:

审核人：

审核意见：

年月日

批准单位或部门（盖章）：

审核人：

审核意见：

年月日

1项目背景

XX作为AA“四岛一园”（XX、BB、YY、CC，危险化学品物流园）安全防控体系建设的重要组成部分，其安全建设、安全发展尤其重要，事关全市乃至全地区整体安全水平。

按照《国务院安委会办公室关于进一步加强化工园区安全管理的指导意见》（安委办〔2012〕37号），结合国家安监总局关于开展安全生产一体化管理示范化工园区建设工作要求，市安监局和管委会已经组织专家多方论证，积极开展安全生产顶层设计，研究XX石化产业园区管控一体工程建设工作。

石化产业园区管控一体化系统的战略定位是：

建立“瞄准世界级水平，建设具有国际竞争力的大型石化产业园区”的安全保障。

通过石化产业园区管控一体工程建设，显著提高XX石化产业园区管理的信息化、数字化、智能化程度，达到世界一流的水平，力争与先进国家石化产业园区管理信息化同步发展。

预防和控制安全生产事故发生，提高事故处置能力，确保园区生产安全和社会稳定，实现建成具有国际竞争力的世界级大型石化产业基地的目标。

2项目任务

按照《管控一体应急管理信息系统工程-基础支撑平台项目招标文件》的要求，结合我方的三维模型生产工程经验分析，XX石化产业园区三维模型建设按业务分类型和建模基础数据的不同，主要分为四类模型生产任务：

1.规划模型生产

XX石化产业园区规划模型是以XX石化产业园区提供的园区总体规划数据+远景规划效果图为生产基础，建立园区规划三维模型。

当总体规划产生局部变更、调整、修编时，根据总体规划变更数据进行规划三维模型的同步变更。

2.审批项目设计模型生产

审批项目设计模型是对园区建设项目以项目设计施工图+项目设计方案效果图为生产基础，建立审批项目设计效果模型。

当审批项目设计发生变更、调整时，根据项目设计变更数据进行审批项目设计效果模型的同步变更。

3.项目建设跟踪模型生产

项目建设跟踪模型是对园区开工建设的项目以项目设计施工图+项目现场施工照片为生产基础，建立项目建设跟踪模型。

项目建设跟踪模型一般按2-3个月进行一次项目建设进度跟踪模型，同一项目根据工程量大小和建设周期需要重复建模，属于高频率生产项。

4.项目竣工现状模型生产

项目竣工现状模型是对园区竣工项目以XX石化产业园区跟踪测量采集的竣工地形图+项目现场实地照片为生产基础，建立项目建成现状模型。

5.规划、林业、土地、海洋空间数据集成

规划“一张图”，林业、土地、海洋等空间数据和规划空间数据（坐标）转换、叠加。

规划“一张图”：

是以园区控制性规划为基础，随着规划的逐步实施，将规划红线图、规划设计、竣工图组合为二维的“一张图”；林业、土地、海洋和规划间数据（坐标）转换、叠加：

是将林业、土地、海洋和地勘等数据与规划“一张图”合并，并能根据输入的林业、土地和海洋等数据实时进行坐标转换，保证准确与规划“一张图”合并。

3参考依据

◆《国家基本比例尺地形图分幅和编号》GB/T13989-1992

◆《中华人民共和国行政区划代码》GB/T2260-2007

◆《基础地理信息要素分类与代码》（GBT13923-2006）

◆《国家基本比例尺地图图式第1部分1:

500CAD1:

2000地形图图式》GB/T20257.1-2007

◆《城市三维建模技术规范》CJJ/T157-2010

◆《管控一体应急管理信息系统工程-基础支撑平台项目招标文件》

◆《数字测绘成果质量要求》GB/T17941-2008

◆《数字测绘成果质量检查与验收》GB/T18316-2008

4主要技术要求

4.1空间参考系要求

XX石化产业园区基础地理数学基础如下：

1）平面坐标系：

1980年西安坐标系，中央子午线121.5度。

2）高程基准：

1985国家高程基准。

4.2分幅和编号

分幅和编号符合GB/T13989的规定。

5数据收集与分析

在本项目中规划模型、审批项目设计模型、项目建设跟踪模型以及林业、土地、海洋等空间数据与规划一张图等项目生产所需的基础数据源是由石化产业园区规划资源管理局提供，数据大致可能分CAD矢量电子数据\图片\文档资料\林业、海洋、土地专题矢量数据。

项目承建单位需要要分析检查数据源成果的空间坐标、数据分类分层、要素编码、数据内容、数据格式等是否具备满足本项目关于三维模型生产和数据转换叠加的可利用性分析，判断是否具备满足生产的必要条件。

项目数据源分类

数据内容

数据来源

规划模型

XX石化产业园区总体规划图CAD数据

远景规划平面效果图、鸟瞰图、单体效果图JPG数据

XX石化产业园区0.5米数字高程模型Grid数据

XX石化产业园区0.05米正射影像Grid数据

规划资源管理局

审批项目设计模型

审批项目设计方案规划平面图CAD数据

审批项目设计方案设计施工图CAD数据

审批项目设计方案规划总平面图JPG数据

审批项目设计方案MAX三维模型及JPG类贴图数据

审批项目设计方案鸟瞰图、单体前后视角效果图JPG数据

规划资源管理局

项目建设跟踪模型

建设项目规划平面图CAD数据

建设项目设计施工图CAD数据

规划资源管理局

建设项目实地现场施工进度照片

项目承建单位

项目竣工现状模型

项目竣工地形图

规划资源管理局

建设项目实地现场竣工照片

项目承建单位

规划一张图

园区控制性规划、详细规划、专项规划等CAD数据

规划资源管理局

林业专题数据

林业专题矢量电子数据（带有空间坐标信息）

规划资源管理局

土地专题数据

土地专题矢量电子数据（带有空间坐标信息）

规划资源管理局

海洋专题数据

海洋专题矢量电子数据（带有空间坐标信息）

规划资源管理局

其他规划相关数据

文本、图片等资料

规划资源管理局

本文描述的对数据源分析检查是针对数据源能否满足本项目三维模型生产和数据转换叠加的是否具备可利用性的常规检查。

主要是针对CAD数据和是否具备坐标信息、覆盖范围是否完整、数据格式是否正确、数据内容是否齐全正确、电子数据是否正常打开等。

6三维建模技术路线

本项目三维模型数据生产总体思路是采用0.5米DEM叠加0.05米DOM影像作为园区三维规划管理和辅助决策平台的三维地形模型；对规划模型，采用CAD总体规划图中的建筑物、道路、管线、用地地块轮廓线为规划模型的空间定位基础和几何建模依据，采用建筑楼层高度设计规范作为规划模型建模高度依据，采用远景规划效果图作为规划模型的外观纹理贴图；对审批项目设计模型采用CAD设计施工图中的建筑物、道路、管线等轮廓线为设计模型的空间定位基础和几何建模依据，采用设计施工图的设计高度作为设计模型建模高度依据，采用设计方案效果图作为设计模型的外观纹理贴图；对项目建设跟踪模型采用CAD设计施工图中的建筑物、道路、管线等轮廓线为设计模型的空间定位基础和几何建模依据，采用施工现场的实际建设高度作为跟踪模型建模高度依据，采用实地现场数码照片作为跟踪模型的外观纹理贴图；对项目竣工现状模型采用CAD竣工地形图中的建筑物、道路、管线等轮廓线为设计模型的空间定位基础和几何建模依据，采用项目竣工实际高度作为现状模型建模高度依据，采用实地现场数码照片作为现状模型的外观纹理贴图。

上述四类模型只是生产的基础数据来源有所不同，其主要生产技术路线是相同的，主要采用南方CASS2008将CAD数据与DOM叠加，根据影像信息和CAD要素代码，初步对房屋建筑、道路、水系、管线、地块、其他地物要素等进行综合筛选，按设计书规定的建模范围，对需要建模的矢量数据进行分类提取、几何类型修正，并按城市行政区划和自然道路进行建模单元划分，按模型编号规范对建模要素分类编号，形成建模工作底图。

以预编的建模单元和模型编号底图为依据，对需要现场实地拍照的模型生产项目使用专业数码相机按三维外业拍照规范进行实地数码拍照，收集项目相关信息。

综合DLG\DOM\数码相片和建筑物名称信息，进一步筛选细化建模对象数量与各模型建模标准，对底图数据进行相应调整，使用ArcGIS10.1按数据处理规定对处理好的CAD数据进行格式转换、拓扑检查处理和属性关联，形成一个拓扑无错误的建模生产底图矢量数据。

采用3dsMax9导入标准化处理后的分类、分层底图矢量数据进行几何模型构建和纹理贴图。

采用PhotoshopCS5进行数码相片、远景规划效果图、设计方案效果图等进行模型外观贴图材质的筛选、提取、矫正和品质优化处理，再由3dsMax9统一进行后期纹理贴图和区块三维模型汇总整合，最终形成符合项目要求的各类三维模型成果。

在整个生产过程中针对各阶段重要环节采用人工与程序辅助检查的方式对CAD标准化处理数据、ArcGIS标准化处理数据,数码照片、三维模型几何框架，贴图材质等进行全面检查。

CAD数据处理软件：

南方CASS2008、ArcGIS10.1

三维建模软件：

3dsMax9

图像处理软件：

PhotoshopCS5

其他自主二次开发辅助程序：

CAD要素批量处理程序

ArcGIS数据检查程序

3dsMax三维模型检查程序

主要的生产流程过程如下：

1）对项目区基础数据源状况、三维软件模型技术要求及其他相关资料进行收集、整理，并对基础数据是否满足模型生产可利用性进行前期检查分析。

2）依据数据源状况和模型标准分析，初步设定总体建模范围和模型标准，使用南方CASS2008对CAD数据源的房屋建筑、道路、管线、水系、其他地物要素等通过CAD叠加DOM影像判读，依据要素类型进行分类提取归层，统一将样条曲线、张力曲线、三维多段线等在保持基本不变形的前期下转换为多段线，对非正常断开或非连续的同一实体线要素应合并处理。

在保证线形光滑表示和真实不变形的前提下，对线段链上过密的节点进行适当抽稀，减少节点过密造成的模型三角面膨胀，对部分要素过长的平直线应适当均匀增加轮廓点，以便降低建立模型产生破面或其他问题。

依据项目区行政区划，结合道路分布情况进行建模单元划分和编号，并对个单元内建筑物、道路等进行模型编号，形成工作底图。

3）三维外业实地拍照人员，以工作底图为基础，按现场设计路线，严格按照三维外业拍照规范要求进行建模单元区块和各编号模型的全貌和局部数码拍照并收集建筑名称等信息，结合实地现状对图上地物要素进一步进行建模范围、模型归属、综合取舍等进行分类标注，按建模单元和模型编号归档数码照片。

4）综合CAD\DOM\数码相片\效果图等数据和建设项目调查信息，进一步明确建模地物要素范围，细化各地物模型生产标准，拟定生产技术方案，选取1-2个典型的具备不同模型标准代表意义的建模单元区块进行样例模型数据生产，提交客户进行三维系统导入测试和模型三维效果检验，根据反馈意见进一步完善和确定模型生产标准和作业技术方案，进一步开发完善辅助生产程序。

5）按确定的建模范围、模型分类和模型标准，使用ArcGIS10.1对处理好的CAD数据进行格式转换、拓扑检查处理和名称、层数、各高度值属性关联，形成一个建模单元区块、道路、水系、人行道、建筑物等所有面要素无交叉重叠、物理无缝的矢量二维几何数据。

6）采用PhotoshopCS5对数码相片、效果图和DOM影像进行立面、顶面的贴图材质筛选、提取、透视矫正、色调调节和品质优化处理，根据实地现状建立公共材质库；对精细模型、重点区域的一般模型和常规一般标准模型，采用3dsMax