點云數(shù)據(jù)管理服務技術(shù)規(guī)范目 次前 言 III范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1縮略語 2一般規(guī)定 3數(shù)據(jù)要求 3數(shù)據(jù)內(nèi)容 3空間參考 4時間參考 4質(zhì)量要求 4數(shù)據(jù)組織 5場景數(shù)據(jù)組織 5基底數(shù)據(jù)組織 5基底數(shù)據(jù)更新 5數(shù)據(jù)建庫 6數(shù)據(jù)庫組成 6數(shù)據(jù)存儲 7管理系統(tǒng) 7支撐環(huán)境 7質(zhì)量測評 8運維管理 8數(shù)據(jù)服務 8數(shù)據(jù)展示 8數(shù)據(jù)檢索 9數(shù)據(jù)調(diào)用 9附錄A（規(guī)范性）元數(shù)據(jù) 11場景元數(shù)據(jù) 11圖幅元數(shù)據(jù) 11I點云元數(shù)據(jù) 12系統(tǒng)基礎信息 12附錄B（資料性）數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu) 14場景數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu) 14基底數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu) 14IIPAGEPAGE13PAGEPAGE10點云數(shù)據(jù)管理服務技術(shù)規(guī)范范圍本規(guī)范規(guī)定了點云數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)要求以及數(shù)據(jù)組織、建庫、服務方面的內(nèi)容和要求。本規(guī)范適用于多源點云數(shù)據(jù)集成、點云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建設與應用服務。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T13989 國家基本比例尺地形圖分幅和編號GB/T18316 數(shù)字測繪成果質(zhì)量檢查與驗收GB/T19710 地理信息元數(shù)據(jù)GB/T33453 基礎地理信息數(shù)據(jù)庫建設規(guī)范GB/T39623 基礎地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)質(zhì)量測試與評價GB50174 數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1點云pointcloud以離散、不規(guī)則方式分布在三維空間中的點的集合。[來源:CH/T8023-2011,3.3]3.2元數(shù)據(jù)metadata關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。即數(shù)據(jù)的標識、覆蓋范圍、質(zhì)量、空間和時間模式、空間參照系和分發(fā)等信息。[來源:GB/T19710.2-2016,4.21]3.3場景點云scenepointcloud基于特定應用場景（工程項目、作業(yè)任務等）獲取的一定區(qū)域范圍內(nèi)反映現(xiàn)實世界地理空間位置和形態(tài)的點云數(shù)據(jù)。3.4基底點云basepointcloud對場景點云數(shù)據(jù)進行標準化處理與集成，參照國家基本比例尺地形圖分幅標準劃分管理單元的點云數(shù)據(jù)。3.5點云圖層pointcloudlayer以采集平臺、點云精度等作為依據(jù)對基底點云進行劃分形成的點云數(shù)據(jù)子集。3.6點云數(shù)據(jù)庫pointclouddatabase由點云數(shù)據(jù)集及實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、處理、瀏覽、查詢、統(tǒng)計、表達、輸出、更新等管理、維護與分發(fā)功能的軟硬件和支撐環(huán)境的總稱。3.7機載激光雷達airborneLiDAR在航空平臺上，集成激光雷達、定位測姿系統(tǒng)、數(shù)碼相機和控制系統(tǒng)所構(gòu)成的綜合系統(tǒng)。[來源:CH/T8023-2011,3.2]3.8車（船）載激光雷達vehicle-borne(ship-borne)LiDAR在車（船）載平臺上，集成激光雷達、定位測姿系統(tǒng)、數(shù)碼相機和控制系統(tǒng)等傳感器所組成的綜合系統(tǒng)。[來源:CH/T3020-2018,3.4]3.9地面固定站式激光雷達terrestrialLiDAR在地面固定平臺上，集成激光雷達、數(shù)碼相機和控制系統(tǒng)所組成的綜合系統(tǒng)。[來源:CH/T3020-2018,3.5]3.10便攜式激光雷達portableLiDAR采用地面推掃式、背包式、手持式或穿戴式等平臺，集成激光雷達、數(shù)碼相機和控制系統(tǒng)，結(jié)合SLAM算法、全局優(yōu)化方法、定位測姿系統(tǒng)的綜合便攜系統(tǒng)。3.11點云數(shù)據(jù)集成Pointcloudintegration將多種不同來源、格式、特性的點云數(shù)據(jù)組織在一起的過程。縮略語下列縮略語適用于本文件。DEM——數(shù)字高程模型（DigitalElevationModel)DLG——數(shù)字線劃地圖（DigitalLineGraphic）DSM——數(shù)字表面模型（DigitalSurfaceModel）GNSS——全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem）IMU——慣性測量單元（InertialMeasurementUnit）LOD——細節(jié)層次（LevelOfDetail）POS——定位測姿系統(tǒng)（PositionandOrientationSystem）SLAM——即時定位與地圖構(gòu)建（SimultaneousLocalizationandMapping）一般規(guī)定1所示。圖1點云數(shù)據(jù)管理服務流程數(shù)據(jù)管理對象應包括點云數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)，宜包括數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)與應用過程中形成的原始數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)。應以場景為單元進行點云數(shù)據(jù)組織，建立場景點云數(shù)據(jù)集；宜對多場景點云數(shù)據(jù)進行集成，建立以圖幅為單元的基底點云數(shù)據(jù)集。GB/T33453的規(guī)定。點云數(shù)據(jù)服務應包括數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)調(diào)用等內(nèi)容。數(shù)據(jù)要求數(shù)據(jù)內(nèi)容原始數(shù)據(jù)不同采集平臺獲取的原始數(shù)據(jù)應符合以下要求：機載激光雷達獲取的原始數(shù)據(jù)應包括激光測距數(shù)據(jù)、GNSS數(shù)據(jù)、IMU數(shù)據(jù)，宜包括飛行記錄數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、控制點數(shù)據(jù)等；車（船）載激光雷達獲取的原始數(shù)據(jù)應包括激光測距數(shù)據(jù)、GNSS數(shù)據(jù)、IMU數(shù)據(jù)，宜包括里程計數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、控制點數(shù)據(jù)等；地面固定站式激光雷達采集的原始數(shù)據(jù)應包括測站掃描數(shù)據(jù)，宜包括影像數(shù)據(jù)、控制點數(shù)據(jù)等；IMUGNSS數(shù)據(jù)、控制點數(shù)據(jù)等。點云數(shù)據(jù)LAS、PTX、PTS、PCD、XYZ等通用格式。元數(shù)據(jù)GB/T19710A.1；A.2；A.3。成果數(shù)據(jù)成果數(shù)據(jù)可包括基于點云數(shù)據(jù)生產(chǎn)的DEM、DSM、DLG、三維模型、圖紙、文檔、影像等內(nèi)容。空間參考場景點云空間參考場景點云數(shù)據(jù)空間參考應滿足以下要求：可采用國家、地方空間參考系或適應場景應用需求的獨立空間參考系；場景概略中心點位及有效范圍線的空間參考系應與點云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)使用的電子地圖空間參考系一致。基底點云空間參考基底點云數(shù)據(jù)空間參考應滿足以下要求：20001985國家高程基準或依法批準的獨立高程基準；各類基底點云數(shù)據(jù)應保持空間參考一致。時間參考日期應采用公歷紀元，時間應采用北京時間。質(zhì)量要求點云數(shù)據(jù)質(zhì)量應符合以下要求：GB/T18316的要求；質(zhì)檢日期等信息，并與點云數(shù)據(jù)同步入庫；點云數(shù)據(jù)集成、更新、維護等過程應有日志記錄。數(shù)據(jù)組織場景數(shù)據(jù)組織場景數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)參見附錄B.1，并符合以下要求：可根據(jù)場景類型、采集方式、點云范圍等因素確定點云數(shù)據(jù)組織方式；應提取場景有效范圍、概略中心點位，并建立場景空間索引；LOD劃分?；讛?shù)據(jù)組織基底數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)參見附錄B.2，并符合以下要求：GB/T13989的相關(guān)規(guī)定；宜根據(jù)采集平臺、點云精度等對圖幅內(nèi)基底點云劃分不同點云圖層；應根據(jù)基底點云數(shù)據(jù)范圍建立圖幅空間索引；LOD劃分?；讛?shù)據(jù)更新應建立基底點云數(shù)據(jù)更新機制，并符合以下規(guī)定：場景點云數(shù)據(jù)入庫后，應更新對應的基底點云數(shù)據(jù)，并遵循以下原則：數(shù)據(jù)更新；是否更新基底點云?；c云數(shù)據(jù)更新流程如圖2，并符合以下規(guī)定：數(shù)據(jù)準備，場景點云數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)、精度、密度等應滿足基底點云數(shù)據(jù)要求；范圍提取，應根據(jù)點云密度、完整性等確定更新范圍，并提取更新范圍線；點云作為更新點云，更新范圍線內(nèi)的基底點云作為歷史基底點云存檔；成整體性的現(xiàn)勢基底點云；元數(shù)據(jù)更新，基底點云數(shù)據(jù)更新后，相關(guān)圖幅的元數(shù)據(jù)應同步更新。圖2基底點云數(shù)據(jù)更新流程數(shù)據(jù)建庫數(shù)據(jù)庫組成點云數(shù)據(jù)庫由點云數(shù)據(jù)集、管理系統(tǒng)和支撐環(huán)境三部分組成，其中點云數(shù)據(jù)集是點云數(shù)據(jù)庫的核心，分為場景數(shù)據(jù)集、基底數(shù)據(jù)集及對應的元數(shù)據(jù)；管理系統(tǒng)和支撐環(huán)境是數(shù)據(jù)存儲、管理和運維的軟硬件及網(wǎng)絡條件。點云數(shù)據(jù)庫組成見圖3。圖3點云數(shù)據(jù)庫組成數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲應符合以下規(guī)定：宜采用無損壓縮算法對點云數(shù)據(jù)、原始數(shù)據(jù)及成果數(shù)據(jù)進行壓縮；宜采用分布式文件系統(tǒng)對點云數(shù)據(jù)、原始數(shù)據(jù)及成果數(shù)據(jù)進行存儲；宜采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫對元數(shù)據(jù)進行存儲，并與所描述的數(shù)據(jù)建立聯(lián)系。管理系統(tǒng)點云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)宜具備以下功能：數(shù)據(jù)處理：包括點云坐標轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)裁剪、數(shù)據(jù)拼接、質(zhì)量檢查等功能；數(shù)據(jù)輸入：包括基礎信息錄入、元數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)上傳等功能，其中基礎信息內(nèi)容應符合A.4的規(guī)定；數(shù)據(jù)輸出：包括數(shù)據(jù)提取、下載、分發(fā)、報表等功能；（（前后左右上下、正射、透視、渲染模式切換（高程、顏色、強度、類別）等功能；空間量測：包括長度、高度、面積、體積等量測功能；查詢統(tǒng)計：包括根據(jù)不同維度對點云數(shù)據(jù)進行查詢檢索及數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能；安全管理：包括用戶管理、權(quán)限管理、日志管理、事務管理、數(shù)據(jù)庫備份與恢復等功能；數(shù)據(jù)共享：提供第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問及二次開發(fā)接口。支撐環(huán)境硬件環(huán)境硬件環(huán)境應滿足以下要求：GB50174的規(guī)定；數(shù)據(jù)處理設備：應滿足點云數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)運行需求，主要包括數(shù)據(jù)庫服務器、文件服務器、網(wǎng)絡服務器、應用服務器、服務器、數(shù)據(jù)處理工作站等；數(shù)據(jù)存儲與備份設備：應滿足數(shù)據(jù)安全高效存儲與備份需求，宜構(gòu)成系統(tǒng)硬盤、磁盤陣列和磁帶庫三級體系，宜對磁盤陣列進行虛擬化，建立云存儲環(huán)境。軟件環(huán)境應根據(jù)需要配置計算機操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件、數(shù)據(jù)傳輸軟件、數(shù)據(jù)處理軟件等軟件產(chǎn)品。網(wǎng)絡環(huán)境網(wǎng)絡環(huán)境應滿足以下要求：應符合數(shù)據(jù)保密與安全要求，并建立完備的安全管理措施，具備漏洞掃描、入侵檢測、病毒查殺、身份認證、數(shù)據(jù)加密等能力；宜采用千兆及以上以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸。質(zhì)量測評點云數(shù)據(jù)庫建成后，應對數(shù)據(jù)的規(guī)范性、完整性以及管理系統(tǒng)的功能性、安全性等開展質(zhì)量測試與評價，并滿足GB/T39623的要求。運維管理點云數(shù)據(jù)庫運維管理應符合以下規(guī)定：應建立數(shù)據(jù)更新機制，及時或定期進行數(shù)據(jù)更新；應建立數(shù)據(jù)備份與恢復機制，定期進行全備份、差分備份和增量備份，并應定期進行數(shù)據(jù)恢復演練；應對相關(guān)軟硬件設備進行日常和定期維護，必要時采取升級、更換措施。數(shù)據(jù)服務數(shù)據(jù)展示場景數(shù)據(jù)展示點云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)宜提供以下數(shù)據(jù)展示功能：場景元數(shù)據(jù)表單；基于電子地圖的場景空間分布圖；基于電子地圖的點云覆蓋范圍圖；點云三維瀏覽、剖面瀏覽、區(qū)域裁剪瀏覽；點云縮略圖瀏覽；文檔、影像瀏覽。基底數(shù)據(jù)展示點云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)宜提供以下數(shù)據(jù)展示功能：圖幅元數(shù)據(jù)表單；基于電子地圖的點云分幅圖；點云三維瀏覽、剖面瀏覽、區(qū)域裁剪瀏覽；點云縮略圖瀏覽。數(shù)據(jù)檢索場景數(shù)據(jù)檢索點云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)宜支持以下場景數(shù)據(jù)檢索方式：按場景全稱或關(guān)鍵字檢索；按場景類型檢索；按數(shù)據(jù)采集方式檢索；按場景負責人檢索；按建設單位檢索；按空間范圍檢索；按時間節(jié)點或時間范圍檢索?；讛?shù)據(jù)檢索點云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)宜支持以下基底數(shù)據(jù)檢索方式：按圖幅編號檢索；按圖層檢索；按空間范圍檢索；按時間節(jié)點或時間范圍檢索。數(shù)據(jù)調(diào)用數(shù)據(jù)調(diào)用應符合以下規(guī)定：4所示的基本流程：4數(shù)據(jù)調(diào)用內(nèi)容包括點云數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、原始數(shù)據(jù)及成果數(shù)據(jù)，可根據(jù)使用需求進行選擇；數(shù)據(jù)調(diào)用時應填寫調(diào)用申請單，內(nèi)容宜包括調(diào)用數(shù)據(jù)明細、調(diào)用原因、使用期限、責任人等信息；數(shù)據(jù)管理員應對調(diào)用申請單進行審核，確定數(shù)據(jù)調(diào)用是否符合相關(guān)要求；調(diào)用申請通過審核后，應從數(shù)據(jù)庫中提取相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行壓縮、打包等處理；數(shù)據(jù)分發(fā)可采用在線分發(fā)與離線分發(fā)兩種方式：第三方系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)訪問接口在線加載點云數(shù)據(jù)；將數(shù)據(jù)下載到本地，通過存儲介質(zhì)拷貝至目標設備。應對涉密點云數(shù)據(jù)的調(diào)用實行可追溯管理，使用完成后，使用單位應當按照規(guī)定送交保密管理部門指定的單位銷毀；附錄A（規(guī)范性）元數(shù)據(jù)場景元數(shù)據(jù)A.1

表A.1場景元數(shù)據(jù)序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型完整性約束填寫說明1場景名稱字符串必填2場景編號字符串必填3場景類型字符串必填4建設單位字符串可選5實施單位字符串可選6負責人字符串必填7開始時間日期型必填YYYYMMDD8結(jié)束時間日期型必填YYYYMMDD9概略位置字符串必填二維點位坐標，如（12.33，24.62）10覆蓋范圍字符串必填由一個或多個封閉二維多邊形組成11備注信息字符串可選圖幅元數(shù)據(jù)A.2

表A.2圖幅元數(shù)據(jù)序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型完整性約束填寫說明1圖幅編碼字符串必填2圖層信息字符串必填當前圖幅包含的圖層列表3數(shù)據(jù)來源字符串必填圖幅內(nèi)點云數(shù)據(jù)來源列表4數(shù)據(jù)版本字符串必填可按日期進行編碼5更新日期日期型必填YYYYMMDD6管理單位字符串必填7負責人字符串必填8數(shù)據(jù)量長整型必填單位可為MB、GB、TB等9大地基準字符串必填如:CGCS200010坐標系統(tǒng)字符串必填如:空間大地坐標系11高程基準字符串必填如:1985國家高程基準12高程系統(tǒng)字符串必填如:正常高、大地高13坐標單位字符串必填如:度、米14東向坐標最小值雙精度型必填單位:度、米15東向坐標最大值雙精度型必填單位:度、米16北向坐標最小值雙精度型必填單位:度、米17北向坐標最大值雙精度型必填單位:度、米18高程最小值浮點型必填單位:米19高程最大值浮點型必填單位:米點云元數(shù)據(jù)A.3

表A.3點云元數(shù)據(jù)序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型完整性約束填寫說明1點云名稱字符串必填2場景或圖幅編號字符串必填3圖層編號字符串可選適用于劃分圖層的基底點云4采集設備字符串可選5采集時間日期型必填YYYYMMDD6處理軟件字符串可選7數(shù)據(jù)格式字符串必填如LAS2.08數(shù)據(jù)量長整型必填單位可為MB、GB、TB等9點云點數(shù)長整型可選單位:點10點云密度浮點型可選每平方米XX點11點云平面精度浮點型可選單位:米12點云高程精度浮點型可選單位:米13點云強度范圍整型可選一般為2的n次方14點云顏色信息布爾型必填True表示有；False表示無15大地基準字符串必填如:CGCS20001