标准引领高质发展！解读《全空间三维模型数据格式及服务接口规范》（M3D）- 大数跨境

GIS前沿

2021-04-16

导读：《全空间三维模型数据格式及服务接口规范》团体标准的发布，将推动更好地管理海量全空间三维地理空间数据、挖掘数据价值，成为让数据说话的关键依托。

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在城市数字化转型时代，标准是质量发展的核心内涵，对社会生产和服务活动的技术可以进行统一规范，形成标准。三维地理空间数据作为智慧城市的数字基底，对标准化工作来讲,关键在于要充分发挥标准化的"基础"和"引领"双重作用，促进软件基础技术创新、产业高质量发展，为实景三维中国建设以及自然资源三维立体时空数据库建设提供坚实技术支撑。

日前，经中国信息协会审查批准，《全空间三维模型数据格式及服务接口规范》（T/CIIA008-2021)团体标准（点击查看）已于3月9日正式发布实施。《全空间三维模型数据格式及服务接口规范》定义了一种全新的可涵盖空中、地上、地表、地下等多种数据类型的数据存储格式，并进一步规定了全空间三维模型数据服务接口，可有效促进大规模三维空间数据的高效管理，更好地推进我国三维地理空间数据的应用。

本文将为大家解读《全空间三维模型数据格式及服务接口规范》团体标准对全空间三维模型数据格式做了哪些规范，以及对全空间三维模型服务接口的具体定义。

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M3D针对全空间三维模型数据格式制定的规范

1、涵盖的数据类型

该标准涵盖的数据格式涵盖空中、地上、地表、地下等多种数据类型，覆盖全空间区域，包含但不限于：

——空中：重力场、电磁场、风力场、大气污染指数、噪声污染等数据；

——地上：包括倾斜摄影数据、点云数据等实景三维数据、BIM模型数据；

——地表：包括矢量数据、地形DEM数据；

——地下：包括钻孔、剖面、地质体、网格、属性体等地质数据、地下管线、地下构筑物数据。

2、数据组织结构

（1）数据文件结构：M3D数据采用数据文件和节点描述文件分离的数据结构，通过文件夹对数据进行组织，可在不加载实际数据的情况下，获取M3D数据每个节点的包围盒、LOD的切换信息、挂接的M3D数据文件等内容。数据文件的整体结构设计如下图所示：

M3D数据整体结构设计图

（2）数据文件描述：本文件规定的数据组成文件包括数据信息文件M3DDataInfo.mcj、节点信息描述文件NodeInfo.json、M3D数据压缩文件*.m3d。

文件描述详见下表：

表文件描述表

（3）数据树型结构：M3D数据宜采用四叉树、八叉树、K-D 树等树形结构来组织数据。通过节点与数据分离的机制降低数据传输量，加速M3D数据文件检索的效率，单个节点可关联多个M3D数据，使得一个特定语义的实体可以用多种M3D数据表达。树形结构相关对象的组织结构如图所示。

图 M3D数据树形结构图

3、M3D数据压缩文件

（1）文件结构：M3D数据压缩文件是具体的M3D数据信息，应包含几何要素文件、属性记录文件和纹理图片文件三部分内容。几何要素文件描述一个空间范围内的三维数据的几何及材质信息；属性记录文件描述数据的属性结构、属性字段和属性记录；纹理图片文件是指材质信息中关联的纹理图片文件

（2）几何文件结构：几何要素文件描述一个空间范围内的三维数据的几何信息，包括空中、地上、地表、地下数据的几何描述信息及几何数据信息。其中，地质模型几何结构信息应存储到GLBX几何要素文件中，其它数据类型采用三角网格几何结构

（3）属性记录文件（Record对象），采用json或bin文件格式存储，用于描述M3D压缩文件中的属性数据信息

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M3D针对全空间三维模型数据服务接口定义的规范

M3D服务接口遵循RESTful设计规范，可通过三维客户端调用该服务。具体包括M3D数据信息获取服务、公共资源获取服务、根节点信息获取服务、节点描述信息获取服务、节点数据信息获取服务、几何信息获取服务、属性信息获取服务以及纹理信息获取服务。

M3D数据信息（M3DData）获取服务：用于描述M3D数据的基本信息，应包括数据所有者、版本号、数据名称、数据类型、空间参考系等信息。该接口应包含获取公共资源、获取根节点资源两个子接口。M3DData接口说明见下表。

表 M3DData接口说明

M3D公共资源（M3DSharedResources）获取服务：包括数据中可共享使用的材质、纹理、要素信息，如下表所所示。

表 M3DSharedResources接口说明

M3D数据节点描述信息（M3DNodeInfo）获取服务：用于描述M3D树形结构的非根节点，应包括节点名称、节点LOD级别、节点外包球范围等信息。其中，叶子节点应包含数据URL资源，可获取要素、几何、属性、纹理图片数据资源，接口说明如下表所示。

表 M3DNodeInfo接口说明

M3D节点数据信息（M3DNodeData）获取服务：可返回节点下指定数据的二进制压缩文件，应包括几何数据信息、属性数据信息、纹理数据信息。M3D节点数据信息获取接口如下表所示。

表 M3DNodeData接口说明

目前，M3D数据格式及服务接口已成功应用到武汉城市多要素项目、深圳市可视化城市空间数字平台项目，充分展现了M3D规范可以支撑全空间场景模型的高效渲染。后期国内各大数据生产厂商也将会陆续完成与该标准格式及服务的对接。

GIS服务从专业化逐渐向大众化发展，城市数字化转型力度在不断加快。地理信息数据逐渐由二维到三维，准确表达地上、地表、地下各类数据空间关系及属性信息，关系到城市规划、智慧交通、自然资源、生态环保等诸多产业发展，是智慧城市建设的必然要求。《全空间三维模型数据格式及服务接口规范》团体标准的发布，将推动更好地管理海量全空间三维地理空间数据、挖掘数据价值，成为让数据说话的关键依托。