三维城市模型必须显式连接水平坐标、垂直基准与高度语义

三维模型中的 Z 值不一定是高程。它可能是椭球高、相对于平均海平面的高、某个国家垂直基准下的高程、相对地面的建筑高度，或仅用于渲染的局部坐标。若没有坐标参考和高度语义，模型可以视觉正确，却无法与地形、测量和其他城市数据可靠叠加。

三维坐标包含多个问题

水平坐标说明平面位置相对于哪个大地基准和地图投影。垂直坐标说明高度零点、方向、单位和基准。三维地理坐标可以直接包含椭球高，复合 CRS 则把水平 CRS 与独立垂直 CRS 组合。两种表达不能仅凭坐标有三个数值来区分。

椭球高是点到参考椭球的几何距离，正高通常与重力场和大地水准面相关，更接近日常所说的海拔。二者之间需要大地水准面或准大地水准面模型转换。把一个固定常数加到所有点上，只在极小区域和有限精度下可能近似，不能作为通用转换。

参考框架还可能带历元。地壳运动显著地区，不同历元的坐标会产生可测差异。高精度三维模型若只记录 EPSG 代码而遗漏实现和历元，仍可能无法与新测量正确对齐。

城市模型常同时出现地面高程、屋顶绝对高程、建筑相对高度和楼层高度。CityGML 用语义对象描述建筑、地形和其他城市要素，但具体数据产品仍需声明几何坐标和高度属性的含义。属性中的 height 不能自动替代几何 Z。

局部工程坐标有利于减少大坐标导致的数值精度问题，也方便施工设计。发布到城市级场景时，需要保存从局部坐标到地理参考的刚体或更复杂转换、控制点和残差。仅把模型拖到“看起来正确”的位置，无法支持测量用途。

模型基底也可能不同。有的建筑几何贴在数字地形模型上，有的使用入口标高，有的按最低或平均地面点定义。多个模型拼接时，这些规则会造成建筑悬浮、下沉或接缝。产品规范应明确地面交线和高度参考。

垂直转换需要已知源、目标和适用区域。格网模型具有空间覆盖、版本和精度，超出范围不能外推使用。转换软件可能在缺少格网时退回近似操作，流水线必须检查实际采用的操作，而不是只看目标 CRS 名称。

不同国家和项目使用不同垂直基准。跨区域数据不能先假设它们都代表同一“海拔”。应保留原始基准，选择共同目标，并记录每个转换。无法确定来源时，应标记未知，而不是指定一个方便的默认值。

单位也会制造明显错误。米、国际英尺和美制测量英尺需要明确。水平单位为度而垂直单位为米是合法组合，但通用三维计算库若假设三个轴单位一致，距离和法向计算会出错。

三维引擎常将全球坐标转换到地心地固、局部东-北-天或相机相对坐标，以保持浮点精度。这个运行时变换不应覆盖数据的权威 CRS。渲染层可以使用局部坐标，分析和交换层仍需能够恢复到有定义的地理坐标。

垂直夸张用于突出地形，但夸张后的 Z 不能用于测量。界面应明确显示夸张比例，并让拾取或属性查询返回原始值。阴影、透视和地形遮挡也会影响视觉判断，不能用截图代替高程验证。

3D Tiles 等流式格式可包含定位变换和包围体，但内容自身的局部坐标、上层变换与源数据 CRS 仍需在生产链中可追溯。发布格式能正确显示，不代表源模型的高度语义已经解决。

验证应使用具有已知水平和垂直坐标的控制点，分别报告平面误差和高程误差。只计算三维欧氏距离会掩盖误差方向。检查点应覆盖不同地形、高度和数据来源，并独立于用于配准的控制点。

还应检查模型与地形交线、道路桥梁上下关系、水面连续性和相邻分块接缝。视觉异常可以发现问题，但定量检查才能区分局部模型偏移、垂直基准错误和地形分辨率差异。

交付元数据至少包含水平 CRS、垂直 CRS 或高度定义、参考框架实现与历元、单位、转换操作、使用格网、局部变换、控制点和精度。若 Z 仅为相对高度，也要说明参考面和原点。

三维城市模型只有在坐标与高度语义同时明确时，才能从可视化资产成为可测量、可融合的地理数据。

用于城市浏览的模型可以容忍分米到米级差异，地下管线、洪水水位和施工放样则可能需要更严格控制。不能因为几何顶点保存了很多小数位，就声明厘米精度。精度应来自测量方法、控制网和转换误差，并说明水平与垂直分量、置信水平和适用区域。

当精度不足以支持目标用途时，应限制量测工具或明确显示警告，不能让界面功能暗示数据具备并不存在的精度。

Open Geospatial Consortium：CityGML Standard，https://www.ogc.org/standards/citygml/
NOAA National Geodetic Survey：Datums and Reference Frames，https://www.ngs.noaa.gov/datums/index.shtml