三维GIS在地籍管理中的应用研究

三维 GIS在地籍管理中的应用研究
摘要：地籍管理工作是我国国土资源规划的重要基础内容之一，能够直接影响到我国有限国土资源的整体规划与建设成效，因此需要及时转变传统的管理理念和思维方法，从二维平面转换成三维立体空间。

三维GIS系统能够从空间系统的视角对土地资源进行重点标注和详细划分，还能够增删改查土地属性。

本文将着重探究三维GIS在地籍管理中的应用要点。

关键词：三维GIS；地籍管理；应用
三维GIS技术和计算机软件系统，能够从基础的二维地籍信息管理层面转换成三维立体空间布局模型，并对立体空间测量结果以及标定的几何属性进行精准配对，从不同业务层面整合土地属性信息。

在应用三维GIS系统技术的过程中，地籍管理人员需要对地上空间和地下空间的划分层次进行严格界定，并充分保障三维空间内土地资源划分标准的一致性。

1地籍管理与数据模型
1.1地籍管理概述
地籍管理，是我国国土资源规划与建设管理工作的重要组成部分之一，需要对我国有限的土地资源进行合理划分，从行政、法律、经济技术等相关层面上进一步归约相关工作制度，才能够对我国土地资源的自然经济以及法律状况进行全面的信息管理[1]。

但是在传统的地籍管理模式中，部分管理部门并不能全面整合行政区划等相关信息，仍然存在产权归属不明确等问题。

在完整的地籍管理技术体系中，相关行政管理部门需要面向更多信息收集对象，对税收产权、数字地籍等相关多功能用途进行详细划分，才能够在确定土地权属的基础之上，合理规划与建设相关基础设施。

经过多年的发展，我国地籍管理信息化工作取得了丰富成果，建成了许多集地理信息系统与办公自动化为一体的图文地籍管理信息系统，用于日常地籍业务的办理。

但是在确定数字地籍管理模式的过程中，仍然存在较
多数据缺失以及数据信息共享机制不完善等问题，也会直接影响到地籍基本特征和实体之间的关联性[2]。

1.2二维地籍数据模型
二维地籍数据模型，能够在数据库信息管理系统中存储，但是能够关联的属性和标识信息相对比较有限，需要将地籍数据的数据结构、数据操作码、完整性约束条件三要素进行合理分类，并且二维数据模型需要涵盖宗地、界址线、界址点、地类图斑、地类界线以及权属信息等等[3]。

但是在构建二维地籍数据模型的过程中，很多行政多行政部门只能够通过传统的数据库管理系统进行信息管理，其可拓展性特征并不显著。

尤其在构建二维拓扑图的过程中，并不能对宗地空间图形进行定义和符号化约束，也会间接影响到各类登记信息之间的关联性。

很多二维数据模型将现实中的实体进行形式化表述，并存储在计算机管理系统之中，集中存放二维权属和空间数据等相关信息。

但是在构建二维数据模型的过程中，需要将空间几何数据和专题属性数据进行层次化关联，才能够及时映射到现实世界的相关实体。

在地籍管理技术的发展进程中，传统的二维地籍数据模型、对象-关系型地籍数据模型以及面向对象地籍数据模型的优点和缺点都非常明显，但是也需要与信息化软件工具的设计与应用模式精准适配[4]。

图1 二维GIS地籍模型
1.3三维地籍数据模型
与二维地籍数据模型有所不同的是，三维模型能够及时拓展到体这个实体类型上，将点线面体的基本空间属性和标识码进行合理封闭，也能够综合评估各类属地空间资源的可持续性和完整性[5]。

在三维地籍空间实体中，点主要涵盖结点
和其他点状地物，线则可以分类为拓扑弧段、非拓扑弧段以及线状地物。

面可以
被分类为拓扑面片、面状地物以及数字表面模型，体可以被分类为体状地物以及
数字立体模型。

在构建三维地籍数据模型的过程中，需要将三维产权的相关概念
进行实体化管理。

面向地籍的三维数据模型，能够在三维GIS系统技术的基础之上，对实体空间的内部属性和拓扑结构进行标签化以及标识化管理，才能够充分
确保三维实体模型和数据模型之间的关联性，对三维图形与宗地属性精准匹配。

面向地籍的三维数据概念模型是现实世界中的地籍实体到机器世界的一个中间层次，是设计者对现实世界中地籍认识的体现。

在数据存储时，面向地籍的三维数
据模型映射为多张数据表，分别是三维宗地表、权属表、界址面表、三角形表、
线段表和点表等数据表。

2三维GIS在地籍管理中的应用要点
2.1软件和硬件设施的部署
在地籍管理体系中，三维GIS系统和相关联的信息化管理工具非常关键，因
此需要对配套的软件和硬件设施进行集中部署和调试。

系统硬件设施主要涵盖网
络设备和存储设备等。

系统软件设施主要涵盖三维建模系统、系统开发平台、
GIS二次开发平台、数据库管理系统等等。

在集中部署和应用三维GIS地籍信息
模型的过程中，需要对三维立体空间中的多源数据信息进行分类整合以及资源化
管理，并确保空间信息的多元性和拓扑性能够与现实实体保持一致性即可。

部署
和应用软硬件基础设施，需要充分保障计算机网络连接状态的稳定性和安全性，
并需要对三维建模软件和二次开发平台的关键功能模块进行详细划分，并确保数
据信息的存储方式与数据结构能够精准衔接。

2.2构建三维地籍数据模型
在构建三维地籍数据模型的过程中，系统管理人员需要对数据模型的矢量结
构进行合理部署和应用，从二维矢量平面图像拓展到三维实体空间结构层面之上。

为了在功能上向3D扩展，Arc GIS在以二维矢量数据模型（点、线、面）表达对
现实地理世界的抽象时，在点对象模型里提供了一个Double型的字段以保存Z
方向的值，由点组成线、由线组成面。

除此之外，三维地籍数据模型能够从不同
二维平面进行空间拓展，也能够将实体空间中的坐标系统进行快速转换。

但是在
构建各项基础构成单元的过程中，系统管理人员和开发人员需要详细划分数据模
型中的表面和立体结构，从几何空间中抽象一部分元素，将具有代表性的平面构
成多面体。

宗地、界址线、界址点是地籍管理中基本的空间实体，其具有和普通
空间实体不同的独特特征，宗地、界址线、界址点相互之间的空间关系在满足普
通空间点、线、面的特点的基础上，有自己独特的特点。

因此在构建三维地籍数
据模型的过程中，需要对平面元数据和空间元数据信息进行对比分析，并从简单
的地理平面图形进行三维拓展，对三维实体空间的表面进行完整性约束。

2.3三维地籍数据的采集
在三维GIS地级管理模型中，各类数据信息的采集过程相对比较复杂，并且
需要涵盖地面高程、地面纹理、建筑物模型纹理、三维产权体以及其他相关属性
数据。

为充分提升各类数据信息的采集精度，开发人员和系统管理人员需要对现
有地籍数据库进行数据挖掘，并对地面高程、地籍属性等基础信息进行合理分类
和数据拓扑结构设计。

在三维GIS系统中，地面纹理数据主要来源于实验区域的
正射影像图，并且需要重点筛查影像数据信息的完整性和真实性。

在构建建筑物
模型的过程中，需要对二维矢量图层进行详细划分，并根据建筑物的真实尺寸和
比例制作模型，还需要对建筑物或者构筑物的高度进行航空测量，充分保障建筑
物表面纹理贴图的稳定性和一致性。

在采集三维产权体数据的过程中，需要对三
维界址点的位置数据指标进行详细划分，并对实际测量结果的正确性和精确性进
行全面检验，才能充分确保土地产权归属情况的一致性和真实性，还可以通过现
有建筑物形状进行三维模拟计算，但是需要将现实中的实体结构进行层次化分类
和资源目录管理。

将三维数据信息导入到GIS开发平台之中，才能够构建更加逼
真的三维空间场景，但是需要对几何建模和纹理贴图效率进行客观评估，确保三
维模拟数据信息的真实性和有效性。

2.4空间与属性数据的关联
在构建三维地籍数据模型之后，还需要将空间数据与属性数据进行有效关联，并对多面体结构及时导入到数据库之中，将权属信息与三维产权体进行精准映射，才能够实现双向查询和信息交互等基础功能。

但是在关联两类三维数据信息的过
程中，需要对标识码进行统一编制，才能够充分保障实体空间土地资源能够与数
据库模型精准适配。

在构建三维地籍数据库逻辑和物理模型的过程中，需要尽量
避免选用单一的标识和完整性约束范式，因此需要对空间和属性数据的关联结果
进行统一设定，确保权属信息能够在本地地理数据库中查询到，还能够根据系统
用户的操作权限，对三维地籍数据模型进行场景化模拟分析。

2.5地籍信息管理与地图更新输出
在三维GIS开发平台中，三维地籍信息管理以及地图更新输出功能非常关键，系统操作人员可以任意点击建筑物或者宗地，对其权属信息进行全面查询，还能
够将其放大到一定比例，查看土地空间资源的不同属性，从而将结果定位在二维
或者三维地图上。

在更新输出二维以及三维地图空间结构的过程中，系统操作人
员也能够对宗地的属性和权属信息进行编辑和修改，并对不同地理空间区域中相
似的建筑物或者宗地进行对比分析。

系统还支持导入二维的宗地信息，并对三维
地籍信息中存在的错误进行系统校正，确保数据信息输入或者导入格式的规范性
即可。

结束语
利用计算机信息技术的方法与途径来组织和管理复杂庞大的地籍数据，意义
重大。

城镇地籍管理信息系统是为城市地籍管理和运营提供高效的数据处理工具
和信息管理决策的支持系统。

利用GIS对地籍相关空间与属性信息进行可视化管理，大大提高了地籍部门管理地籍信息的工作效率，也能够帮助地籍部门科学合
理地进行地籍事务办公管理和规划建设等方面的辅助决策。

参考文献
[1]应申,孙寒蕊,李程鹏,张文婷,王猛,詹勇,张郁,王野,陈学业.建筑三维产
权体空间关系剖析[J].地理信息世界,2021,28(06):38-43.
[2]于婷婷.无人机倾斜摄影裸眼三维地籍测图方法研究[J].现代测
绘,2021,44(06):25-28.
[3]王芮,严立,陆文雨.融合实景三维信息的三维地籍空间模型构建与应用探索[J].测绘通报,2021(S1):6-9+28.
[4]孟春妍.地下空间的地籍管理与规划问题[J].中国管理信息
化,2021,24(04):205-206.
[5]王超领,唐杭.城市三维地籍数据模型研究[J].测绘与空间地理信
息,2020,43(04):53-57.。