三维地籍管理信息系统建设技术设计与实现

三维地籍管理信息系统建设技术设计与实现
周人秀
摘要：我国的不动产登记是由土地登记和房屋登记所组成的二元登记系统。

在我国当前的地籍系统中其登记对象—宗地—是建立在二维地表上的,具有二维边界。

然而随着对地上和地下空间的开发利用,使得在同一宗土地的地表、地上、地下设立不同的土地使用权,因此在二维地表上所定义的宗地已不能满足在三维地籍形态下对不动产产权的登记管理。

将土地权转化为空间权,建立三维地籍系统是解决三维地籍物的登记、管理地上、地下空间开发利用的根本途径。

本文阐述了三维地籍信息管理系统的技术设计和实现方式。

关键词：三维地籍、土地管理、系统建设。

引言：当前地籍管理中二维宗地图常因界址不明而引发土地纠纷的现状,在城镇地籍管理中引入了表达直观的三维城市模型。

三维空间的交互浏览、界址点、界址线与三维城市模型的叠加、宗地信息的查询以及三维宗地图的制图输出改变了传统地籍管理的模式,在实践中取得了较好的效果,是未来城镇地籍管理的一种重要手段。

对同一宗土地的地表、地上、地下设立不同的土地使用权，将土地权转化为空间权，对三维权利空间进行确权登记，管理土地，服务于城市规划、土地管理登记发证，更直观、更清楚的管理土地。

三维地籍是结合了计算机技术、整合了3S系统开发的综合性的新型地籍管理技术，它是三维数字城市的必然产物。

1三维地籍
1.1三维地籍数据组成
三维地形数据：该类数据由数字高程模型（DEM）与数字正射影像图（DOM）融合而成。

三维模型数据：该类数据一般以二维矢量数据、地物高度数据及地物实景照片为基础，使用三维建模软件建模而成。

地籍数据：该类数据主要包括带有高程信息的宗地、界址点、界址线、测量控制点、房屋等地籍要素的三维数据。

1.2二维地籍与三维地籍
国土资源部门于1989年进行国土的详查，2008年进行第二次全国土地调查以及城镇地籍调查、2010年国土资源部发布国土资源1号令，启动全国农村集体土地所有权确权登记、宅基地使用权确权登记和农村集体建设用地使用权确权登记等工作，国土数据都是以二维形态存储管理及应用，但随着技术的发展，三维地籍数据逐渐成为趋势，主要原因是以下几个方面：
（1）三维地籍建立的基础是三维空间上的权利实体，它的三维边界是明确的，在空间上是连续的，而二维地籍建立的基础是
二维平面上的宗地，在平面上具有明确的边界，而三维没有明
确的边界；
（2）二维地籍登记的权利是一个封闭的实体，三维地籍中登记的权利包括从地表到地心和地表以上的所有空间；
（3）三维地籍记载了封闭的权利实体所有的三维空间信息和属性信息，而二维地籍记载的主要是宗地二维平面的空间信息和
属性信息，对三维信息的记载有限；
（4）三维地籍可以准确的反映出土地利用的空间分布情况，二维地籍在土地利用的空间分布上存在着不足。

1.3三维地籍形态
不同的不动产单元在第三维(垂直)空间的相互交叠或以一更加复杂的建筑形式存在，这些不动产单元或者坐落于同一宗地内或者在第三维间上越过了宗地红线。

具体包括：
（1）地下独立产权的建筑物和物理实体，例如地下停车场、地下隧道、地下管和地下电缆等。

（2）公寓楼，包括单栋公寓楼、住宅小区，商住混合一体化（3）建筑等。

（4）占用其它宗地上层空间的跨越式。

2三维地籍信息管理系统
2.1系统组成
三维地籍信息管理系统组成由以下几个模块组成：三维地籍数据库、三维地籍信息管理模块、三维地籍信息系统应用模块、三维地籍
信息可视化模块、三维地籍信息更新模块等组成。

2.2系统功能
（1）数据的管理以及更新维护功能：通过GIS建库技术，将DEM、DOM、DLG、三维数字模型与城镇地籍数据等其他土地管理相关的数据进行建库，进行数据库的挂接，实现实时管理和维护，利用最简单的管理方式实现复杂的不同数据的更新。

（2）三维地籍信息系统的可视化：完成数据库之后，通过三维可视化技术实现数据的无缝显示，利于利用GIS分析功能进行辅助分析和土地地籍管理。

（3）三维地籍信息系统与城镇地籍数据库的挂接：三维地籍信息系统数据与目前国土系统正在使用的城镇地籍数据库进行挂接，实
现了“以图查库，以库查图”的功能，三维仿真技术实现了更直观的地籍管理。

（4）三维地籍信息系统与电子政务平台的挂接与联动：目前国土部门的电子政务平台是地籍管理的重要工具，利用该平台可以实现国土管理的“批、供、用、补、查”等工作，三维地籍信息系统实现了与该平台的挂接，使得这项工作更加直观、便利、有效。

（5）三维空间分析功能：三维分析功能是为了满足国土管理的分析以及决策，添加了空间距离量测、土方分析、日照分析、水淹分析等多项分析功能。

2.3系统设计
系统设计分为应用层、框架层、底层数据层。

应用层主要是为了方便客户使用，由硬件、系统软件、数据集成；
框架层是组成三维地籍信息管理系统的模块，为应用层提供支撑；
底层数据库是系统设计的源头，为了实现三维地籍信息系统建设，主要是实现了城镇数据库与三维地籍数据的挂接，为系统实现图库一体化查询提供可能。

3案例分析
3.1概述
为了满足“数字嘉鱼”建设的需要，结合嘉鱼县信息化建设工作的实际情况，受嘉鱼县国土资源局委托，对嘉鱼县进行1:500航空摄影以及DEM、DOM成图，完成基于航摄方式的三维地籍信息管理系统建设。

3.2主要工作
1)基础数据获取：按优于5cm地面分辨率，完成真彩色数码航空
摄影，其影像数据满足1:500正射影像图及数字高程模型的成
图精度要求；
2)完成1:500数字高程模型DEM生产；
3)完成1:500正射影像图DOM生产；
4)完成基于航摄方式的三维模型制作；
5)数据入库：三维模型与1:500DEM、DOM的整合入库；
6)完成城镇地籍调查数据库与三维数据的挂接工作，并能够实现
二三维浏览状态下的动态查询；
7)完成数据切片、数据处理入库；
8)基于三维地理空间信息平台进行三维地籍管理信息系统的开
发，包括购置三维展示平台等相关系统软件；
9)完成Wiodows服务器下的平台、数据与各客户端应用软件集成
部署。

3.3系统功能
1)基本功能：提供键盘和鼠标两种最基本的实时浏览操作，包括
场景漫游方式、自动漫游方式、路径漫游方式等。

（1）操纵漫游包括场景的旋转(360°)、平移，视距远近调整，景观高低调整以及场景缩放等，用户可直接使用相应
的操作键，完成3D场景的漫游工作。

（2）自动漫游则采用系统内定的漫游方式进行漫游。

（3）路径漫游操作方式，是在导航器上用鼠标直接点取漫游路径，由系统自动沿路径漫游。

（4）同时，支持路径的存储与加载，使任意交互式浏览变得更轻松。

2)数据输出：飞行路径设定。

3)三维空间量测：支持鼠标在三维空间内的量测分析，用于进行
基本的测量，如距离量测、高度量测。

4)二三维数据查询功能：通过选择建筑物模型，能够查询嘉鱼国
土资源局已建成的土地调查数据库中的房屋基本信息、权属、界址点、界址线等属性信息。

5)二次开发：平台的开发方式包括模型定义与扩展、数据库扩展，
COM开发、自定义节点、SDK 开发等。

6)数据更新要求：当土地调查数据库的数据发生更新时，二三维
数据查询结果能够实时更新。

3.4系统界面功能展示
三维地籍系统展示
三维地籍系统展示
三维地籍系统展示
三维地籍系统展示
4结束语
随着计算机技术、GIS技术、三维可视化技术的发展，海量数据管理存储和应用、三维数据的应用越来越成为焦点，社会各界对三维数据的应用和需求也越来越多，国土、规划、电力、水利、房产在近些年三维可视化方面的应用不断刺激着市场，随着我国城市化的发展，当前人口和产业在城市的不断集聚导致城镇人地矛盾日趋紧张，城市土地资源的紧缺性越来越显著，为了集约和节约用地，土地资源利用呈现立体化趋势，地籍管理也会向二维走向三维，三维地籍信息系统的设计和建设会逐渐走向成熟化。

目前我国在做的三维地籍信息管理系统主要有深圳市、长春市、
广西省、嘉鱼县等。

参考文献：
（1）《摄影测量与遥感》。

袁修孝
（2）《现代地籍理论与实践》。

杜还平、詹长根。

（3）《三维地籍概念模型的设计研究》。

林享贵、郭仁忠。

（4）《三维地籍的建立分析》。

詹长根等。

（5）《城市三维地籍的建立和应用研究》。

夏登权、孟兵。