“高精准”三维地籍模型构建，“创智能”不动产立体化管理

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随着我国城市化进程的不断加速，对城市三维空间的分层立体应用日益多样化，如何表达和管理各类复杂三维地籍对象的地理空间和法律空间，是当前不动产登记工作面临的重要挑战。2020年7月，国务院发布了《关于做好自由贸易试验区第六批改革试点经验复制推广工作的通知》（以下简称《通知》），《通知》中明确提出各地要建立以三维地籍为核心的土地立体化管理模式，将三维地籍管理理念和技术方法纳入土地管理、开发建设和运营管理的全过程。

近年来各地关于三维地籍管理也进行了研究探索，三维产权体作为三维地籍管理的基本单元，其构建和可视化表达是落实三维地籍管理的关键内容，虽然相关的三维建模技术越来越多，如基于人工交互建模、基于CAD数据建模以及基于倾斜摄影和激光雷达建模等，但现有方法不能同时满足三维不动产的高效建模、精准表达和直观展示等需求。国图信息通过对现有三维建模技术的深入研究，探索实践了基于规则建模和实景三维融合的建模方法，有效解决了建模的效率和可视化表达问题，并打造了二三维一体化不动产管理平台，切实服务于各地三维地籍建模，推动不动产立体化管理的全方位升级。

总 体 思 路

为全面支撑三维地籍为核心的不动产立体化管理，国图信息以“三维地籍模型自动构建、三维地籍模型多源融合、二三维一体化平台管理”为主线，探索了一套贴合实际、智慧创新的全流程解决方案。

（1）针对如何“多快好省”地建立三维地籍建模，灵活采用基于规则自动构建三维产权体和多源多尺度实景三维模型建设两种技术手段，充分考虑了对地方原有宗地图、房屋分层分户图以及实景三维等数据的最大化复用，能够大幅提升建模效率，降低成本。

（2）针对如何“精准逼真”地表达三维地籍模型，将基于规则自动构建的三维产权体有机融合多源多尺度的实景三维模型，形成真实精准的，集建筑实体与产权空间一体化的三维地籍模型，高效服务于三维不动产立体化管理和应用。

（3）针对如何“智能升维”地支撑三维地籍应用，打造包含三维不动产建模、二三维不动产管理及二三维不动产应用于一体的信息管理平台，能够实现地楼房一体化管理，并深化应用于“一码+”三维不动产、二三维电子证照、三维确权登记等多维场景。

图1 三维不动产全流程解决方案

高效建模：三维地籍模型的“高精准”构建

//高-基于规则建模，高效率构建三维产权体

三维产权体作为三维地籍的基本单元，它是以土地权利为实体、房屋及其他不动产的权利空间或实体为基础，以权利空间为参考，确立的单一权属的地理空间单元。为实现建筑实体与产权空间于一体的房地三维产权体构建，在对现有各类建模方法详细分析后，国图信息采用了基于规则自动构建三维产权体的建模方法，其核心是通过定义合理的规则，以现有的宗地图和房屋分层分户图为基础，基于规则高效准确地自动构建三维产权体。

（1）三维产权体（房屋）。面向房屋及复杂群集房屋等多类建筑实体对象，首先，结合房屋特征点将房屋分层分户图数据与房屋二维数据进行自动配准，完成平面图形套合；其次，根据楼盘表户室属性逐户构建房屋面状图形，基于定义的规则设定房屋层高后自动化构建输出三维产权体（房屋）；最后，通过对房屋空间邻接、连通等关系的分析提取，借助空间扩展算法实现房屋户室空间到层空间的自动化升维，达到自然幢-逻辑幢-户室多层次产权体的统一衔接。

（a）房屋分层分户图

（b）三维产权体（房屋）

（c）三维产权体（地上地下复杂综合体） 图2 基于规则自动建模（房屋）

（2）三维产权体（宗地）。针对地表、地上、地下不同维度的宗地，根据实际二维宗地范围，基于预设规则按起止限高对二维宗地进行自动化构建，形成三维产权体（宗地），并创建三维界址点（线、面）等空间图形以及生成相应的拓扑关系。这种方式建立的三维产权体（宗地）具有底面和顶面图形完全相同且相互平行、侧立面垂直于底面和顶面等特点，能够保证封闭性和内部的连通性。

（a）宗地基面

（b）三维产权体（宗地） 图3 基于规则自动建模（宗地）

//精-天空地一体化，获取高精度实景三维模型

多源多尺度的实景三维模型近年来发展十分迅速，并以其逼真、精细的特点日益得到广泛应用，成为城市规划、建设、管理和信息化的重要基础数据，其来源主要有基于无人机、测绘卫星获取的倾斜摄影模型，基于SketchUp、3DS Max等建立的人工精细模型，以及基于Lidar获取的激光点云数据等。其中，倾斜摄影三维建模技术能够以大范围、高精度的方式全面感知复杂场景，且相比其他方式成本更低、效率更高，成果具有所见即所得、可量测、可定位的优势，并能够挂接详细属性信息，通过将其应用于建立区域房地不动产动态三维模型，能够极大地提升不动产管理的立体化、智慧化水平。

//准-融合实景三维，支撑三维不动产精准化表达

倾斜摄影模型虽具有逼真精细的效果，但无法单独选择要素，为支持单独地物的查询管理，使其具有GIS数据的基本功能，需对不同的地物要素单体化分离。基于规则自动构建的三维产权体可以作为倾斜摄影模型动态单体化的辅助数据，两者的融合不仅能够达到实景三维模型的单体化管理，且弥补了规则建模数据无法表达真实场景的不足，可以有效满足构建产权清晰、精准高效的三维地籍模型的需要。

实景三维模型动态单体化是在三维渲染的过程中，动态地把对应的规则建模数据和分层分户数据套合在模型表面上，对不同楼层、单元甚至到每一户都可以进行动态单体化，即在每一层每一户楼层高度信息数据的控制下，利用动态单体化技术对模型进行切割，灵活获取单层或单户的模型，实现三维模型的分层分户化。针对单体化后的模型可挂接相应的业务信息、地籍图、户型图等数据，形成完整的不动产三维地籍数据库，为不动产立体化管理提供了精准的数据支撑。

（a）实景三维模型

（b）融合后的三维地籍模型 图4 基于规则建模与实景三维模型融合

智能应用：不动产管理的三维立体化升级

基于“高精准”的三维地籍模型数据基础，国图信息通过对二三维不动产管理业务体系、数据体系、应用服务体系等的全面分析，聚焦三维不动产立体化管理的应用需求，打造了二三维一体化的不动产信息管理平台，进一步深化三维不动产管理的多维应用，切实服务于三维不动产治理模式的创新化、重要决策的科学化以及服务便民的高效化。

以“一张图”为目标，结合规则建模和实景三维获取的技术手段，加快推进不动产和自然资源的三维地籍模型构建，结合其他核心数据库，建立二三维一体化的不动产和自然资源三维实景数据库，服务于构建“地上地下、陆海相连”的自然资源数据底板。

图5 自动化规则建模

以“一码+”为导向，将三维地籍为核心的土地立体化管理模式纳入到不动产全生命周期管理，以“一码”有效管理三维产权体的时空性，在三维地籍的基础上引入时间维度拓展“四维地籍”的动态表达。通过“一码”精确关联不动产登记业务数据和三维地籍数据，服务于二三维电子证照、三维确权登记等智慧应用体系。

图6 三维确权登记

以“一个平台”为基础，基于统一的国土空间基础信息平台，有效衔接自然资源信息化顶层设计，满足国家信息化架构的总体要求，建设三维不动产登记系统，支撑不动产管理的三维立体化升级，实现客观世界中不动产相关的大小场景一体化、地上地下一体化管理。

（a）三维自然幢管理

（b）三维楼层管理

（c）三维户室管理 图7 三维不动产幢-层-户立体化管理

总 结 展 望

国图信息通过研究三维产权体的构建、可视化表达以及与实景三维模型数据融合等关键技术，实现了基于规则建模和实景三维融合的高效建模方法，打造了二三维一体化的智能管理平台，能够有效支撑建立区域房地不动产动态三维模型，为推动不动产管理三维立体化升级提供强有力支撑。以三维地籍为核心的土地立体化管理模式实践将继续深入涉及到技术、标准、政策等全方位的改革挑战，国图信息将持续探索创新，并积极引入区块链、人工智能、大数据等新一代信息技术，面向各级用户提供与时俱进、全面贯通、切实可行的全流程解决方案。

参考文献

[1]应申,郭仁忠,李霖.应用3DGIS实现三维地籍:实践与挑战[J].测绘地理信息,2018,43(02):1-6.

[2]王履华,孙在宏,曲欣,吴长彬.三维地籍数据模型及时空关系研究[J].中国土地科学,2014,28(07):39-45.

[3]肖海波,赵志刚,贺彪.三维地籍在深圳市土地立体化管理中的应用[J].测绘科学,2015,40(07):83-85+163.

[4]顾卫锋.上海城市三维地籍建立的关键问题研究[J].上海国土资源,2014,35(03):58-64.

[5]王万茂,王群.城市土地空间权制度的构建与运行[J].中国土地,2015(01):24-26.

[6]Karki S,McDougall K,Thompson R. An Overview of 3D Cadastre from a Physical Land Parcel and a Legal Property Object Perspective [C].FIG Congress 2010,Facing the Challenges-Building the Capacity,Sydney,Australia,2010.

[7]Döner F, Thompson R, Stoter J, et al. Solutions for 4D Cadastre – with a case study on utility networks[J]. International Journal of Geographical Information Science,2011,25(7).

本期供稿：软件技术研究所 朱烨 不动产与大数据软件中心 蒋荣华

来源：国图信息