三維模型在農村集體土地確權的應用

李小根　陳　然

華北水利水電大學，河南　鄭州　450011

?

三維模型在農村集體土地確權的應用

李小根陳然

華北水利水電大學，河南鄭州450011

摘要：本文依托集體土地使用權確權登記發證項目為依托。使用SQL Sever數據庫和ArcGIS Engine工具與C#匯編語言二次開發出一個直觀瀏覽和可供查詢變更等功能具一體的三維GIS管理系統。

關鍵詞：三維地籍管理系統；ArcGIS Engine；C#；農村集體土地確權

近年來，隨著國家農村集體土地使用權確權登記發證工作的展開，地籍管理系統受到了迅速的發展，就目前的統一的地籍理論而言，基本上所有過程和結果都是建立在二維宗地土地表面的。土地的所有權以及其他權利是以宗地為單位進行注冊的。這種理論存在的基礎是二維宗地在垂直方向上的權籍的一致性[1]。研究三維地形對于地籍管理具有重要的意義，在丘陵地帶農村地區，往往宗地或者耕地是在地勢起伏較大的地區鋪展，三維地籍的引用會更加的精確和嚴謹。

一、三維地籍簡介和研究現狀

三維地籍概念提出較早，一經提出就引起國內外學者專家的廣泛關注。早在2002年，國際測量師協會成立了二維地籍工作小組，對地籍管理模式等方面對三維地籍進行討論和研究[2]，其中C.Coskun Aydin，Osman Demir(2004)[3]等以三維建筑物為研究對象，利用攝影紋理三維模型，對三維地籍可視化進行了有效研究。國內學者三維地籍數據模型的研究主要集中在理論分析和技術實現層面。其中，胡鈺(2008)[4]運用面向對象的分析方法對我城鎮地籍空間對象以及對象之間的空間拓撲關系進行了分析，并在此提出了三維地籍空間對象模型。文小岳，李志文(2010)[5]等對二維地籍模型和二維地籍模型特點分析的基礎，提出了面向地籍的三維數據模型并給出了二維地籍數據向面向地籍的三維數據模型轉換的具體流程與算法。

綜合國內外學者的研究，分別從立法、數據結構、方法等方面進行探索，為三維地籍事業做出了很大的貢獻。也反應了三維地籍的重要性和現實意義。

圖1　拓撲關系錯誤類型

二、三維模型在土地確權中的應用研究

三維模型在土地確權中的主要應用在于地形的引入，能逼真的表現出原始地形，最大化的還原現場工況。不僅僅對于農村集體土地確權登記發證工作有利，且對于今后的規劃、交通、水利、開采等具有較為先行的指引意義。

圖2　從要素集創建TIN

(一)外業測繪

原始地形地物等數據的采集是三維建模的根基，外業數據采集的內容包括房屋界址點、宗地界址點、起伏較大的地形數據、標志性建筑物的輪廓和邊緣等信息，涉及的數據信息是點位的x，y，z坐標，所使用的測量設備包括GPS測站、全站儀和手持激光測距儀。輔助以紙質草圖記憶實體要素信息，例如墻體的歸屬、房屋的樣式等都需要在紙質圖上作出草圖記錄。測量點信息完成后，需要形成電子數據，本項目使用南方CASS作為成圖工具。將外業測繪點在南方CASS中展點作出1：500的外業點位圖，再根據紙質草圖進行多段線連線繪制出地籍圖，然后再與實際情況比對，確保圖紙的正確。

圖3　技術路線圖

(二)拓撲檢查

拓撲所表達的是空間地物的鄰接、包含等關系。拓撲檢查主要包含以下幾方面的內容。第一，房屋的鄰接關系。其中房屋鄰接關系又可細分為宗地內房屋鄰接和宗地間房屋鄰接關系。房屋的拓撲檢查主要目的是確認相鄰房屋的共用邊務必重合，不能出現交叉、相離。第二，宗地的鄰接問題。宗地界址線是根據現場調查確定權屬信息后所繪制的包圍宗地邊界的一條閉合多段線，界址線的拓撲檢查是保證相鄰宗地共用界址邊務必重合，并且共用界址點也必須重合，不能出現交叉、相離。第三，跨宗地檢查?？缱诘貦z查是確保宗地的邊緣被界址線包圍，不能出現宗地的某些要素在界址線之外或者與界址線相交等問題。上述三種拓撲關系錯誤在如下圖中可以解釋體現。

圖4　三維地籍管理模擬系統界面

(三)數據導入數據庫

使用北京蒼穹和SQL Server 2008版本數據庫，將前述步驟所生成的dwg和shp文件導入進數據庫。首先需要將北京蒼穹連接到SQL Server中，隨后進行shp文件和dwg文件的打開，最終保存至已連接的數據庫中。在此過程中需要在北京蒼穹中進行二次檢查，包含地類圖斑跨所有權宗地、使用權宗地跨所有權宗地、房屋跨宗地和地類圖斑跨宗地這四個種類的拓撲檢查。目的是防止CAD拓撲插件檢查中的疏漏和錯誤，進行二次確認。確認無誤后將所有數據保存至已連接的數據庫中，完成數據庫建庫。

(四)AcrMap建立三維模型

建立三維模型的工具有許多，本文以ArcMap為建模工具。主要以高程數據文件作為農地確權的三維數據源。原始高程數據在CASS中導出，導出為Excel格式的*.csv格式，需要注意的是導出的X，Y坐標與ArcMap中的X，Y坐標是相反的，所以需要先在Excel中修改X和Y的順序后才可以在ArcMap中增加數據。在ArcMap里邊，選擇“從要素集創建TIN”，選擇高程數據或者等高線數據，作出三維模型如下圖2所示。

創建TIN后需要將宗地的shp導入進TIN并貼合。由于本文數據源統一使用西安80坐標系，所以不需要再另指定坐標系。至此，整個數據源的融合工作結束。

(五)建立三維地籍信息管理系統

三維地籍管理系統的創建，是本項目的最終目的。實現三維地籍信息的管理，主要包括信息瀏覽，查詢和編輯功能。假如三維地形后的管理系統，可以最大化的還原地籍區的真是面貌，較傳統的地籍管理系統，更加直觀和嚴謹，也能為使用者提供規劃、拆遷安置等決策支持。本系統是在Microsoft Visual Studio 2012開發環境下，采用C#作為編程語言，ArcGIS Engine 10.2為開發平臺，SQL Server作為數據庫支撐，輔以Access作為過渡性的數據庫。開發技術路線圖如圖3所示。

本系統主要有五大模塊組成：新建文件、數據庫管理、繪圖工具模塊、圖層管理和地籍管理模塊，主界面如下圖4所示。

三、結論與建議

本文依托集體土地使用權確權登記發證項目為依托。使用SQL Sever數據庫和ArcGIS Engine工具與C#匯編語言二次開發出一個直觀瀏覽和可供查詢變更等功能具一體的三維GIS管理系統。本系統分為5個模塊和12個功能項，主要實現SQL數據庫的連接，宗地屬性的查詢以及編輯等，涉及地籍確權全過程數據和地籍信息管理所需功能，是一個綜合的土地類現代化辦公系統，為國土部門和用戶提供一個便捷的管理工具。

[參考文獻]

[1]賀彪.三維地籍空間數據模型及拓撲構建算法研究[D].武漢大學，2011.

[2]王林偉.三維地籍數據模型的構建與系統實現[D].浙江大學，2012.

[4]胡玨.面向我國城鎮地籍管理新需求的地籍空間對象模型研究[D].浙江大學，2008.

[5]文小岳，李志文，李光強，王振興.二維地籍模型到三維地籍模型的轉換方法[J].測繪通報，2010，39704：66-69+78.

中圖分類號：P271

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)08-0124-02