土地收儲三維輔助決策系統的設計與實現

葉榮青

（1.福建省基礎地理信息中心，福建 福州 350003）

土地收儲三維輔助決策系統的設計與實現

葉榮青1

（1.福建省基礎地理信息中心，福建 福州 350003）

分析了土地收儲對3DGIS決策的需求，利用數字城市地理空間框架的數據成果，設計并實現了土地收儲三維輔助決策系統，為土地收儲工作提供輔助決策支持。

3DGIS；土地收儲；輔助決策支持

在土地收儲時，清晰地掌握土地收儲資產的位置、數量（面積）、質量、權屬和性質等信息至關重要。隨著空間信息技術的不斷發展，GIS憑借其強大的空間分析功能和數據管理功能被廣泛應用于土地資源管理等領域。由于土地收儲和整理項目不僅涉及平原地區，還涉及地形復雜的丘陵山地，因此只借助二維地圖已很難從整體上直觀、動態地了解項目情況，給土地開發整理項目規劃設計帶來諸多不便。與傳統的二維地理信息技術相比，三維地理信息具有真實、信息量大的特點，符合人們視覺習慣，并能表現更多的空間關系。因此規劃、國土、建設等部門對強時效數據的多時空高分辨率、立體直觀的三維場景的需求日益增加。反映現實地形地貌、城市真實情況的三維場景，可有效輔助土地收儲和整理工作，為政府部門的相關決策提供科學決策的依據。

隨著福建省數字城市地理空間框架建設的推進，各城市均構建了三維地形數據，并采集了精細的三維建筑模型數據。基于數字城市的三維建設成果，可有效輔助土地利用、城市規劃等行業的決策。本文將3DGIS應用于南平市土地收儲和土地整理決策等方面，基于數字南平三維地理建設成果，開發了土地收儲三維輔助決策系統，為土地收儲整理等部門的相關工作提供決策服務。

1 需求分析

土地收購儲備制度是由政府依照法定程序，運用市場機制，按照土地利用總體規劃和城市規劃，通過收回、收購、置換和征用等方式把分散在土地使用者手中的土地集中起來，由政府或政府委托的機構組織進行土地前期開發和存儲，再以公開招標、拍賣等出讓方式供應土地，調控各類建設用地需求的制度。

結合南平市土地收儲的實際情況，土地收儲三維輔助決策系統的需求如下：

1）土地收儲地塊管理。幫助管理人員了解已售出地塊、收儲地塊和預收儲地塊等各類地塊的分布情況和地塊的詳細信息。

2）地塊收儲輔助決策。基于三維地形模型，結合土地利用、城市規劃、房屋建筑等專題數據，對預收儲的地塊進行分析，輔助土地收儲人員和規劃人員合理地確定地塊等級、評估價格、拆遷成本和開發整理工作量等。

2 相關技術研究

土地收儲輔助決策工作主要包括收儲地塊價格輔助評估和地塊整理工作量評估等。本文借助3DGIS，對三維基礎數據集構建、土地收儲專題數據集疊加分析、三維分析、三維場景視頻輸出等關鍵技術展開研究。

1）收儲地塊價格輔助評估。利用Skyline三維平臺構建多源、多級（包括影像、高程模型、核心矢量要素等）的三維數據集，在此基礎上，通過收集各種專題數據的疊加分析可為土地價格評估提供參考。通過疊加基準地價圖、土地利用現狀圖，評估收儲地塊的價格等級；并通過與以往條件相似的收儲和出售地塊價格的對比，為收儲地塊價格的確定提供參考。

2）地塊整理工作量輔助評估。土地整理工作量涉及地塊合并、土地平整、基礎設施建設等。填挖方是土地整理的一項重要內容，基于三維場景的土方量平衡計算方法，利用Skyline三維平臺的相關接口，實現基于格網的填挖方計算。通過設置地塊平整的高度和采樣間隔，可以計算預收儲地塊范圍內的挖方量、填方量及平衡后的土方量。采用精細程度較高的DEM制作三維地形場景，并設置較小的采樣間隔，可以取得較為準確的效果。

3）三維場景視頻輸出技術。為滿足不同部門在離線情況下也能對預收儲地塊的地形地貌和地理位置有全面了解，基于Skyline三維平臺開展三維場景視頻輸出技術研究，將地塊周邊環境疊加各類專題圖層的三維場景輸出為avi等格式的視頻文件，有助于相關主管領導較全面地了解收儲地塊區域現狀。

3 系統研發

3.1 系統總體結構設計

經綜合研究比較，本系統采用Skyline TerraExplorer Pro6.1作為三維基礎平臺，采用C/S架構，通過開發三維立體的大場景城市景觀瀏覽、地名查詢、周邊查詢、專題圖層查詢瀏覽、收儲地塊查詢瀏覽等功能，為土地收儲管理提供直觀、科學的決策服務。

系統的總體架構分為運行支撐層、數據層和應用層，如圖1所示。系統的運行環境為局域網；數據層包括三維地形場景、三維建筑模型、道路、境界、地名等，以及土地收儲地塊、土地利用等專題數據；應用層主要為用戶提供可視化的訪問窗口，通過該窗口，決策者可進行決策分析。

圖1 系統總體架構

3.2 專題數據庫建設

土地收儲相關輔助決策工作的開展，需要建設三維基礎地理信息數據庫以及各類專題數據庫，并將各類數據有序組織，滿足決策功能實現的要求。

首先是三維地理信息數據庫建設。數字城市地理空間框架建設項目生產了豐富的影像、DEM和地理實體數據。利用覆蓋城區的遙感影像、高分辨率DOM數據和高精度DEM數據構建三維地形模型，使之作為整個系統數據平臺的骨架。在三維地形模型的基礎上，疊加道路、境界、地名等基礎地理信息以及精細的建筑模型。各類數據通過符號化和顯示效果設置，分層組織，形成信息豐富、立體直觀、調用方便的三維決策支持數據平臺。

其次是土地收儲決策支持專題數據庫建設。土地收儲輔助決策需要國土、房屋、道路、地名地址等專題數據以及各種基礎地理信息數據。系統從已建成的土地利用相關系統、地籍信息系統和二調數據庫中提取了土地利用現狀、土地利用規劃、基準地價數據等專題數據，并從數字城市地理空間框架數據庫中提取了房屋專題數據，地名地址、道路等基礎地理信息數據。各類數據經過格式轉換、投影變換、數據入庫等操作，構建了三維決策支持專題數據庫。

3.3 系統功能研發

根據需求，系統開發實現了查詢定位、專題圖層疊加分析、三維分析、土地收儲管理等輔助決策功能，有助于用戶全面了解地塊周邊環境信息，可有效輔助土地收儲工作。系統界面如圖2所示。

圖2 系統界面圖

1）查詢定位。該功能提供了多種查詢與定位方式，包括行政區劃定位、地名模糊查詢與定位、周邊查詢定位、輸入坐標定位等，可幫助用戶在三維地圖上快速定位到感興趣的位置，并了解地塊周邊的酒店、學校、醫院等各類配套設施的分布情況，輔助分析地塊價格。

2）土地收儲三維分析。在確定收儲選地時，需要了解地塊周邊的地理環境。系統基于三維地形模型，提供了一系列三維分析工具，可實現地形剖面線分析、地形填挖方分析、地面坡度坡向分析、三維空間面積距離量算、坐標和高程查詢等，可直觀地輔助用戶了解收儲地區的地形地貌、土地平整的施工量等。

3）地塊查詢。系統導入了已售出地塊，可查詢并在三維地圖上顯示地塊的分布情況，查看地塊的詳細信息，包括地理位置、成交價格、成交日期、容積率、使用年限等，幫助用戶對比了解相同地段地塊的以往的價格及變化情況。

4）地塊預收儲分析。系統提供了多種方法生成預收儲地塊，包括三維地圖選點繪制地塊，導入dwg或shape圖形繪制地塊等；并對地塊進行分析，輔助確定收儲的地塊范圍，可對預收儲地塊的價格和平整施工的工作量進行評估。

根據預收儲的地塊范圍，可以疊加土地利用、城市規劃、基準地價等專題圖層，查看預收儲地塊的規劃用地情況、現有土地利用情況、基準地價等，對預收儲地塊進行輔助分析，并可沿地塊環繞瀏覽，全面了解地塊的周邊地形地貌和建筑情況，輔助確定地塊價格，通過與歷年出讓的類似條件的地塊進行對比分析，預測出讓底價。挖填方是土地收儲整理的重要工作，挖填方量計算精度的高低直接關系土地收儲整理項目投資預算。根據三維地形模型和地塊范圍，測算地塊面積，分析地塊平整的挖填方量，測算土地平整的工作量。此外，通過疊加規劃圖，還可分析預收儲地塊的可用用途與規劃的土地利用類型是否一致。通過分析影像或疊加建筑模型，可以輔助分析地塊的拆遷安置成本。

5）地塊概況視頻輸出。地塊的收儲需要征詢規劃、國土資源等多個部門意見。系統提供了視頻輸出功能，通過導入或手工繪制沿地塊的飛行漫游路線，生成沿路線的三維場景視頻，并輸出到文件；可將視頻文件發送給用戶或用于演示匯報PPT等，幫助領導和用戶更好地了解待收儲地塊的實際情況。

4 結 語

本文基于Skyline三維地理信息平臺，充分利用數字南平地理空間框架建設成果，結合收儲地塊、土地利用、房屋建筑、城市規劃等專題數據，開展了3DGIS在土地收儲方面的輔助決策支持研究，構建了土地收儲三維輔助決策系統。目前該系統部署于南平市土地收購儲備中心，為南平市土地收儲和整理部門開展土地收儲決策提供輔助支持，取得了較好的效果。在后續的工作中，需要結合土地收儲與整理的要求，進一步豐富完善系統的功能，以更好地輔助土地收儲具體業務的開展。

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P208

B

1672-4623（2016）07-0062-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.07.019

葉榮青，高級工程師，主要從事地理信息系統研究。

2016-03-17。