三維地籍管理系統架構設計研究

郭濤

摘? ?要：本文針對當前深圳三維空間宗地管理的需求，探討了二維地籍管理的局限性，提出了三維地籍管理系統的總體架構設計思路，并給出了B/S和C/S兩種不同的架構模式，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：三維? 地籍管理? 總體設計? B/S架構? C/S架構

中圖分類號：TP311? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（a）-0189-02

現代地籍“是一個政府監管的以地塊為基礎的公共土地信息系統，它既是土地完整而現實的證明，又包含多用途、多用戶所需要的基礎資料”。現代土地利用中，人們已將利用的資源由有限的地表擴展到無限的地上地下空間：高樓林立，空中電纜、地下管線縱橫交錯，立交橋橫跨公路。按照我國宗地的劃分原則，這種幾個使用者共同使用一塊地并且相互之間界線難以劃清的情況定為一宗地，稱為共用宗地。大多數的共用宗地只是在水平面上無法劃清界線，在三維空間里可以劃清，如果能在三維空間里管理土地權屬的話就可以將其繼續劃分為單個的宗地，從而可以減少很多權屬爭議事件。

1? 二維地籍管理的局限

對地上地下空間利用的例子很多，最常見的莫過于居住用的高層商品房（每個住戶擁有他所購買的房屋的所有權以及公用土地的公共使用權），在這種對地上空間的土地利用中，有多個權利人共同擁有這棟建筑物，根據我國“房地合一”的政策，他們也將共用這棟建筑物所在宗地的使用權。在我國的地籍管理實踐中，對這種宗地的登記是在土地登記卡上記錄宗地的序號、座落、面積、用途等自然信息，權屬性質和共用權利人數目;在土地共有使用權登記卡上記錄各土地權利人的身份，各權利人使用共用宗地的獨用面積和分攤公用面積;在土地歸戶卡上以權利人為單位，一人一卡記錄本宗地基本信息和權利人的土地使用面積;在地籍圖上通過對界址點界址線的表達記錄宗地的空間位置信息（平面的）。

在地籍管理系統中，對土地使用者而言，只能查詢到使用該宗地的面積分布和本人的基本信息（由于地址通常不規范，無法將其與空間位置在系統中關聯起來），而不能直觀感受到他的房屋所有權和土地使用權在這宗地上的空間位置。對于宗地而言，只能查詢到其基礎地理信息和權屬性質、共用權利人個數，卻無法顯示這些共用使用人的權利在宗地上的分布情況。需要說明一點：目前開發的各種商品房的單元格局并不統一，有的一層不止一個單元，層高也不一致，如果想要通過關聯樓層數信息來定位各權利人房產空間位置遠遠不夠。

這種建立在二維宗地基礎上的地籍管理系統，無法在立體空間里從水平方向或是垂直方向將宗地劃分開來，所以對于三維土地利用（例如共用宗地），只能查詢到有哪些權利人使用該宗地以及各自分攤公用面積的情況，卻無法顯示各權利主體究竟怎樣共同使用該宗地怎樣分攤公用面積。二維（或平面）地籍管理在土地的三維利用日益增加的今天暴露出了局限性。

2? 三維地籍管理系統總體設計

三維地籍的管理模式需要建立，但從整體管理框架看，當前二維地籍管理模式仍占主導地位，三維地籍只對二維不能表達和管理的特殊案例予以管理，這就形成了深圳市的“二維地籍常規化管理為主，三維地籍特殊化管理為輔”的管理模式。

這種地籍管理模式的定位就決定了未來很長一段時間地籍信息管理系統的建設要走一個“二三維地籍混合管理”的構架。這個構架既要保證二維地籍原有業務功能的正常運作，又要體現對于特殊三維宗地管理從二維到三維管理的自然順暢過渡。所謂“自然順暢”就是要體現兩個基本點：（1）保證數據流、業務功能和應用從二維到三維的平滑過渡;（2）二維管理模塊和三維管理模塊要保證界面風格和布局，甚至邏輯操作的一致性或者最大相似性，使用戶體驗在兩個模塊之間沒有“跳躍感”。只有首先做到這兩個基本點才能體現二、三維地籍管理系統真正“集成”的意義。

二三維混合地籍管理系統是這種管理模式的信息平臺提現，其架構模式主要是由三維地籍系統和二維地籍兩部分組成，兩部分之間在業務數據流（空間數據和屬性業務數據）、服務后臺服務和可視化前臺既有區別又有聯系，本文主要闡述三維地籍系統的建設，因此不再著重分析二維系統。

三維系統主要分為兩部分：（1）基于SOA架構模式搭建的整個B/S系統框架，此系統完全集成到深圳市規劃國土委辦公的電子政務平臺中，具體包括數據庫結構框架、服務器端業務邏輯層框架、客戶端表現層框架;（2）以C/S架構模式構建的地籍管理的劃地模塊客戶端，此模塊主要負責三維地籍空間數據的生產、核查和入庫功能，因為涉及到一系列復雜的三維空間操作，必須采用一個具有豐富三維建模功能的胖客戶端作為數據錄入前端，具體如圖3。

3? B/S系統框架

B/S系統集成于電子政務平臺，整體架構遵循SOA模式，主要分為數據層、業務邏輯層、服務層和表現層。數據層負責二三維空間數據庫和屬性數據庫的存取管理，有兩部分組成，一部分是使用ArcGIS的ArcSDE進行2維和2.5維相關圖形數據和屬性數據的讀寫管理，一部分是采用ORM（object-relation mapping）的數據持久化管理引擎來進行三維數據的讀寫管理。

業務邏輯層主要負責后臺的空間幾何算法和其他算法的實現，為邏輯服務層提出的運算分析請求反饋運算結果;服務層主要負責接收客戶端提出的業務服務請求，并調用相應的業務邏輯層算法進行分析計算，然后把計算結果反饋回客戶端。表現層包括B/S二維地籍管理、三維地籍管理，以及C/S三維劃地管理模塊。

4? C/S系統架構

C/S系統的主體架構與B/S架構本質上是一致的，只是客戶端不同而已，在圖3中其實已有所體現。C/S模式下的三維劃地功能主要是在Sketchup中實現，具體模塊包括3部分：三維劃地、拓撲查詢和三維變更。

三維劃地：主要針對三維宗地、用地方案和規劃選址中三維對象形態復雜的情況下啟用此模塊，或者說當三維對象不能通過拔高直接生成三維體時才用此模塊，當然此模塊同樣具備2.5維數據生產能力的。

空間核查：對新的劃地空間必須避免它與自身業務三維空間（如產權空間），以及與其他三維業務空間（如地下管線、隧道空間等）的沖突，保證它對空間占有的惟一性。

三維變更：此模塊主要是針對三維對象在業務上的空間數據增刪改而設置的，在業務上與二維系統的功能并無二至，只是技術實現上要更復雜。Sketchup作為空間數據錄入的胖客戶端。

5? 結語

隨著深圳市城市管理的進一步精細化，深圳市建設用地空間越來越少、必須依靠土地集約節約利用來推進城市建設，在秉承“技術先行，倒逼管理升級”的建設策略指引下，深圳市的三維地籍管理必將越走越穩健。

參考文獻

[1] 鐘廣銳. Skyline三維地籍房籍管理系統的設計[J].測繪通報，2012（7）：55-58.

[2] 丁遠. 基于LADM的三維地籍管理模型構建及應用[J]. 地球信息科學學報，2013（2）：66-67.

[3] 蘇鷹濱.三維地籍數據庫管理系統的建立[J].工程勘察，2017（5）：33-35.