二三維一體化不動產管理平臺設計與實現

袁 靜,周雨晨,王楠溢

(江蘇省測繪工程院,江蘇 南京 210013)

0 引 言

當前，國內開展不動產權籍調查工作大多數是基于二維的矢量、影像等基礎地理信息數據。隨著城市的不斷發展，不動產在空間垂直方向上的利用日趨多元化，權屬空間分布日益復雜，三維立體空間屬性越發凸顯。三維建模研究綜合了地理信息系統、攝影測量學、計算機視覺、計算機圖形學、圖像處理和虛擬現實多個學科，是目前國內外研究的熱點[1-2]。由于社會制度的差異，國內外在房地不動產法律體系上存在較大差異，所提出的房地不動產數據模型也存在明顯區別，西方學者提出的不動產模型大多以地籍為核心展開。

隨著我國城市化進程的不斷加速，對城市三維空間的分層立體應用日益多樣化，如何表達不動產的三維空間特性和產權的立體特性，建立房產與地籍一體化的三維數據模型已成為目前國家管理、學術研究中的重要內容，是我國也是全世界城市化進程中一個迫切需要解決的問題[3-5]。立足現狀,思考未來,在新的機構組織下如何進行信息化建設才能滿足新形勢下發展的需要,具體來說,業務、數據與平臺如何深度融合從而實現自然資源系統業務體系的全面、綜合性信息化支持,這是當前亟需解決的問題[6]。近年，宜興市正在建設與自然資源管理工作相適應的、統一融合的自然資源信息化框架體系，包括智慧宜興時空大數據平臺建設、宜興市不動產登記平臺、自然資源規劃一體化平臺等以統一平臺為支撐的、貫穿重要信息系統的建設，實現了自然資源業務的信息化管理，明顯提升部門間數據共享、業務協同和社會化服務水平。

1 系統設計

1.1 總體架構設計

分層架構設計結構清晰，開發簡便；系統具有柔性化，能整合異構系統，輕松實現不同系統間的信息交換[7]。二三維一體化不動產信息管理平臺基于分層架構設計，主要包括：基礎設施層、數據資源層、支撐層、服務層、表現層以及標準規范體系和安全保障體系(圖1)。

分布式系統具有快速訪問、多用戶使用的優點[8],以分布式地理框架數據為基礎，網絡化三維地理信息服務為表現形式，以政務網絡為依托，構建面向服務的二三維一體化不動產信息管理平臺體系架構，建設分布式二三維一體化不動產信息共享與服務環境，發布面向政府部門的地理信息協同服務。

圖1 二三維一體化不動產信息管理平臺總體架構

1.2 技術路線設計

按照國家自然資源登記單元劃定方法，登記單元的實質是一個登記區域的概念，在這個登記單元(或區域)內可能存在多種自然資源類型，也可能存在不同的權屬類型。因此，先確定登記單元(或區域)的代碼，在登記單元(或區域)內再確定各自然資源或土地的權屬比較符合現狀，也能解決現實中自然資源存在的資源類型和權屬類型的多樣性問題[9]。通過“一碼+”不動產全生命周期管理，在自然資源和規劃部門形成宗地入庫、用地預審、土地供應、工程建設規劃許可、竣工驗收、不動產登記等業務流程中不動產登記單元碼的生成、融合，推進自然資源治理體系和治理能力現代化和智能化；基于自然資源和規劃部門以及其他部門的專網專線連接，實現不動產登記業務與其他部門的實時互聯互通，推進“一碼+”跨部門合作；探索“一碼便民”，實現集中聯動辦理，切實方便企業群眾，推進政務服務改革創新。通過對建筑三維模型、實景三維模型、產權三維模型和區域三維場景的搭建，實現三維地籍庫管理，在此基礎上，開展二三維一體化不動產信息管理平臺建設，技術路線如圖2所示。

2 系統實現

2.1 “一碼+”自然資源管理

“一碼+”自然資源管理將利用現有業務系統，涉及已有的業務系統包括自然資源和規劃一體化平臺、不動產登記平臺和自然資源和規劃數據中心。業務流程主要包括宗地入庫、用地預審、土地供應、工程建設規劃許可、竣工驗收、不動產登記流程(圖3)。具體為：① 宗地入庫：生成不動產單元宗地代碼，出宗地圖；② 用地預審：沿用不動產單元宗地代碼；③ 土地供應：供地庫沿用不動產單元宗地庫代碼；④ 工程建設規劃許可：規劃許可庫沿用不動產單元宗地代碼，預編不動產單元房屋代碼；⑤ 竣工驗收：竣工庫沿用不動產單元宗地代碼，沿用/變更不動產單元房屋代碼；⑥ 不動產登記：登記庫沿用不動產單元宗地和房屋代碼。

圖2 “一碼+”不動產全生命周期管理技術路線

圖3 “一碼+”自然資源管理技術流程圖

2.2 三維地籍建設

2.2.1 區域三維場景建設

收集已有的機載LiDAR數據、高分辨率航空航天影像成果，進行數據整合和數據預處理，形成可以滿足地籍區、地籍子區三維表達的基礎大場景。

2.2.2 產權三維模型建設

(1)宗地產權三維模型

以規劃和用地審批確定的宗地使用權地表、地上、地下空間范圍為基準，采用三維界址點、界址線、界址面所圍合的宗地空間范圍，構建宗地產權三維模型。

(2)房屋產權三維模型

以房屋分層分戶圖為基礎，按照當地房產測量技術標準，采用按樓層高度拉高建模的方法，以幢-層-戶為單位構建房屋產權三維模型。

2.2.3 實景三維建設

(1)采用已有常規航空攝影測量空中三角測量成果進行DLG采集，獲取滿足建立IV級三維模型景觀產品精度要求的房屋輪廓線框和高程信息數據。

(2)利用DLG數據，根據制定的規則，進行房屋等地物的三維建筑物體塊模型(白模)批量拉伸構建。

(3)采用大型多旋翼或固定翼無人機攜帶5鏡頭傾斜相機對測區內房屋目標實施低空傾斜攝影覆蓋；采用小型多旋翼無人機攜帶可變姿單鏡頭相機對測區內漏洞區域實施局部覆蓋或環拍，獲取房屋的紋理信息。

(4)對無人機獲取的低空傾斜攝影數據，利用已有常規航空攝影測量空三成果在立體環境下采集的像片控制點，進行帶地面約束的傾斜攝影空中三角測量處理，確定房屋紋理信息與三維建筑物體塊模型(白模)的正確映射關系。

(5)對已構建簡單三維建筑物體塊模型(白模)和獲取的低空傾斜攝影數據及其空三成果，利用相關軟件進行自動化批量紋理映射，局部漏洞區域可采用人工處理的方式進行紋理映射。

2.2.4 建筑三維模型建設

基于建筑施竣工CAD數據的建筑物三維建模主要包括：原始CAD圖紙審核、建筑物構件識別、建筑構件信息提取、建筑構件三維建模、建筑空間提取與建模、關系重構和成果導出模塊。

2.3 三維地籍空間數據庫建設

三維地籍空間數據庫是使用建筑三維建模模塊，將二維房產數據統一輸出模型數據，入庫統一管理；同時實現二維不動產權籍數據成果庫與三維地籍空間數據庫實時動態更新，保持數據的現實性與一致性；同時三維地籍空間數據庫可隨時為二三維一體化不動產信息管理平臺提供數據支撐。

在數據庫內容上，三維地籍空間數據庫分為區域三維場景庫、產權三維庫、實景三維模型庫建筑三維模型庫。

(1)區域三維場景庫

利用收集已有的機載LiDAR數據、高分辨率航空航天影像、傾斜攝影測量成果等，進行數據整合和數據預處理，形成可以滿足地籍區、地籍子區的三維表達場景數據。

(2)產權三維模型庫

基于宗地數據和房屋分層分戶圖構建宗地產權、房屋產權三維模型，能夠和建筑模型進行疊加。

(3)實景三維模型庫

利用傾斜攝影數據和DLG特征線成果，生成大場景單體建筑模型。部分區域利用傾斜模型進行覆蓋和更新，形成能夠覆蓋試點區域的實景三維模型。

(4)建筑三維模型庫

通過竣工驗收圖，對小區、房屋、構筑物等構建建筑三維模型，該模型用于對建筑實體進行精細化展示。

2.4 “一碼+”與三維地籍融合應用

宜興不動產登記中心與當地法院、檢察院、銀行、稅務等部門機關實現了專網專線連接，實現了不動產登記業務與其他部門的實時互聯互通，通過“一碼+”的業務模式加強與公安、住建等相關業務的合作，實現集中聯動辦理，切實方便企業群眾，推進政務服務改革創新。

二三維一體化不動產信息管理平臺以接口模式對外提供服務，方便法院網上查詢辦理查解封業務、銀行辦理抵押解押業務、稅務機關辦理契稅等相關業務等等。

3 系統應用

構建一套展現和集成三維地籍模型的三維地籍信息系統。系統分為四大子系統：三維展現子系統、三維服務子系統、門戶網站子系統、運維管理子系統。

3.1 三維展現子系統

具有三維地籍實景模型(實體模型+場景模型)可視化、三維產權模型可視化以及專題三維數據展現的能力，通過系統提供各類三維數據資源服務，提供查詢定位、二三維數據疊加、三維分析等基礎功能(圖4)。

圖4 三維展現子系統

(1)多視角瀏覽

平臺支持飛機路徑、場景漫游、環繞瀏覽、視點管理、雙屏對比等多視角瀏覽。

(2)三維數據展示查詢

提供基礎的查詢功能，能夠進行屬性查詢、關鍵字查詢、幾何查詢等，和地名地址庫結合能夠進行坐標定位和坐標查詢。

在大場景模式下，能夠流暢瀏覽覆蓋宜興的大場景三維模型，并且能夠在大場景中疊加相關戶室的產權模型進行查看，對于每一產權實體能夠查看其詳細的建筑模型，并將業務信息與模型進行關聯。

(3)三維數據分析

基于實景數據，能夠進行歷史數據的查看、歷史對比分析。根據選擇視點的不同進行三維通視分析、三維可視域分析。針對實景模型的某一部分，可以進行模型壓平分析、剖切分挖填方分析等。結合地形數據，進行內澇分析、地形路徑分析、地形剖面分析等。

基于建筑三維模型數據，能夠進行日照分析、室內光照分析、火災應急分析等，擴展三維模型應用場景。

(4)地上地下三維可視化

平臺實現地上地下建筑三維模型和宗地的在線可視化。

(5)輔助工具

提供基礎量算功能，能夠進行長度、面積、體積的測算。可以方便進行水平距離、垂直距離、空間距離、空間面積等類型的測量計算。

提供標繪功能，包括動態特效、二維對象繪制、二維對象處理、二維對象導入導出、幾何對象繪制、三維對象添加、三維導入導出、標繪等。

3.2 三維服務子系統

在API和標準數據服務2個層面提供三維信息服務。提供的二次開發所需的調用接口說明包括API方法清單、調用方式、詳細參數、使用示例等內容，并以Web服務的方式對外提供三維數據服務,實現數據和應用的分離。

3.3 門戶網站子系統

通過門戶網站能給用戶了解三維數據資源的概括情況，包括平臺內各類地籍模型數據資源的類型、數量等目錄信息，還包括系統相關的公告、更新動態、資源統計、應用案例以及使用幫助等信息。

3.4 運維管理子系統

運行維護子系統將所有與系統運行維護相關的內容進行統一管理，對系統的服務進行實時監控，對各系統運行的關鍵信息進行記錄，從而保證系統的可用性、穩定性。運維管理子系統主要包括資源目錄管理、服務管理和監控、統計分析、日志管理、門戶信息管理以及平臺文檔管理等功能模塊(圖5)。

圖5 運維管理子系統

4 結 語

“一碼+”三維地籍建設以“一碼”(不動產單元代碼)為引線，以“一碼管地、一碼共享、一碼融合”為目標，通過不動產地籍調查的提前介入，實現“一碼”的生成與溯源管理，構建完善的“一碼+”自然資源數據體系；開展試點區域面向房地一體化不動產權籍三維快速建模，實現三維地籍數據快速生產、智能化管理，打造二三維一體化不動產管理平臺，推動不動產立體化管理的全方位升級；同時，開展以三維地籍拓展“一碼”應用，推動自然資源和規劃部門內部以及對外與有關部門信息高效共享、業務協同聯動，進一步深化三維不動產管理的多維應用，切實服務于三維不動產治理模式的創新化、重要決策的科學化以及服務便民的高效化。