新一代三維GIS在自然資源與不動產信息管理中的應用

田萍

（濰坊市不動產登記中心，山東 濰坊 261000）

引言：隨著新一代三維GIS技術被不斷深入應用，人們對在三維環境下還原現實的要求也越來越高。三維環境還原現實的實現，需要更強大的技術來做支持，從而使數字化的地理數據變成可視化信息。從可視化角度出發來實現相應的功能和需求，與早期二維GIS由計算機制圖管理來實現的邏輯是一樣的。從實際應用需求的角度看，對“山、水、林、田、湖、草”的綜合管理是當前新一代三維GIS在自然資源與不動產信息管理應用中的迫切需求，以往單要素的管理思路和方式顯然已不再適用，而滿足需求的現實性方案就是從技術層面出發來去實現。

一、關于新一代三維GIS技術

（一）關于全空間模型表達

數據模型是表達現實事物及提升真實性與準確性的基礎，在數學問題研究中我們已收獲到相同體會。在表現自然資源與不動產空間的問題上，空間數據模型發揮了很好的作用。Super Map 在傳統模型表達基礎上，如TIN、柵格等模型，推出了三維立體模型，對一些新的元素進行了定義，比如四面體網格，同時針對部分原有內容進行了擴展，比如體元柵格，它們都屬于場模型。

1.三維體模型

三維體模型下的自然資源與不動產空間對象表達，所采用的是拓撲閉合的三角網表達方式，主要作用對象包括：建筑物、礦藏資源、地質體（如圖1 所示）。以礦產資源為例，表達過程中，我們可以很清晰地看出礦產資源在途中所處于的位置及其形態，同時也包括它所處地質體。但更為重要的是，在三維體數據模型表達下，我們能夠對采礦權范圍做出明確定義，這對實現精細化管理是非常有幫助的，特別是對于產權體較復雜的管理。

2.不規則四面體網格

比較有說服力的不動產有礦體屬性場、地質體屬性場（如圖2 所示）。針對離散三維點進行插值是建立拓撲連接關系的關鍵，進而獲得地質層的屬性場的抽象圖，即相應的不規則四面體。在不動產屬性表達方面，比如飽和度、滲透率等，則會利用分層設色的方式來進行。

圖2

（二）三維空間分析

在新技術支持下，三維GIS空間分析能力得到很好應用，無論是可視化表達，還是深層分析應用，均在實際自然資源與不動產管理中發揮了巨大作用。所包含的內容有：空間關系判斷和查詢，布爾運算，天際線與剖面線分析，可視域與通視分析，以及坡度坡向分析。

（三）多源異構數據融合

一直以來數據采集技術都在快速地發展，在這樣的背景下，產生了更多各種類型的數據，這便使得自然資源與不動產數據的集成和應用上迎來了更多的挑戰。那么怎樣能夠使多尺度、多源以及異構空間數據能夠有效地結合起來，從而有效地減少自然資源與不動產平臺系統的建設成本、使空間數據的應用效率獲得大幅度的提升意義重大。

二、GIS技術的具體應用

現實中的自然資源種類繁多，相應的用途也不一樣，所表現出的形態也各異。所以對自然資源進行管理，需要我們從資源的實際情況出發，從自身各項具體需求出發，以及從可實施條件出發來實現。在虛擬環境下完成百分百真實度的自然資源還原，必須借助相應內容新技術，并且發揮新技術優勢實現對資源內容的科學管理、管制、維護和治理。

（一）自然資源利用

在二維表達下，諸如壩子之類是很難被看出的，這樣便無法獲取到詳細的耕地信息。在我國某些省份地區，壩子面積還是非常大的，比如云貴地區，其中云南壩子數量多達1000 個以上。面對如此錯綜復雜的環境和內容，在不改變管理模式和資源獲取方式基礎上，若想實現對云貴地區壩子耕地信息的精確量算，顯然是不現實的。新一代三維GIS技術在解決此類問題過程中發揮了重要作用，在強大的技術功能屬性支持下，對云貴地區壩子耕地信息進行量算會更加容易，并且也對科學管理策略的提出給予了有效幫助。

（二）空間用途管制

自然資源與很多應用方面均有著密切關聯，比如公共管制、用途管制、生態保護等，這些極具現實意義的應用表達及其內涵均需要在虛擬平臺中得到詳細體現。在二維環境下，被要求的表達內容與程度均無法表現出來，而三維GIS技術就不同了，在該平臺應用中，我們可以采用集中式對比方式，對全部自然資源，或所需要的自然資源對象，與包括公共管制和用途管制，以及生態保護在內的多方面內容進行對比分析，無論是階段性成果還是結論性對比結果均可被應用于實際管理中，進而成為自然資源管理的主要依據。

（三）地質體管理

在地質體管理方面，需要審視的空間維度會更廣，從地上到地下；從局部到整體；從個體對象到整體對象；從廣度到深度；從直觀到抽象。總之，在三維GIS技術的支持下，我們可以對地質體進行360°的審視。并且更為重要的是，將GIS技術應用于目標內容的虛擬環境中，可以在一定程度上改變原有自然資源體貌特征，如將山川變成平原，將森林變成大山，等等。這一改變對啟發新的管理思路具有重要幫助，也提升了管理工作的科學性。

（四）自然資源與不動產

應不同需求，以及結合不同不動產樣貌特征，三維虛擬環境下所表達出的效果也有不同。在二維環境下我們已經得知，不動產登記客體信息具備空間屬性，有了這一屬性作為支持，通過發展三維技術來表達不動產資源體貌特征也就成為可能，比如樓房的高度，需要詳細到高多少；比如建筑物的形狀，需要準確表達出真實狀態下的形狀特征，等等。同時還需要注意到，不動產資源聯合表達易受環境變化影響，或環境自身發生改變，或人為對環境進行改造，這些均會對不動產建筑產生影響。不動產空間信息在某種程度上會發生改變，這種改變在某種意義上是可以由外而內的，也可以是由內而外的，但無論怎樣變化，從無到有，從發生到結束，過程和結果都是“唯一”的，所以在虛擬三維環境下也應該有相應表達效果。事實上，這些內容利用建筑物三維是可以實現的。

（五）地上地下一體化分析

關于新一代三維GIS技術所能夠實現的地上地下一體化分析，前面簡單提到過。基礎城市建設與改造的角度，我們單從地面及以上進行觀察和分析是遠遠不夠的嗎，這樣的建設與改造思路在城市發展初期應用二維虛擬技術還能夠獲得較好的效果。但時至今日，城市發展已趨向飽和，地上地下資源均在一定程度上得到充分開發和利用，在這樣的情況下若想實現科學構建，需要我們能夠聯系地上地下建設情況對城市不動產情況做出合理分析。面對這樣的實際需求，必須借助三維虛擬技術才能夠滿足。新一代三維GIS技術在地上地下一體化分析過程中扮演了重要角色，我們可以以地面為準線，對同等維度和空間內的地上和地下情況進行分析，進而做出高精確度預測。與此同時，我們也可以利用GIS的精細化功能聯系地面微型建筑，如橋梁，以及支持這些微型建筑發揮正常功能的地下設施，如管道線路，對未來發展建設進行分析。

（六）隧道挖掘分析

對地上地下一體化分析已經涉及到地下玩具方面的內容。本節所針對的是地下隧道挖掘，最具代表性的工程便是地鐵。作為發展城市交通一個比較重要的方面，以及連接城市一種重要形式，地鐵實現了大規模的人流運送，以及微型物流運送。當然，在某些城市的鐵路建設中，隧道挖掘也很好地實現了大型物流運送，為地區經濟發展做出了貢獻。很明顯，如果我們能夠將新一代三維GIS技術應用于隧道挖掘工程中，對提升工程效率和質量將有重要幫助。另外需要指出的是，隧道挖掘工作會更多涉及到自然資源，包括自然環境建設與保護，從這個角度看，隧道挖掘對實現自然資源管理與不動產管理的相互關聯是很有幫助的。在微觀上，挖掘尺度與丈量面積是隧道挖掘工程中比較重要的一個環節，在三維虛擬環境下，應用強大的GIS技術可省去大量的人力物力，通過聯系實際信息與構造模型，很容易獲得真實準確的數據，從而提升工作效率，也在一定程度上提升了工程的安全性。

結束語：

本文首先對新一代三維GIS技術的某幾個重要應用環節做了闡述，然后結合實際應用需求與實際情況，分別從多個方面對新一代三維GIS技術在自然資源與不動產信息管理中的應用進行了分析。從技術角度將，新一代三維GIS可以幫助人們實現當前來自很多方面的發展需求，但隨著愿望的逐漸滿足，會有更多新的額應用需求出現，所以，不斷創新和發展思維GIS技術，對人類發展與城市建設具有很重要的意義。