實(shí)景三維在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用探究

張小林

（中煤航測遙感集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710199）

隨著科技水平的不斷提升，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、實(shí)景三維技術(shù)、智能平臺應(yīng)用技術(shù)等新興技術(shù)的出現(xiàn)，促使自然資源管理部門的國土空間規(guī)劃及土地管理方式發(fā)生轉(zhuǎn)變。相比傳統(tǒng)的二維規(guī)劃模式，三維實(shí)景空間規(guī)劃具有更直觀、更科學(xué)、攜載信息量更大等多重優(yōu)勢，與自然資源管理國土空間規(guī)劃中亟須解決的若干問題相契合。因此，探索將實(shí)景三維技術(shù)應(yīng)用于自然資源管理國土空間規(guī)劃及土地管理方面的方法是重要的研究方向。文章基于實(shí)景三維技術(shù)及三維模型等數(shù)據(jù)，在國土空間規(guī)劃大框架下探討實(shí)景三維技術(shù)在國土空間規(guī)劃管理中的應(yīng)用，對推動國土空間規(guī)劃及土地管理工作的應(yīng)用技術(shù)變革具有重要意義。

1 實(shí)景三維在國土空間規(guī)劃管理中的應(yīng)用思路

實(shí)景三維模型研究流程如圖1所示。

圖1 實(shí)景三維模型研究流程

在自然資源國土空間規(guī)劃框架下，利用傾斜攝影技術(shù)、自動化三維建模技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)等，高效快速獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，以三維實(shí)景數(shù)據(jù)和三維地形模型為基礎(chǔ)，通過現(xiàn)狀分析、綜合比對、國土部門職能分析等，確定自然資源管理部門各個(gè)科室工作職能與實(shí)景三維的關(guān)聯(lián)性等級。對重點(diǎn)國土科室與實(shí)景三維模型融合應(yīng)用進(jìn)行深入研究，制定可操作性的實(shí)施策略。

2 實(shí)景三維在國土空間規(guī)劃管理中的應(yīng)用

2.1 在自然資源資產(chǎn)管理和不動產(chǎn)管理中的應(yīng)用

將實(shí)景三維數(shù)據(jù)及模型嵌入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺，制定自然資源資產(chǎn)管理和不動產(chǎn)管理模塊，利用實(shí)景三維獨(dú)特的全局可視界面，決策者能夠直觀清晰地查看各類自然資源資產(chǎn)單元和不動產(chǎn)數(shù)據(jù)單元的區(qū)位地理位置、地形地貌、周邊地物等信息；能夠查覽所選要素涉及的全部屬性，包括權(quán)利性質(zhì)、面積、坐落、產(chǎn)權(quán)信息、四至狀況、頒證情況等。利用實(shí)景三維技術(shù)能夠更直觀、全方位地對管理單元進(jìn)行日常查詢及管理，對需要新增或數(shù)據(jù)更新的單元可以進(jìn)行新增變更操作。

基于實(shí)景三維基礎(chǔ)的自然資源資產(chǎn)管理及不動產(chǎn)管理模塊，可以對所選模型進(jìn)行常規(guī)操作，如放大、縮小、移動、多角度查看等，能夠測量模型中各類地物的長度、寬度、高度、面積、體積等參數(shù)，且與實(shí)際地物的數(shù)據(jù)信息一致；可以獲取相對應(yīng)宗地權(quán)利人信息、權(quán)利人家庭成員信息、界址點(diǎn)坐標(biāo)、宅基地面積、房屋建筑面積、相應(yīng)權(quán)源資料、房屋和附屬設(shè)施邊長及相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)；能夠?qū)Ω黝悊卧M(jìn)行多元化的空間聚合疊加分析，包含空間三維量算及空間三維分析，滿足不同層次的三維應(yīng)用需求。實(shí)景三維的應(yīng)用可以縮短外業(yè)的作業(yè)時(shí)間，降低外業(yè)的工作強(qiáng)度，直觀查詢目標(biāo)單元空間現(xiàn)狀，有效解決入戶測量困難的問題。

2.2 實(shí)景三維在自然資源開發(fā)利用中的應(yīng)用

通過實(shí)景三維基礎(chǔ)地圖，創(chuàng)建土地節(jié)約集約、土地開發(fā)利用管理模塊，模塊對不同的土地用途實(shí)行差別化的節(jié)約集約管理。針對農(nóng)用地，將農(nóng)作物結(jié)構(gòu)、平均單產(chǎn)量、分等定級、平均資金成本、勞動力等要素投入作為指標(biāo)，進(jìn)行輔助決策。針對經(jīng)營性建設(shè)用地，將規(guī)劃布局、產(chǎn)業(yè)集中度、產(chǎn)業(yè)定位、建筑密度、結(jié)構(gòu)匹配度、容積率、空置率、成本、稅收、利潤、能量使用等因素作為屬性參數(shù)，利用模塊進(jìn)行科學(xué)管理。將非經(jīng)營性建設(shè)用地涉及的量能適度、服務(wù)輻射半徑、服務(wù)水平、社會獲得感、社會整體效益等因素作為參數(shù)，進(jìn)行節(jié)約集約管理。針對農(nóng)村宅基地，實(shí)景三維可全局化考慮村莊規(guī)劃的科學(xué)性及規(guī)劃準(zhǔn)確性，查看全域宅基地布局、村域戶均數(shù)量、各戶宅基地面積、家庭人口結(jié)構(gòu)、房屋建筑結(jié)構(gòu)、建筑容積率等[1]。

在可視化的實(shí)景三維界面中，決策者能夠直觀查看土地節(jié)約集約利用度及開發(fā)利用度，動態(tài)化進(jìn)行土地市場監(jiān)管及土地儲備管理。

2.3 實(shí)景三維在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用

自然資源國土空間規(guī)劃工作離不開地形地貌分析，如雙評價(jià)中的資源環(huán)境承載能力評價(jià)、水源涵養(yǎng)評估、三區(qū)三線劃定、城市開發(fā)邊界、生態(tài)紅線劃定等。借助實(shí)景三維技術(shù)，真實(shí)展現(xiàn)規(guī)劃范圍內(nèi)的建構(gòu)筑物和周邊地物情況，對規(guī)劃面積、規(guī)劃體量、控高、日照等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確評估，利用可視域分析、限高分析、坡度分析、風(fēng)向分析、日照分析等功能，輔助開展國土空間規(guī)劃及土地管理相應(yīng)工作[2]。可以將建設(shè)單位提供的竣工測量CAD成果數(shù)據(jù)與實(shí)景三維模型進(jìn)行空間疊加，對用地范圍和坐標(biāo)放線進(jìn)行全局審查，如道路、綠地、居民點(diǎn)、水暖電氣、建筑高度等是否符合建筑工程規(guī)劃許可證的相關(guān)規(guī)定。

2.4 實(shí)景三維在國土空間用途管制中的應(yīng)用

2.4.1 用途管制方面的應(yīng)用

將建設(shè)用地用途管制區(qū)數(shù)據(jù)嵌入實(shí)景三維模型，空間化展示用途管制區(qū)數(shù)據(jù)，設(shè)定各類用途管制區(qū)顯示方式，以直觀可視化的色差區(qū)域劃分不同管制區(qū)，分析各管制區(qū)內(nèi)部土地利用現(xiàn)狀及地物沖突情況，輔助決策用途管制區(qū)相應(yīng)地物調(diào)整方案。立體三維展示各地類用途管制信息，讀取涉及的參數(shù)數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)可視化的方式（動態(tài)圖表、趨勢圖、餅狀占比圖等）對用途管制區(qū)進(jìn)行地物查看及日常管理，更好地落實(shí)管制要求。

2.4.2 建設(shè)項(xiàng)目用地預(yù)審和選址、規(guī)劃條件和用地規(guī)劃許可工作方面的應(yīng)用

將預(yù)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行三維單體化建模，依據(jù)預(yù)建設(shè)項(xiàng)目選址方案，將單體化的預(yù)建設(shè)項(xiàng)目模型進(jìn)行同位置現(xiàn)場疊加，對預(yù)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行坡度分析、日照分析、用地分析、預(yù)審分析等，查看預(yù)建設(shè)項(xiàng)目全域規(guī)劃中的各類空間屬性，科學(xué)合理地進(jìn)行建設(shè)用地預(yù)審及綜合選址工作。

2.5 實(shí)景三維在建設(shè)工程規(guī)劃管理中的應(yīng)用

構(gòu)建實(shí)景三維建設(shè)工程模型，全面展示工程基礎(chǔ)信息及工程施工進(jìn)度，實(shí)景展示工程生產(chǎn)效果及預(yù)期影響，利用建設(shè)工程屬性數(shù)據(jù)庫查詢監(jiān)測整體工程的生產(chǎn)施工質(zhì)量。可以將地下空間相關(guān)數(shù)據(jù)庫（地下管線、管網(wǎng)、地下靜態(tài)交通、人防設(shè)施等）加載至實(shí)景三維模型中，立體可視化管理建設(shè)項(xiàng)目地上、地下全域空間。

2.6 實(shí)景三維在國土空間生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用

可以將地質(zhì)勘查項(xiàng)目區(qū)域化、單體化、模塊化，將對應(yīng)數(shù)據(jù)模型嵌入實(shí)景三維數(shù)據(jù)平臺。實(shí)時(shí)查看勘查項(xiàng)目的項(xiàng)目范圍、用地情況、勘查狀況等相關(guān)屬性信息。全流程把控及監(jiān)測地質(zhì)勘查項(xiàng)目的進(jìn)展?fàn)顩r，將地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)（地裂縫、地面塌陷、坑道突水等）矢量數(shù)據(jù)嵌入實(shí)景三維模型，設(shè)置災(zāi)害輻射半徑，劃定災(zāi)害涉及范圍。決策者能夠清晰、直觀地查看各類地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)所處位置中心點(diǎn)，可視化查閱災(zāi)害輻射范圍，科學(xué)制訂災(zāi)害預(yù)警機(jī)制及安全預(yù)案，輔助日常工作管理。

在國土空間綜合整治、礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理、地質(zhì)災(zāi)害防治方面，可以通過單體化建模，將綜合整治區(qū)域地類地物疊加到實(shí)景三維模型中，通過色塊劃分整治地物類型，清晰直觀區(qū)分農(nóng)用地整治、建設(shè)用地整治、生態(tài)保護(hù)修復(fù)等各類整治項(xiàng)目。可以點(diǎn)選查看整治區(qū)各類屬性信息，科學(xué)合理進(jìn)行國土空間生態(tài)修復(fù)整治管控。

此外，實(shí)景三維技術(shù)在地質(zhì)勘查和地質(zhì)遺跡調(diào)查工作中也具有重要的應(yīng)用價(jià)值。一是可以將區(qū)域調(diào)查數(shù)據(jù)疊加導(dǎo)入實(shí)景三維數(shù)據(jù)模型，查閱瀏覽各類、各比例尺下的地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)；可以疊加不同比例尺的新時(shí)相地形圖，全面參考實(shí)景三維展示的地物地類，以全局化的視角管理地質(zhì)勘查項(xiàng)目全流程。二是可以將區(qū)域性地質(zhì)遺跡調(diào)查、地質(zhì)遺跡集中區(qū)調(diào)查、地質(zhì)遺跡點(diǎn)調(diào)查數(shù)據(jù)載入實(shí)景三維模型，對范圍內(nèi)的地質(zhì)遺跡進(jìn)行整體概略性查閱及管理；可以對地質(zhì)遺跡進(jìn)行單體建模，實(shí)景化展示地質(zhì)遺跡全貌，全面打造智慧展覽工程，構(gòu)建智能化新型展覽模式。

2.7 實(shí)景三維在耕地保護(hù)監(jiān)督中的應(yīng)用

將全域耕地?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入實(shí)景三維模型，錄入耕地地塊涉及的各類屬性信息，以地塊為基本單元查看耕地基礎(chǔ)信息，包括耕地面積、地力等級、耕地質(zhì)量等別、耕地坡度級別等。配套多元化空間分析統(tǒng)計(jì)模塊，按行政區(qū)、按指定范圍、按單地塊進(jìn)行各類耕地面積統(tǒng)計(jì)，通過數(shù)據(jù)可視化形式展示耕地面積、耕地保有量、平均耕地質(zhì)量、耕地分布狀況、田坎系數(shù)等重點(diǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)。充分利用實(shí)景三維模型，依據(jù)耕地圖斑范圍等矢量數(shù)據(jù)，嚴(yán)格落實(shí)監(jiān)測耕地范圍內(nèi)非耕地物的現(xiàn)狀及耕地非農(nóng)化的情況，對執(zhí)行耕地保護(hù)制度工作具有積極作用。

將永久基本農(nóng)田劃定數(shù)據(jù)庫、基本農(nóng)田儲備區(qū)數(shù)據(jù)庫、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)數(shù)據(jù)等相關(guān)成果疊加至實(shí)景三維模型中，可視化查看永久基本農(nóng)田現(xiàn)狀及管理范圍，管控永久基本農(nóng)田、基本農(nóng)田儲備區(qū)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田數(shù)量及變化狀況，管理基本農(nóng)田配套設(shè)施設(shè)備，輔助耕保日常工作。

充分利用三維實(shí)景模型高精度、高分辨率、高清晰度的特點(diǎn)，將耕地?cái)?shù)據(jù)、土地管理信息加載到實(shí)景三維模型中，精準(zhǔn)、真實(shí)地反映自然景觀及附屬物的位置信息、生態(tài)地貌，為資源保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、耕地保護(hù)和綜合治理提供支撐。對工程建設(shè)占用耕地實(shí)行占補(bǔ)平衡，即占多少墾多少、占優(yōu)補(bǔ)優(yōu)。由于以前技術(shù)手段相對單一，數(shù)據(jù)獲取較為困難，數(shù)據(jù)時(shí)相相對較差，難以做到精準(zhǔn)管理，利用實(shí)景三維地圖，補(bǔ)充耕地的地理位置、面積、坡度、是否適宜耕種等，在圖上可以直觀顯示，管理更方便。把耕地和基本農(nóng)田數(shù)據(jù)等導(dǎo)入實(shí)景三維地圖數(shù)據(jù)平臺，與最新遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加比對，能夠監(jiān)測到新建房屋的位置、新增非農(nóng)化問題以及建筑物在基本農(nóng)田中的情況，利用監(jiān)測得到的地塊信息，配套GPS定位，直赴現(xiàn)場，進(jìn)行精準(zhǔn)查處。

2.8 實(shí)景三維在自然資源執(zhí)法中的應(yīng)用

充分探究實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)與自然資源執(zhí)法監(jiān)察系統(tǒng)各專題應(yīng)用的相互融合，利用實(shí)景三維系統(tǒng)與遙感一張圖監(jiān)測監(jiān)管平臺的技術(shù)鏈接，實(shí)現(xiàn)實(shí)景三維在自然資源執(zhí)法平臺的嵌入、融合與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“看實(shí)景、查現(xiàn)狀、觀全局”。將實(shí)景三維成果作為自然資源執(zhí)法內(nèi)業(yè)核查的基礎(chǔ)時(shí)點(diǎn)和數(shù)據(jù)底圖，有效排查比對新增土地出現(xiàn)的問題；構(gòu)成有效監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)同步輔助外業(yè)核查，降低自然資源執(zhí)法成本，提高執(zhí)法效率。

2.9 實(shí)景三維在礦產(chǎn)資源保護(hù)監(jiān)督中的應(yīng)用

礦產(chǎn)資源保護(hù)監(jiān)督科日常工作主要圍繞礦業(yè)權(quán)管理、礦產(chǎn)資源儲量監(jiān)管方面。以實(shí)景三維模型為基礎(chǔ)，通過礦井位置、礦產(chǎn)開采區(qū)侵占土地、礦井固體廢物堆放點(diǎn)、尾礦庫分布、礦區(qū)污染輻射范圍等信息，確定采礦沉陷范圍區(qū)的地表形變、礦山用地地表覆蓋、分析統(tǒng)計(jì)礦區(qū)坡度高程、礦山范圍各類用地地表覆蓋面積、礦區(qū)邊坡形變等各類可量化指標(biāo)，更全面、更準(zhǔn)確、更及時(shí)地掌握各監(jiān)測指標(biāo)現(xiàn)狀、動態(tài)變化和發(fā)展趨勢。利用多時(shí)相實(shí)景三維成果，動態(tài)監(jiān)測礦產(chǎn)資源的變化，結(jié)合礦產(chǎn)資源分布情況以及開采量，分析、預(yù)警礦產(chǎn)資源利用率及生態(tài)變化，為礦產(chǎn)資源管理部門提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語

隨著實(shí)景三維技術(shù)的全面推廣，將實(shí)景三維滲入各行業(yè)，可以加快各行業(yè)科學(xué)發(fā)展，促進(jìn)空間信息從二維走向三維。實(shí)景三維可以為產(chǎn)業(yè)帶來新的市場機(jī)會，作為新型基礎(chǔ)測繪的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，將推動和促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用服務(wù)升級。實(shí)景三維涉及面廣、覆蓋面全、任務(wù)量大、新探索多，自主可控、自動化、智能化技術(shù)體系的建設(shè)是需要解決的技術(shù)難題，相關(guān)部門、科研院校、事業(yè)單位與企業(yè)等要形成合力，共同為實(shí)景三維建設(shè)助力。