二三維一體化不動(dòng)產(chǎn)管理平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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(dāng)前，國內(nèi)開展不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作大多數(shù)是基于二維的矢量、影像等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。隨著城市的不斷發(fā)展，不動(dòng)產(chǎn)在空間垂直方向上的利用日趨多元化，權(quán)屬空間分布日益復(fù)雜，三維立體空間屬性越發(fā)凸顯。三維建模研究綜合了地理信息系統(tǒng)、攝影測量學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理和虛擬現(xiàn)實(shí)多個(gè)學(xué)科，是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[1-2]。由于社會(huì)制度的差異，國內(nèi)外在房地不動(dòng)產(chǎn)法律體系上存在較大差異，所提出的房地不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)模型也存在明顯區(qū)別，西方學(xué)者提出的不動(dòng)產(chǎn)模型大多以地籍為核心展開。

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加速，對城市三維空間的分層立體應(yīng)用日益多樣化，如何表達(dá)不動(dòng)產(chǎn)的三維空間特性和產(chǎn)權(quán)的立體特性，建立房產(chǎn)與地籍一體化的三維數(shù)據(jù)模型已成為目前國家管理、學(xué)術(shù)研究中的重要內(nèi)容，是我國也是全世界城市化進(jìn)程中一個(gè)迫切需要解決的問題[3-5]。立足現(xiàn)狀,思考未來,在新的機(jī)構(gòu)組織下如何進(jìn)行信息化建設(shè)才能滿足新形勢下發(fā)展的需要,具體來說,業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)與平臺如何深度融合從而實(shí)現(xiàn)自然資源系統(tǒng)業(yè)務(wù)體系的全面、綜合性信息化支持,這是當(dāng)前亟需解決的問題[6]。近年，宜興市正在建設(shè)與自然資源管理工作相適應(yīng)的、統(tǒng)一融合的自然資源信息化框架體系，包括智慧宜興時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)、宜興市不動(dòng)產(chǎn)登記平臺、自然資源規(guī)劃一體化平臺等以統(tǒng)一平臺為支撐的、貫穿重要信息系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了自然資源業(yè)務(wù)的信息化管理，明顯提升部門間數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同和社會(huì)化服務(wù)水平。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

分層架構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)清晰，開發(fā)簡便；系統(tǒng)具有柔性化，能整合異構(gòu)系統(tǒng)，輕松實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的信息交換[7]。二三維一體化不動(dòng)產(chǎn)信息管理平臺基于分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括：基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源層、支撐層、服務(wù)層、表現(xiàn)層以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和安全保障體系(圖1)。

分布式系統(tǒng)具有快速訪問、多用戶使用的優(yōu)點(diǎn)[8],以分布式地理框架數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)化三維地理信息服務(wù)為表現(xiàn)形式，以政務(wù)網(wǎng)絡(luò)為依托，構(gòu)建面向服務(wù)的二三維一體化不動(dòng)產(chǎn)信息管理平臺體系架構(gòu)，建設(shè)分布式二三維一體化不動(dòng)產(chǎn)信息共享與服務(wù)環(huán)境，發(fā)布面向政府部門的地理信息協(xié)同服務(wù)。

圖1 二三維一體化不動(dòng)產(chǎn)信息管理平臺總體架構(gòu)

1.2 技術(shù)路線設(shè)計(jì)

按照國家自然資源登記單元?jiǎng)澏ǚ椒?，登記單元的?shí)質(zhì)是一個(gè)登記區(qū)域的概念，在這個(gè)登記單元(或區(qū)域)內(nèi)可能存在多種自然資源類型，也可能存在不同的權(quán)屬類型。因此，先確定登記單元(或區(qū)域)的代碼，在登記單元(或區(qū)域)內(nèi)再確定各自然資源或土地的權(quán)屬比較符合現(xiàn)狀，也能解決現(xiàn)實(shí)中自然資源存在的資源類型和權(quán)屬類型的多樣性問題[9]。通過“一碼+”不動(dòng)產(chǎn)全生命周期管理，在自然資源和規(guī)劃部門形成宗地入庫、用地預(yù)審、土地供應(yīng)、工程建設(shè)規(guī)劃許可、竣工驗(yàn)收、不動(dòng)產(chǎn)登記等業(yè)務(wù)流程中不動(dòng)產(chǎn)登記單元碼的生成、融合，推進(jìn)自然資源治理體系和治理能力現(xiàn)代化和智能化；基于自然資源和規(guī)劃部門以及其他部門的專網(wǎng)專線連接，實(shí)現(xiàn)不動(dòng)產(chǎn)登記業(yè)務(wù)與其他部門的實(shí)時(shí)互聯(lián)互通，推進(jìn)“一碼+”跨部門合作；探索“一碼便民”，實(shí)現(xiàn)集中聯(lián)動(dòng)辦理，切實(shí)方便企業(yè)群眾，推進(jìn)政務(wù)服務(wù)改革創(chuàng)新。通過對建筑三維模型、實(shí)景三維模型、產(chǎn)權(quán)三維模型和區(qū)域三維場景的搭建，實(shí)現(xiàn)三維地籍庫管理，在此基礎(chǔ)上，開展二三維一體化不動(dòng)產(chǎn)信息管理平臺建設(shè)，技術(shù)路線如圖2所示。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 “一碼+”自然資源管理

“一碼+”自然資源管理將利用現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，涉及已有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括自然資源和規(guī)劃一體化平臺、不動(dòng)產(chǎn)登記平臺和自然資源和規(guī)劃數(shù)據(jù)中心。業(yè)務(wù)流程主要包括宗地入庫、用地預(yù)審、土地供應(yīng)、工程建設(shè)規(guī)劃許可、竣工驗(yàn)收、不動(dòng)產(chǎn)登記流程(圖3)。具體為：① 宗地入庫：生成不動(dòng)產(chǎn)單元宗地代碼，出宗地圖；② 用地預(yù)審：沿用不動(dòng)產(chǎn)單元宗地代碼；③ 土地供應(yīng)：供地庫沿用不動(dòng)產(chǎn)單元宗地庫代碼；④ 工程建設(shè)規(guī)劃許可：規(guī)劃許可庫沿用不動(dòng)產(chǎn)單元宗地代碼，預(yù)編不動(dòng)產(chǎn)單元房屋代碼；⑤ 竣工驗(yàn)收：竣工庫沿用不動(dòng)產(chǎn)單元宗地代碼，沿用/變更不動(dòng)產(chǎn)單元房屋代碼；⑥ 不動(dòng)產(chǎn)登記：登記庫沿用不動(dòng)產(chǎn)單元宗地和房屋代碼。

圖2 “一碼+”不動(dòng)產(chǎn)全生命周期管理技術(shù)路線

圖3 “一碼+”自然資源管理技術(shù)流程圖

2.2 三維地籍建設(shè)

2.2.1 區(qū)域三維場景建設(shè)

收集已有的機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)、高分辨率航空航天影像成果，進(jìn)行數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)預(yù)處理，形成可以滿足地籍區(qū)、地籍子區(qū)三維表達(dá)的基礎(chǔ)大場景。

2.2.2 產(chǎn)權(quán)三維模型建設(shè)

(1)宗地產(chǎn)權(quán)三維模型

以規(guī)劃和用地審批確定的宗地使用權(quán)地表、地上、地下空間范圍為基準(zhǔn)，采用三維界址點(diǎn)、界址線、界址面所圍合的宗地空間范圍，構(gòu)建宗地產(chǎn)權(quán)三維模型。

(2)房屋產(chǎn)權(quán)三維模型

以房屋分層分戶圖為基礎(chǔ)，按照當(dāng)?shù)胤慨a(chǎn)測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用按樓層高度拉高建模的方法，以幢-層-戶為單位構(gòu)建房屋產(chǎn)權(quán)三維模型。

2.2.3 實(shí)景三維建設(shè)

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

(2)利用DLG數(shù)據(jù)，根據(jù)制定的規(guī)則，進(jìn)行房屋等地物的三維建筑物體塊模型(白模)批量拉伸構(gòu)建。

(3)采用大型多旋翼或固定翼無人機(jī)攜帶5鏡頭傾斜相機(jī)對測區(qū)內(nèi)房屋目標(biāo)實(shí)施低空傾斜攝影覆蓋；采用小型多旋翼無人機(jī)攜帶可變姿單鏡頭相機(jī)對測區(qū)內(nèi)漏洞區(qū)域?qū)嵤┚植扛采w或環(huán)拍，獲取房屋的紋理信息。

(4)對無人機(jī)獲取的低空傾斜攝影數(shù)據(jù)，利用已有常規(guī)航空攝影測量空三成果在立體環(huán)境下采集的像片控制點(diǎn)，進(jìn)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(guān)系。

(5)對已構(gòu)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(shù)據(jù)及其空三成果，利用相關(guān)軟件進(jìn)行自動(dòng)化批量紋理映射，局部漏洞區(qū)域可采用人工處理的方式進(jìn)行紋理映射。

2.2.4 建筑三維模型建設(shè)

基于建筑施竣工CAD數(shù)據(jù)的建筑物三維建模主要包括：原始CAD圖紙審核、建筑物構(gòu)件識別、建筑構(gòu)件信息提取、建筑構(gòu)件三維建模、建筑空間提取與建模、關(guān)系重構(gòu)和成果導(dǎo)出模塊。

2.3 三維地籍空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)

三維地籍空間數(shù)據(jù)庫是使用建筑三維建模模塊，將二維房產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一輸出模型數(shù)據(jù)，入庫統(tǒng)一管理；同時(shí)實(shí)現(xiàn)二維不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍?dāng)?shù)據(jù)成果庫與三維地籍空間數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新，保持?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)性與一致性；同時(shí)三維地籍空間數(shù)據(jù)庫可隨時(shí)為二三維一體化不動(dòng)產(chǎn)信息管理平臺提供數(shù)據(jù)支撐。

在數(shù)據(jù)庫內(nèi)容上，三維地籍空間數(shù)據(jù)庫分為區(qū)域三維場景庫、產(chǎn)權(quán)三維庫、實(shí)景三維模型庫建筑三維模型庫。

(1)區(qū)域三維場景庫

利用收集已有的機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)、高分辨率航空航天影像、傾斜攝影測量成果等，進(jìn)行數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)預(yù)處理，形成可以滿足地籍區(qū)、地籍子區(qū)的三維表達(dá)場景數(shù)據(jù)。

(2)產(chǎn)權(quán)三維模型庫

基于宗地?cái)?shù)據(jù)和房屋分層分戶圖構(gòu)建宗地產(chǎn)權(quán)、房屋產(chǎn)權(quán)三維模型，能夠和建筑模型進(jìn)行疊加。

(3)實(shí)景三維模型庫

利用傾斜攝影數(shù)據(jù)和DLG特征線成果，生成大場景單體建筑模型。部分區(qū)域利用傾斜模型進(jìn)行覆蓋和更新，形成能夠覆蓋試點(diǎn)區(qū)域的實(shí)景三維模型。

(4)建筑三維模型庫

通過竣工驗(yàn)收圖，對小區(qū)、房屋、構(gòu)筑物等構(gòu)建建筑三維模型，該模型用于對建筑實(shí)體進(jìn)行精細(xì)化展示。

2.4 “一碼+”與三維地籍融合應(yīng)用

宜興不動(dòng)產(chǎn)登記中心與當(dāng)?shù)胤ㄔ骸z察院、銀行、稅務(wù)等部門機(jī)關(guān)實(shí)現(xiàn)了專網(wǎng)專線連接，實(shí)現(xiàn)了不動(dòng)產(chǎn)登記業(yè)務(wù)與其他部門的實(shí)時(shí)互聯(lián)互通，通過“一碼+”的業(yè)務(wù)模式加強(qiáng)與公安、住建等相關(guān)業(yè)務(wù)的合作，實(shí)現(xiàn)集中聯(lián)動(dòng)辦理，切實(shí)方便企業(yè)群眾，推進(jìn)政務(wù)服務(wù)改革創(chuàng)新。

二三維一體化不動(dòng)產(chǎn)信息管理平臺以接口模式對外提供服務(wù)，方便法院網(wǎng)上查詢辦理查解封業(yè)務(wù)、銀行辦理抵押解押業(yè)務(wù)、稅務(wù)機(jī)關(guān)辦理契稅等相關(guān)業(yè)務(wù)等等。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

構(gòu)建一套展現(xiàn)和集成三維地籍模型的三維地籍信息系統(tǒng)。系統(tǒng)分為四大子系統(tǒng)：三維展現(xiàn)子系統(tǒng)、三維服務(wù)子系統(tǒng)、門戶網(wǎng)站子系統(tǒng)、運(yùn)維管理子系統(tǒng)。

3.1 三維展現(xiàn)子系統(tǒng)

具有三維地籍實(shí)景模型(實(shí)體模型+場景模型)可視化、三維產(chǎn)權(quán)模型可視化以及專題三維數(shù)據(jù)展現(xiàn)的能力，通過系統(tǒng)提供各類三維數(shù)據(jù)資源服務(wù)，提供查詢定位、二三維數(shù)據(jù)疊加、三維分析等基礎(chǔ)功能(圖4)。

圖4 三維展現(xiàn)子系統(tǒng)

(1)多視角瀏覽

平臺支持飛機(jī)路徑、場景漫游、環(huán)繞瀏覽、視點(diǎn)管理、雙屏對比等多視角瀏覽。

(2)三維數(shù)據(jù)展示查詢

提供基礎(chǔ)的查詢功能，能夠進(jìn)行屬性查詢、關(guān)鍵字查詢、幾何查詢等，和地名地址庫結(jié)合能夠進(jìn)行坐標(biāo)定位和坐標(biāo)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(guān)戶室的產(chǎn)權(quán)模型進(jìn)行查看，對于每一產(chǎn)權(quán)實(shí)體能夠查看其詳細(xì)的建筑模型，并將業(yè)務(wù)信息與模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

(3)三維數(shù)據(jù)分析

基于實(shí)景數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查看、歷史對比分析。根據(jù)選擇視點(diǎn)的不同進(jìn)行三維通視分析、三維可視域分析。針對實(shí)景模型的某一部分，可以進(jìn)行模型壓平分析、剖切分挖填方分析等。結(jié)合地形數(shù)據(jù)，進(jìn)行內(nèi)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(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行日照分析、室內(nèi)光照分析、火災(zāi)應(yīng)急分析等，擴(kuò)展三維模型應(yīng)用場景。

(4)地上地下三維可視化

平臺實(shí)現(xiàn)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(chǔ)量算功能，能夠進(jìn)行長度、面積、體積的測算。可以方便進(jìn)行水平距離、垂直距離、空間距離、空間面積等類型的測量計(jì)算。

提供標(biāo)繪功能，包括動(dòng)態(tài)特效、二維對象繪制、二維對象處理、二維對象導(dǎo)入導(dǎo)出、幾何對象繪制、三維對象添加、三維導(dǎo)入導(dǎo)出、標(biāo)繪等。

3.2 三維服務(wù)子系統(tǒng)

在API和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)服務(wù)2個(gè)層面提供三維信息服務(wù)。提供的二次開發(fā)所需的調(diào)用接口說明包括API方法清單、調(diào)用方式、詳細(xì)參數(shù)、使用示例等內(nèi)容，并以Web服務(wù)的方式對外提供三維數(shù)據(jù)服務(wù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的分離。

3.3 門戶網(wǎng)站子系統(tǒng)

通過門戶網(wǎng)站能給用戶了解三維數(shù)據(jù)資源的概括情況，包括平臺內(nèi)各類地籍模型數(shù)據(jù)資源的類型、數(shù)量等目錄信息，還包括系統(tǒng)相關(guān)的公告、更新動(dòng)態(tài)、資源統(tǒng)計(jì)、應(yīng)用案例以及使用幫助等信息。

3.4 運(yùn)維管理子系統(tǒng)

運(yùn)行維護(hù)子系統(tǒng)將所有與系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一管理，對系統(tǒng)的服務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對各系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵信息進(jìn)行記錄，從而保證系統(tǒng)的可用性、穩(wěn)定性。運(yùn)維管理子系統(tǒng)主要包括資源目錄管理、服務(wù)管理和監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)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(yùn)維管理子系統(tǒng)

4 結(jié) 語

“一碼+”三維地籍建設(shè)以“一碼”(不動(dòng)產(chǎn)單元代碼)為引線，以“一碼管地、一碼共享、一碼融合”為目標(biāo)，通過不動(dòng)產(chǎn)地籍調(diào)查的提前介入，實(shí)現(xiàn)“一碼”的生成與溯源管理，構(gòu)建完善的“一碼+”自然資源數(shù)據(jù)體系；開展試點(diǎn)區(qū)域面向房地一體化不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍三維快速建模，實(shí)現(xiàn)三維地籍?dāng)?shù)據(jù)快速生產(chǎn)、智能化管理，打造二三維一體化不動(dòng)產(chǎn)管理平臺，推動(dòng)不動(dòng)產(chǎn)立體化管理的全方位升級；同時(shí)，開展以三維地籍拓展“一碼”應(yīng)用，推動(dòng)自然資源和規(guī)劃部門內(nèi)部以及對外與有關(guān)部門信息高效共享、業(yè)務(wù)協(xié)同聯(lián)動(dòng)，進(jìn)一步深化三維不動(dòng)產(chǎn)管理的多維應(yīng)用，切實(shí)服務(wù)于三維不動(dòng)產(chǎn)治理模式的創(chuàng)新化、重要決策的科學(xué)化以及服務(wù)便民的高效化。