王履華，孫在宏，曲 欣，吳長彬

（1.南京大學地理與海洋科學學院，江蘇 南京 210093；2.南京國圖信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司，江蘇 南京 210036；3.南京師范大學地理科學學院，江蘇 南京 210097；4.江蘇省地產(chǎn)發(fā)展中心，江蘇 南京 210017）

三維地籍數(shù)據(jù)模型及時空關(guān)系研究

王履華1，2，孫在宏1，3，曲 欣4，吳長彬1，3

（1.南京大學地理與海洋科學學院，江蘇 南京 210093；2.南京國圖信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司，江蘇 南京 210036；3.南京師范大學地理科學學院，江蘇 南京 210097；4.江蘇省地產(chǎn)發(fā)展中心，江蘇 南京 210017）

研究目的：提出一種面體混合的三維地籍數(shù)據(jù)模型，并對三維地籍的變更及時空關(guān)系進行研究，為三維地籍管理提供技術(shù)方法。研究方法：在理論分析的基礎(chǔ)上，探討三維地籍數(shù)據(jù)模型的邏輯模型、物理模型、拓撲關(guān)系和時空關(guān)系設(shè)計，并進行實例驗證。研究結(jié)果：（1）面體混合的三維地籍數(shù)據(jù)模型具有邏輯明確、檢索方便、運算簡單且易于維護等特點，解決了傳統(tǒng)三維地籍數(shù)據(jù)模型在展示效率、拓撲和空間分析等方面的不足；（2）面體混合的三維地籍數(shù)據(jù)模型基于現(xiàn)有二維地籍數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行擴展，兼容性好、實現(xiàn)成本低；（3）采用二維驅(qū)動的三維地籍變更方法，并基于改進的基態(tài)修正時空數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)三維地籍產(chǎn)權(quán)體的動態(tài)更新和歷史關(guān)系管理，將三維地籍管理擴展至四維空間。研究結(jié)論：建立的三維地籍數(shù)據(jù)模型，應(yīng)用于三維地籍管理信息系統(tǒng)建設(shè)中，解決了技術(shù)瓶頸，實驗證明該技術(shù)方法可行有效。

地籍；三維地籍； 數(shù)據(jù)模型； 三維地籍產(chǎn)權(quán)體； 時態(tài)GIS； 地籍變更

隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展和城市化進程不斷加快，土地利用逐漸由地表向垂直空間發(fā)展，呈現(xiàn)立體化利用趨勢。中國《物權(quán)法》第一百三十六條規(guī)定“建設(shè)用地使用權(quán)可以在土地的地表、地上或者地下分別設(shè)立”，國土部門頒布的《節(jié)約集約利用土地規(guī)定（草案）》第十三條明確提出“國家鼓勵合理利用地上和地下空間”。目前中國實踐中普遍采用以宗地為基礎(chǔ)的二維平面地籍管理模式，對地上地下的三維權(quán)利實體和關(guān)系缺乏有效記錄。傳統(tǒng)的二維地籍以二維空間理論為基礎(chǔ)、地表權(quán)屬管理為核心，作為管理基本單元的宗地在垂直方向上權(quán)屬具有一致性[1]，所以二維地籍管理不能全面反映土地利用在三維空間上的分布狀況，難以滿足地籍產(chǎn)權(quán)明晰化管理的需求。近年來，許多國家和地區(qū)開展三維地籍相關(guān)法律、管理和技術(shù)等方面的研究[2-6]，三維地籍也成為FIG（國際測量師聯(lián)合會）近10年來年會的連續(xù)專題。

三維地籍數(shù)據(jù)模型是建立三維地籍的基礎(chǔ)，許多學者在此方面展開了大量研究。郭仁忠等提出基于共享邊的離散面片集合來自動構(gòu)建最小三維封閉體及其拓撲關(guān)系，并將該方法用于三維地籍的產(chǎn)權(quán)體構(gòu)建和拓撲建立[7]；文小岳等結(jié)合三維地籍空間實體特征，提出面向地籍的三維數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)三維圖形和宗地屬性的快速連接與可視化[8]；王林偉基于產(chǎn)權(quán)體和節(jié)點、弧段、三邊形構(gòu)建PNAT三維地籍數(shù)據(jù)模型，并利用實驗數(shù)據(jù)進行技術(shù)模擬實現(xiàn)[9]。綜上，現(xiàn)有研究大多停留在技術(shù)思路和理論探討方面，并且其模型過于復(fù)雜，不利于數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用。本文在理論分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)研究，探索一種構(gòu)建技術(shù)相對簡單的三維地籍管理模型，即采用邊界表示B-Rep（Boundary Representation）和結(jié)構(gòu)實體幾何CSG（Constructive Solid Geometry）相結(jié)合的方法，建立面體混合的三維地籍數(shù)據(jù)模型，并在此基礎(chǔ)上加入時間維的屬性，將三維地籍管理擴展至四維空間，以實現(xiàn)三維地籍產(chǎn)權(quán)體的動態(tài)更新和歷史關(guān)系管理，并對構(gòu)建模型進行實證應(yīng)用，以驗證其可操作性。

1 三維地籍數(shù)據(jù)模型

1.1 三維地籍的概念模型

在中國不動產(chǎn)統(tǒng)一登記的背景下，全國土地、房屋、草原、林地、海域等不動產(chǎn)登記職責將整合至一個部門承擔。三維地籍是對二維地籍的繼承和發(fā)展，屬于不動產(chǎn)統(tǒng)一登記框架下土地使用權(quán)的范疇，地上地下空間所有權(quán)應(yīng)該與其投影所依附的土地所有權(quán)保持一致。三維地籍的概念模型是對真實世界中三維地籍實體對象進行描述（圖1），三維地籍的研究對象為三維宗地及其界址和權(quán)屬信息，其中界址面作為區(qū)分不同權(quán)利三維實體圖形的分界面，是二維界址在三維空間的擴展。

1.2 三維地籍的基本管理單元及表達形式

傳統(tǒng)的地籍理論基于二維平面，其基本管理單位是宗地及構(gòu)成宗地的界址點和界址線。三維地籍是在地籍的概念中引入三維產(chǎn)權(quán)的含義，將一定的三維空間劃分為沒有交叉、空隙和重疊的三維權(quán)利實體[10]。三維地籍產(chǎn)權(quán)體是三維地籍管理的最小單元，可定義為以三維權(quán)屬界址組成的封閉權(quán)利實體，相當于傳統(tǒng)地籍中的宗地[11-12]，對地上和地下立體空間中三維地籍產(chǎn)權(quán)體的定界和表達是三維地籍管理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

圖1 三維地籍概念模型Fig.1 The conceptual model of 3D cadastre

結(jié)合中國城市發(fā)展實例和地籍管理需要，三維地籍產(chǎn)權(quán)體的形式可抽象為開放式宗地、半限制宗地、全限制宗地[13]，所有立體化土地利用的情形都可以用以上3類宗地及其組合來表達，通過規(guī)劃建設(shè)條件的限定（如城市設(shè)計對土地利用作高度限制），可將3種形式的三維地籍產(chǎn)權(quán)體進行統(tǒng)一。2006年上海市政府頒布了國內(nèi)首個涉及地下空間建設(shè)用地審批和權(quán)屬管理的規(guī)定《上海市城市地下空間建設(shè)用地審批和房地產(chǎn)登記試行規(guī)定》[14]，在其實施意見中對地下宗地的地籍測量和表示方法做出明確規(guī)定：結(jié)建地下工程納入平面宗地統(tǒng)一管理；對單建地下工程新設(shè)宗地，實地界定項目用地范圍、測定界址點位置，按照建設(shè)工程規(guī)劃許可證明確的地下建（構(gòu)）筑物水平投影最大占地范圍和起止深度設(shè)立土地使用權(quán)。同年，南京市對市內(nèi)某宗國有土地地下空間使用權(quán)出讓用于停車場建設(shè)，通過對地下空間使用范圍的勘測定界，基于地圖投影原理將地下空間使用權(quán)范圍紅線映射到地表，并在圖面標注“出讓地下”，以此為基礎(chǔ)進行土地登記發(fā)證[15]。2012年正式實施的廣州市地方技術(shù)規(guī)范《地下空間產(chǎn)權(quán)測繪技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定[16]，地下空間界址點根據(jù)實測內(nèi)角點坐標加外墻厚度的外推法確定，地下空間測繪成果報告書中應(yīng)明確地下空間的水平投影占地范圍、起止深度和建筑面積等，作為產(chǎn)權(quán)登記的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

根據(jù)現(xiàn)有研究和各地的實際做法，歸納形成對三維地籍產(chǎn)權(quán)體具有可操作性的定界表達方式：通過實地勘測的界址點和界址線，水平投影生成二維宗地，按起止高度對二維宗地進行垂直拉升形成三維地籍產(chǎn)權(quán)體的三維實體圖形，并創(chuàng)建三維界址點、三維界址線和三維界址面等空間圖形以及生成相應(yīng)的拓撲關(guān)系（圖2）。該方法兼容現(xiàn)有二維地籍數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，且數(shù)據(jù)獲取方便并易于管理和維護，建立的三維地籍產(chǎn)權(quán)體具有底面和頂面圖形完全相同且相互平行、側(cè)立面垂直于底面和頂面、區(qū)域封閉性等特點。

1.3 三維地籍的數(shù)據(jù)模型

現(xiàn)有空間構(gòu)?？蓺w納為基于面模型、體模型和混合模型的3大類體系[17]，其中CSG和B-Rep是常用的兩種實體建模方法。CSG方法是用基本幾何元素的布爾操作構(gòu)造復(fù)雜實體，優(yōu)點是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，生成速度快，處理方便，無冗余信息；缺點是無法存貯實體間的關(guān)系信息，無法支撐各類空間分析等。B-Rep方法通過面、環(huán)、邊、點來定義形體的位置和形狀，優(yōu)點是有較多的關(guān)于面、邊、點及其相互關(guān)系的幾何和拓撲信息，有利于以面、邊、點為基礎(chǔ)的各種幾何運算和操作，并便于進行相關(guān)空間分析；缺點在于它的核心信息是面，因而對實體本身的整體描述能力相對較差。

三維地籍數(shù)據(jù)模型的選取應(yīng)該滿足以下3個條件：模型能夠準確表達地籍產(chǎn)權(quán)體的權(quán)屬邊界，所選取的模型包含節(jié)點、弧段和面片3種拓撲元素及點、線、表面、體4種幾何對象，需要滿足可視化的表達、空間分析和計算等功能[18]。在對三維地籍管理基本單元及表達形式分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合三維地籍產(chǎn)權(quán)體的特點，本文提出一種B-Rep和CSG面體混合的三維地籍數(shù)據(jù)模型（Hybrid 3D Cadastral Data Model，H3DCDM）。H3DCDM是一種充分結(jié)合面模型、體模型各自優(yōu)勢的三維地籍數(shù)據(jù)模型，在CSG基礎(chǔ)上擴展B-Rep數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，減少了中間環(huán)節(jié)中的數(shù)學計算量，可以完整的表達物體的幾何和拓撲信息，便于三維地籍產(chǎn)權(quán)體模型的建立。

圖2 三維地籍產(chǎn)權(quán)體及其組成Fig.2 The property volume of 3D cadastre and its components

2 面體混合的三維地籍數(shù)據(jù)模型

2.1 H3DCDM的邏輯模型

圖3 H3DCDM邏輯模型Fig.3 The logical model of H3DCDM

三維地籍產(chǎn)權(quán)體是三維權(quán)屬界址組成的封閉三維權(quán)利實體，包含三維實體圖形和所對應(yīng)的權(quán)屬界址圖形兩個部分。H3DCDM邏輯模型如圖3，三維實體圖形部分用于三維地籍產(chǎn)權(quán)體的可視化，根據(jù)用地最大范圍水平投影形成的二維宗地，采用CSG方法按起止高度垂直拉升進行構(gòu)建。權(quán)屬界址是三維地籍產(chǎn)權(quán)體的核心，采用B-Rep方法，根據(jù)二維宗地創(chuàng)建三維界址點、三維界址線和三維界址面，用于表達三維地籍產(chǎn)權(quán)體之間的權(quán)屬和拓撲關(guān)系。在進行地籍調(diào)查時，界址點及界址線是由宗地相鄰雙方指界人在現(xiàn)場共同認定，具有法定效力。在三維地籍中將平面的界址點加入Z坐標，擴展形成三維界址點和三維界址線，三維界址點和三維界址線是界定三維地籍產(chǎn)權(quán)體權(quán)屬界址的重要標志。由于二維宗地之間的鄰接關(guān)系只存在共點和共線兩種情況，而在三維空間中，三維地籍產(chǎn)權(quán)體之間除共點和共線外，還存在共面的鄰接關(guān)系，在H3DCDM數(shù)據(jù)模型中引入三維界址面，用于界定相鄰三維地籍產(chǎn)權(quán)體之間的權(quán)屬關(guān)系。

2.2 H3DCDM的物理模型

物理模型是對H3DCDM在數(shù)據(jù)庫中的存儲和組織形式進行描述。如圖4，H3DCDM在物理存儲上分為二維宗地、三維界址點、三維界址線和三維界址面4個空間數(shù)據(jù)圖層以及地籍調(diào)查表、界址標示表等相關(guān)權(quán)屬屬性表，存儲三維地籍產(chǎn)權(quán)體的圖形和屬性。三維地籍產(chǎn)權(quán)體的三維實體圖形部分是通過二維宗地垂直拉升形成，在物理上只需將二維宗地的圖形存儲于宗地圖層，根據(jù)二維宗地圖形及起止高程屬性可實時構(gòu)建所需的三維實體圖形。三維界址點、線和面圖層不僅是三維地籍產(chǎn)權(quán)體權(quán)屬界址的體現(xiàn)，同時存儲了三維地籍產(chǎn)權(quán)體之間的空間拓撲關(guān)系，所以必須建立獨立的空間圖層。地籍調(diào)查表和界址標示表作為宗地圖層的子表，記載三維地籍產(chǎn)權(quán)體的權(quán)屬和界址情況，以宗地代碼為主鍵進行關(guān)聯(lián)。

2.3 H3DCDM的拓撲關(guān)系

三維地籍數(shù)據(jù)模型不僅要實現(xiàn)對三維地籍產(chǎn)權(quán)體的有效表達，也要確保三維地籍產(chǎn)權(quán)體之間空間拓撲關(guān)系的正確性，明晰的拓撲關(guān)系不僅有助于三維地籍產(chǎn)權(quán)體的精確表達，也是進行空間查詢、分析和計算的基礎(chǔ)。H3DCDM的拓撲關(guān)系主要通過三維界址點、線和面進行記載和表達，在創(chuàng)建空間對象的同時，建立點、線、面、體4類幾何要素之間的拓撲關(guān)系。三維地籍產(chǎn)權(quán)之間包含共點鄰接、共線鄰接、共面鄰接、相離等4種基本拓撲關(guān)系，任何復(fù)雜三維地籍產(chǎn)權(quán)體之間的拓撲關(guān)系，均可由以上4種基本拓撲關(guān)系組合形成。共面鄰接的三維地籍產(chǎn)權(quán)體有且僅有一個共同的三維界址面，在三維界址面屬性中設(shè)置左宗地代碼和右宗地代碼，分別記錄兩個共面鄰接地籍產(chǎn)權(quán)體的宗地代碼，若無共面鄰接拓撲關(guān)系，則右宗地代碼為空。通過三維界址面的左右宗地代碼屬性即可判斷三維實體圖形之間的拓撲關(guān)系，且兩個三維地籍產(chǎn)權(quán)體之間存在共面必共線、共線必共點的拓撲邏輯。共點和共線的鄰接關(guān)系可通過查詢宗地的界址標示表中是否存在相同的界址點號，確定三維地籍產(chǎn)權(quán)體的共點和共線拓撲關(guān)系。由于在H3DCDM中通過三維界址點、線和面管理和維護三維地籍產(chǎn)權(quán)體之間的拓撲關(guān)系，使用數(shù)據(jù)庫查詢語句即可進行拓撲關(guān)系的查詢和檢索。因此，H3DCDM在描述拓撲關(guān)系方面具有邏輯明確、檢索方便、運算簡單且易于維護等特點。

圖4 H3DCDM物理模型Fig.4 The physical model of H3DCDM

3 三維地籍時空數(shù)據(jù)模型

與普通實體一樣，地籍實體有其產(chǎn)生、發(fā)展和消亡的過程[20]。地籍數(shù)據(jù)具有極強的時效性，由于城市改造、土地交易等原因，導(dǎo)致宗地變更頻繁，對地籍數(shù)據(jù)的采集與更新管理顯得非常重要，其中還涉及歷史數(shù)據(jù)及與現(xiàn)狀關(guān)系的管理，歷史分析等時態(tài)問題[21-22]?，F(xiàn)有對地籍時態(tài)GIS的研究中，都是針對二維宗地，對三維地籍時態(tài)的研究目前處于空白狀態(tài)。筆者曾提出一種改進基態(tài)修正時空數(shù)據(jù)模型的表述方式[24]，實現(xiàn)了宗地歷史關(guān)系的有效管理。本文將該方法拓展至基于H3DCDM的三維地籍變更及歷史關(guān)系管理中，在三維地籍產(chǎn)權(quán)體變更形態(tài)分析的基礎(chǔ)上，建立一種以二維驅(qū)動的三維地籍產(chǎn)權(quán)體變更方法，解決三維地籍的變更問題。

3.1 三維地籍產(chǎn)權(quán)體的變更形態(tài)

對于二維空間對象的演變類型可歸納為：新增、合并、分割、滅失、屬性變化5種基礎(chǔ)變更類型，其他復(fù)雜變化均可由以上5種基礎(chǔ)變更類型組合而成。三維地籍產(chǎn)權(quán)體的三維實體圖形由二維宗地根據(jù)邏輯關(guān)系生成，其變更形態(tài)和二維空間對象基本一致。其中在屬性變更時只有涉及到三維地籍產(chǎn)權(quán)體起止高度變化的情況，才會引起三維實體圖形的變更。對于復(fù)雜變更情況，如三維地籍產(chǎn)權(quán)體的綜合變更，可由分割變更、屬性（改變高度）變更和新增變更組合形成。

3.2 基于二維驅(qū)動的三維地籍變更

在H3DCDM的物理模型中，三維地籍產(chǎn)權(quán)體只存儲二維宗地圖形和相關(guān)三維界址信息，三維實體圖形根據(jù)二維宗地和起止高度實時生成。通過以上三維地籍產(chǎn)權(quán)體的變更形態(tài)分析可以看出，所有基礎(chǔ)變更類型均可由二維宗地的圖形和屬性變更進行表達?；贖3DCDM的三維地籍數(shù)據(jù)模型，可建立以二維驅(qū)動的三維地籍變更方法，對二維宗地進行變更，并維護相應(yīng)三維界址點、線、面，從而實現(xiàn)三維地籍的變更。

3.3 三維地籍歷史關(guān)系管理

基態(tài)修正時空數(shù)據(jù)模型是時態(tài)GIS中應(yīng)用較多的時空數(shù)據(jù)模型之一[25-26]，能提高時態(tài)分辨率，并減少數(shù)據(jù)冗余量，但在歷史動態(tài)變化頻繁的情況下，就凸現(xiàn)出效率低下的缺點。改進基態(tài)修正時空數(shù)據(jù)模型組織方式如下：以現(xiàn)狀數(shù)據(jù)作為基態(tài)的起始狀態(tài)，每次發(fā)生變更后，對現(xiàn)狀庫進行基態(tài)修正，變化部分以增量的形式存儲到歷史庫中，并利用變更記錄表連接現(xiàn)狀庫和歷史庫，記錄和描述演變情況和變化關(guān)系。采用改進基態(tài)修正時空數(shù)據(jù)模型以現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為基態(tài)，避免復(fù)雜的時態(tài)關(guān)系計算和歷史庫操作，提高了數(shù)據(jù)的檢索效率。在H3DCDM中通過在圖層中設(shè)立建立時間和變更時間兩個時間維屬性，可擴展為兼容改進基態(tài)修正的時空三維地籍數(shù)據(jù)模型，變更時將發(fā)生變化的三維界址點、線、面存入對應(yīng)的歷史圖層，在變更記錄表中記錄變更前后要素的編號、變更時間及變更類型等信息，實現(xiàn)三維地籍產(chǎn)權(quán)體歷史關(guān)系的管理。

4 應(yīng)用實例

基于H3DCDM開發(fā)的三維地籍管理信息系統(tǒng)是對二維地籍管理系統(tǒng)的升級擴展，系統(tǒng)能夠完全兼容現(xiàn)有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過對宗地圖層屬性的擴展，并建立三維界址點、線、面的現(xiàn)狀和歷史空間圖層，設(shè)計開發(fā)針對三維地籍數(shù)據(jù)的查詢?yōu)g覽、拓撲構(gòu)建、質(zhì)量檢查、空間運算、統(tǒng)計分析、三維制圖、地籍變更及歷史關(guān)系回溯等功能，建立三維地籍管理信息系統(tǒng)。本文以采用Oracle數(shù)據(jù)庫和ArcGIS平臺的常州市地籍管理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，設(shè)立地表、地上、地下三個宗地圖層，并擴展起始高程和終止高程屬性字段。實例環(huán)境中（圖5），選擇其中一個街坊的地籍數(shù)據(jù)為例（55個地表宗地、12個地下宗地），在通常的計算環(huán)境下，動態(tài)構(gòu)建和顯示整個街坊三維地籍產(chǎn)權(quán)體三維實體圖形的速度在亞秒級。通過拓撲構(gòu)建功能可初始創(chuàng)建整個街坊宗地的三維界址點、線、面，并記錄三維地籍產(chǎn)權(quán)體之間的拓撲關(guān)系，二維宗地發(fā)生變更時，動態(tài)局部更新所涉及的三維界址點、線、面圖形和相關(guān)拓撲記錄，從而實現(xiàn)三維地籍數(shù)據(jù)的高效顯示，以及拓撲關(guān)系的快速檢索和維護。

圖5 三維地籍管理信息系統(tǒng)實例Fig.5 The example for 3D cadaster management information system

5 結(jié)語

通過分析三維地籍管理的概念模型、基本單元及表達形式，結(jié)合現(xiàn)有三維地籍數(shù)據(jù)模型研究，提出面體混合的三維地籍數(shù)據(jù)模型H3DCDM，采用該模型對三維地籍產(chǎn)權(quán)體進行存儲和管理，解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型在展示效率、拓撲關(guān)系和空間分析等方面的不足。在H3DCDM中擴展時間維屬性，采用二維驅(qū)動的三維地籍產(chǎn)權(quán)體變更方法，實現(xiàn)三維地籍產(chǎn)權(quán)體的動態(tài)更新和歷史關(guān)系管理。實踐證明，基于H3DCDM建立的三維地籍管理實例系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)管理、拓撲構(gòu)建、空間查詢、數(shù)據(jù)更新、歷史回溯等方面具有明顯優(yōu)勢，為當前三維地籍管理提供了有效的技術(shù)方法，并為建立以土地為核心的不動產(chǎn)統(tǒng)一登記中其他類型空間權(quán)利的數(shù)據(jù)管理奠定了基礎(chǔ)。

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（本文責編：郎海鷗）

Study on the Data Model and Spatio-Temporal Relation of 3D Cadastre

WANG Lv-hua1,2, SUN Zai-hong1,3, QU Xin4, WU Chang-bin1,3
（1. School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China; 2. Nanjing GUOTU Information Industry Co., Ltd., Nanjing 210036, China; 3. School of Geography Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China; 4. Real Estate Development Center of Jiangsu Province, Nanjing 210017, China）

The purpose of this paper is to propose a hybrid 3D cadastral data model （H3DCDM） and study on its spatiotemporal relation so as to provide technique method for 3D cadastral management. On the basis of theoretical analysis, combined with relevant research results, the paper discusses the logical model, physical model, topological and spatiotemporal relation designs of H3DCDM, and the example is verified. The results indicate that 1） H3DCDM with clear logic is easy to retrieve and maintain. Those advantages can solve problems of traditional 3D cadastral data model, such as the difficulties of data display, topological and spatial analysis; 2） H3DCDM is based on the existing 2D cadastral data structure. Therefore, it has good compatibility and low cost; 3） the method of 3D cadastral alternation which driven by 2D is adopted to realize dynamic update. Moreover, the improved spatial-temporal data model of base state with amendmentsis applied to manage the historical relation for property volumes of 3D cadaster. It is concluded that this solution breaks the bottleneck in the information system of 3D cadastral management, which is proved to be practical and effective.

cadastre; 3D cadastre; data model; property volumes of 3D cadaster; TGIS; cadastral alternation

P273

A

1001-8158（2014）07-0039-07

2013-12-17

2014-02-08

國家自然科學基金資助項目(41471318,41101350)。

王履華（1981-），男，江蘇鹽城人，博士。主要研究方向為時態(tài)GIS及地理信息應(yīng)用工程技術(shù)研究。E-mail:wanglvhua@sina.com

吳長彬（1977-），男，福建莆田人，博士，副教授。主要研究方向為GIS與時空數(shù)據(jù)模型。E-mail:changbin_wu@263.net