徐翔 孫云 凌達

摘要：本文以不動產(chǎn)登記工作對三維GIS的需求為出發(fā)點，對不動產(chǎn)空間數(shù)據(jù)二三維一體化構建原理及方法進行闡述，分析不動產(chǎn)空間數(shù)據(jù)二三維一體化統(tǒng)一存儲與可視化表涉及的關鍵技術，為實現(xiàn)二三維統(tǒng)一存儲管理和三維場景無插件場景展示提供依據(jù)，為不動產(chǎn)統(tǒng)一登記發(fā)證和權屬管理提供技術支撐。

關鍵詞：二三維一體化;GIS;不動產(chǎn);空間數(shù)據(jù);

0 引言

不動產(chǎn)登記制度是國家機構改革以及政府職能轉變中一項重大改革任務，權籍調(diào)查作為不動產(chǎn)登記的前提，是服務和支撐不動產(chǎn)登記工作的核心。2015年3月，《國土資源部關于做好不動產(chǎn)權籍調(diào)查工作的通知》明確各地應結合實際，建立不動產(chǎn)權籍調(diào)查管理系統(tǒng)，滿足對不動產(chǎn)權籍調(diào)查中圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和檔案等成果的一體化存儲與管理，為不動產(chǎn)權籍調(diào)查的有序開展提供科學支撐。

由于不動產(chǎn)登記數(shù)量大、歷史關系復雜、來源多，且不動產(chǎn)權籍調(diào)查基礎地理信息數(shù)據(jù)多為矢量數(shù)據(jù)（點狀、線狀及面狀數(shù)據(jù)），隨著不動產(chǎn)管理工作需求的不斷提高，二維管理模式難以解決現(xiàn)有不動產(chǎn)登記信息定位難，房屋二維矢量圖形不完整等問題，無法精細化表達不動產(chǎn)垂直方向上的分層結構[1]。針對以上問題，國內(nèi)外眾多研究人員提出不同場景和應用方向上的三維GIS解決方案[2-4]，將高程數(shù)據(jù)與柵格紋理的疊加，能更加直觀、形象的反應不動產(chǎn)及周邊地物情況，滿足復雜空間權利的不動產(chǎn)權籍管理，為不動產(chǎn)登記三維表達提供新思路。

1 二三維數(shù)據(jù)構建

不動產(chǎn)三維模型的構建包括基于二維矢量數(shù)據(jù)集進行不動產(chǎn)產(chǎn)權三維重建以及通過無人機傾斜攝影構建的實景三維模型。

1.1 不動產(chǎn)產(chǎn)權三維模型構建

不動產(chǎn)產(chǎn)權三維模型的構建需要結合目前主流的GIS產(chǎn)商（如ArcGIS、MapGIS平臺）提供的3D建筑物創(chuàng)建工具。構建流程為：首先，以不動產(chǎn)自然幢空間要素為參考，根據(jù)不動產(chǎn)分層分戶數(shù)據(jù)，對層要素、戶要素集進行匹配，將樓層要素疊加生成二維矢量數(shù)據(jù)集;其次，通過二維數(shù)據(jù)集關聯(lián)不動產(chǎn)統(tǒng)一登記成果中的自然幢要素、宗地素和分層分戶要素生成房屋輪廓面，依據(jù)房屋實際的高程信息伸輪廓面，將二維數(shù)據(jù)集拉伸成具有多層次結構的三維白模;再次，根據(jù)建筑物實景圖片獲取建筑物的對應的紋理及特征信息，進行模型的貼圖。最后，以不動產(chǎn)單元號為關聯(lián)字段，將房屋三維模型與不動產(chǎn)登記權屬信息進行關聯(lián)，完成基于二維矢量數(shù)構建不動產(chǎn)產(chǎn)權三維數(shù)據(jù)。

1.2 三維實景模型構建

通過無人機傾斜攝影數(shù)據(jù)的采集來構建三維實景模型。首先，通過無人機獲取傾斜攝影數(shù)據(jù)，基于傾斜影像的空中三角測量技術獲取DLG數(shù)據(jù)以及范圍高程數(shù)據(jù);其次，根據(jù)DLG進行房屋三維白膜的批量拉伸;最后，對傾斜模型進行屬性關聯(lián)、質(zhì)量檢查，完成大場景實景三維模型的構建。

2 二三維一體化數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲

對不動產(chǎn)登記成果數(shù)據(jù)建立統(tǒng)一標準，即將不動產(chǎn)成果數(shù)據(jù)按照要素類型分成多個數(shù)據(jù)集進行存儲和管理。在數(shù)據(jù)集的基礎上，通過制定規(guī)則，進行合理分層（將圖幅按照要素類型分成不同的圖層）和適當分區(qū)（即將多個圖幅相應圖層的數(shù)據(jù)分塊）來提高對海量不動產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲、查詢和管理，數(shù)據(jù)存儲以對象-關系型數(shù)據(jù)庫保存系統(tǒng)工作過程中產(chǎn)生的海量空間數(shù)據(jù)。

對于矢量數(shù)據(jù)，按照類型可將點數(shù)據(jù)、線數(shù)據(jù)和面數(shù)據(jù)統(tǒng)一通過 ArcSDE 存放在 Oracle 中，數(shù)據(jù)表之間通過不動產(chǎn)單元號進行邏輯關聯(lián)。

對于柵格數(shù)據(jù)，主要包括影像數(shù)據(jù)、紋理數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)，在存儲時進行分塊處理，有效地減少數(shù)據(jù)的傳輸速度和效率。

對于不動產(chǎn)三維數(shù)據(jù)，在進行二三維一體化數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲設計時，需將不同類型的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一。對于不動產(chǎn)產(chǎn)權三維模型數(shù)據(jù)的存儲，可以直接在二維數(shù)據(jù)原有屬性外，增加分層分戶空間數(shù)據(jù)和房屋三維模型單體單元的層高、高程、紋理等信息內(nèi)容，便于簡化存儲空間。而對于三維實景模型數(shù)據(jù)則采用通用的空間數(shù)據(jù)存儲格式（如.GDB格式），通過與不動產(chǎn)登記權屬信息的關聯(lián)，實現(xiàn)二三維一體化數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲和同步編輯。

3 二三維一體化不動產(chǎn)數(shù)據(jù)表達

3.1 二三維一體化不動產(chǎn)數(shù)據(jù)表達思想

由于不動產(chǎn)基礎數(shù)據(jù)、權籍數(shù)據(jù)空間尺度的不同，不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)的表達可以歸結為大尺度數(shù)據(jù)表達和小尺度數(shù)據(jù)表達。大尺度數(shù)據(jù)包括不動產(chǎn)權籍數(shù)據(jù)和三維傾斜攝影數(shù)據(jù)，通過權籍調(diào)查數(shù)據(jù)與三維傾斜攝影數(shù)據(jù)的關聯(lián)，宏觀地展示房屋的空間位置和周邊地形地貌。小尺度數(shù)據(jù)主要是不動產(chǎn)產(chǎn)權三維數(shù)據(jù)，基于房屋分層分戶圖，用于展示房屋結構和權屬范圍。

二三維一體化不動產(chǎn)數(shù)據(jù)表達的核心思想即在宏觀范圍內(nèi)大尺度展示房屋及周邊地物三維信息，通過點擊任意位置房屋傾斜攝影模型，即可轉入到不動產(chǎn)產(chǎn)權三維數(shù)據(jù)，小尺度精細的展示不動產(chǎn)權屬信息及范圍權利登記狀況，以此實現(xiàn)不同尺度場景切換及展示。

3.2 二三維一體化顯示一體化

目前，二維 GIS表達主要是通過GDI對矢量數(shù)據(jù)進行繪制，而三維 GIS 則采用三維渲染引擎技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化表達。

為保證二三維聯(lián)動聯(lián)動顯示的效率，本研究采用 OGRE 渲染引擎統(tǒng)一渲染的方法，當用戶點擊傾斜攝影模型時，直接通過三維引擎進行正交投影切換到小尺度地理場景，當用戶進行模型操作時，可通過屏幕坐標和模型元數(shù)據(jù)進行投影變換，從而實現(xiàn)二、三維數(shù)據(jù)一體化顯示，進一步提高聯(lián)動的顯示效率。

3.3二三維一體化數(shù)據(jù)一體化

本研究以數(shù)據(jù)驅動的方式來實現(xiàn)二、三維數(shù)據(jù)的一體化聯(lián)動顯示。即當對二維視圖的數(shù)據(jù)進行編輯時，更新過的數(shù)據(jù)以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式存放于數(shù)據(jù)庫中，通過標識碼的匹配對數(shù)據(jù)庫中的源文件進行覆蓋，完成數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)編輯更新，二、三維數(shù)據(jù)通過渲染引擎，經(jīng)過投影變換更新三維場景的數(shù)據(jù)并顯示，以此實現(xiàn)二三維數(shù)據(jù)的一體化顯示。

聯(lián)動過程中，可以通過分級設置二、三維場景的刷新率，二維場景的刷新率主要以滿足最低需求，同時略高于最低需求為準。在更新過程中，只更新變化的區(qū)域（如更改模型的顏色，只需要更新顏色對應的數(shù)值而不需要修改地物符號），以此節(jié)約資源用于三維場景的繪制，從而提高二、三維一體化渲染整體顯示效率。

4 結語

本文以不動產(chǎn)登記工作對三維數(shù)據(jù)的需求為出發(fā)點，論述了二三維一體化數(shù)據(jù)的構建，研究二三維一體化數(shù)據(jù)存儲、顯示以及二三維一體化數(shù)據(jù)一體化的技術方法，為長期以來由二三維數(shù)據(jù)資源整合難、數(shù)據(jù)難以實現(xiàn)一體化存儲等各種問題提供了一種解決思路，為不動產(chǎn)領域提供了一項新的探索。

參考文獻

[1]袁靜.二三維一體化不動產(chǎn)管理平臺設計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代測繪，2021，44（1）：60-64.

[2]朱慶.三維GIS及其在智慧城市中的應用[J].地球信息科報，2014，16（2）：151-157.

[3]張賜，吳健平.基于AE的校園房產(chǎn)三維GIS系統(tǒng)開發(fā)與研究[J].計算機技術與發(fā)展，2011，21（2）：215-218.

[4]羅新茂，柯新利，婁四平，等.基于Super Map GIS的高校三維可視化房產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].湖北科技學院學報，2009，29（3）：121-123.

[5]黎慧斌.不動產(chǎn)登記成果二三維一體化應用關鍵技術研究[J].測繪與空間地理信息，2019：188-189.

作者簡介：徐翔（1986-），男，云南，工程師，2002年畢業(yè)于昆明理工大學，主要從事與測繪地理信息、軟件系統(tǒng)研發(fā)相關的工作。