房产测绘三维场景数据网络发布关键技术研究

崔洪　叶小飞

摘要：本文基于笔者多年从事房产测绘的相关工作经验，有感于WebGIS的快速发展，提出了一系列基于WebGIS房产测绘信息三维可视化的关键技术解决策略，论文首先分析了基于WebGIS的房产测绘信息化的概念，而后探讨了与之相关的关键技术，进而梳理了国内外房产测绘系统存在的问题，最后笔者凝练了需要研究的四个关键技术方向，全文是笔者长期在房产测绘实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：WebGIS房产测绘三维信息化

中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0044-02

在我国，房地产业已经成为国民经济的支柱产业，对经济的发展和经济结构的调整都发挥着越来越重要的作用。而房地产管理中一项重要的基础性、服务性工作—— 房地产测绘，为房地产开发、经营以及交易提供基本的信息服务。因此，在信息化的背景下，依托新的信息技术发展和完善房地产测绘信息管理系统，是房地产测绘信息化建设的重要内容，也是房地产测绘信息管理的现实需要。

1概述

1.1 房产测绘信息及其特点

地理景观对象从空间认知上可以分为两大类：一类是以场为基础的对象，如地形、土壤种类分布等，这类对象在空间上连续分布；另一类是以离散实体为特性的对象，如房屋、树等，这类对象以独立的个体而存在。房产测绘信息包括房屋及附属建筑物、各类界线（房产界线、境界线）、各类房产要素相关点（控制点、界址点、境界点）、交通要素（公路、铁路等）、水体要素、绿化用地、其它要素等。但其中主要和最重要的组成部分无疑是房产建筑物。房产建筑物边界清晰、功能完整属于离散实体的范畴。故而，房产测绘信息的主体信息—— 房产建筑物应该属于离散实体的范畴。房屋的特性除了离散性外，还有一大特点就是大多比较规则且具有相似性，尤其是大多数小区中的房屋形状、样式、外观基本相同。

1.2 基于WebGIS的房产测绘信息三维可视化的概念

可视化（Visualization）是指在人脑中形成对事物、现象的心像，是一个心理处理过程，促使对事物的观察力及建立概念等。三维可视化，是指运用计算机图形学和图像处理技术，将数据和运算结果转换为三维图形，并在屏幕上显示出来等一系列进行交互处理的理论、方法和技术。房产测绘信息三维可视化是三维可视化技术在房产测绘领域的具体应用。房产测绘信息二维可视化是指利用计算机图形学、可视化技术、虚拟现实技术等以三维可视的形式表达房产测绘信息。房产测绘信息三维可视化应遵循着突出房产要素，淡化其他要素的原则进行。因此，房产测绘信息三维可视化研究的重点应放在房产测绘信息的主体部分—— 房产建筑物的三维可视化上。基于WebGIS的房产测绘信息三维可视化是指在WebGIS的环境下实现房产测绘信息的三维可视化。也就是说，用户可以通过Internet实时查看自己关心区域的房产测绘三维场景。其核心问题是如何在WebGIS环境下实现房产测绘信息区域三维场景的实时构建。

2相关技术研究

2.1 GIS技术

地理信息系统（Geographic Information System简称GIS）是管理和研究空间数据的技术系统，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

2.2 可视化技术

可视化（Visualization）是20世纪80年代后期由美国科学家提出并发展起来的一门新兴边缘技术。所谓可视化，就是对人脑印象构造过程的一种仿真，以支持用户的判断和理解，具体的说，它将科学计算过程中及计算结果所产生的数据转换为图形或图像信息。并可进行交互式分析。可视化技术成为信息爆炸时代人类分析和驾驭信息的有力工具。

2.3 虚拟现实技术

虚拟现实技术（VR）是当前计算机图形学的热点，首先应用在军事和航空领域，在技术产业化后，才被广泛应用到各个领域。虚拟现实技术的发展速度可以与电脑技术的发展速度相比拟。虚拟现实技术是三维可视化的主要应用技术，也将可能成为GIS三维可视化的核心。

3技术难点研究

3.1 房产测绘信息三维场景WebGIS上实时构建难以实现

近年来，国内外关于地理信息可视化的研究主要集中在数字地面模型（DTM）和城区景观可视化的研究上。这方面的研究现在已取得了很多成果。诸如用数字形态学、分形学、小波理论等新兴理论和方法对三维建模和数据结构的改进和优化。

在二维场景的动态构建领域，有些研究仅实现了地形景观的动态构造，对于二维建筑物景观的实时构建则难以取得满意的效果，在WebGIS上实时构建则存在更多的问题，不光是要考虑二维景观的视觉效果，还要考虑三维景观的数据量及生成效率等。目前，二维建筑物景观的实时构建方面主要有以下技术。

（1）有学者引入了数字表面模型（DSM）进行了二维建模。但DSM方法更适用于连续（场）的二维模型的构建，在对离散实体的三维建模方面较欠缺。而且构建方法复杂，二维视觉效果一般。（2）有学者提出有CSG（几何构造体）要素或其他组合来表达城市建筑物。但CSG要素只能表达外形相对规则的建筑物，难以表达外形复杂的建筑物。更为主要的是，此方法采用的栅格的三维数据结构，构造成的三维景观数据最巨大，不适于WebGIS环境的要求。（3）有学者提出手工构建单个小区域三维景观，组成区域三维景观库，再将这些景观进行组合在WebGIS上生成用户关心的任意区域的三维场景。此方法不失为WebGIS环境下三维建筑物景观动态构建的一种有效的方法。

综上所述，房产测绘信息三维场景的WebGIS下自动构建还存在很多急待解决的难点问题。

3.2 传统枝术下房产测绘信息三维成果发布困难

目前广为采用的可视化包括两大类：一是利用现有的可视化软件，如IBM Visualization Data Explorer或結合Open Inventor等可视化系统。在建模时就考虑到数据模型要适合可视化软件的需要，必要时要进行转换；另一类是从底层开发专业性较强的三维可视化系统。通常是由Visual C++结合OpenGL来开发。传统技术的缺陷在于软件的开发周期长、投资大、数据兼容性差，尤其突出的问题是开发成果的发布问题。传统技术所开发形成的成果不能够实现网络发布，这大大地限制了软件的发布范围，同时也造成了信息传递的滞后，由于地理信息自身所具有的时间特性，这甚至会造成信息的失效。这在当前这个信息快速发展的时代是格格不入的。

3.3 现有的网上房产测绘三维场景没有和房产平面图有机结合

目前有些房产网站已经推出网上三维看房的业务。用户可以在三维场景中欣赏三维可视化小区、楼盘显示，还可以考察小区的外观形状、绿化程度、公共场所等，使得用户通过WebGIS浏览就能获得身临其境的感受。

然而这些网站大都是通过文字链接的形式链接到某三维场景，而没有提供通过房产平面图链接到某房产三维场景的服务，导致用户无法直接感受某小区或楼盘的地理位置。用户购房最关心的地段问题没有得到有效的解决，这正是此类网上三维景观浏览的致命弱点。

3.4 现有的网上房产测绘三维成果只能提供浏览功能

现有网上房产三维场景中的功能非常有限，一般只是提供三维景观的浏览功能的，无法使用户直接在二维场景中查询到所关心实体的属性信息，更无法根据自己知道的信息查询到相对应的实体。

4关键技术方向探讨（图1）

4.1 实现WebGIS上实时提供房产测绘区域三维景观

三维可视化技术在各行各业的应用已经渐渐展开，在房产测绘领域也有着普遍的应用。三维可视化技术在房产信息管理的管理模式、信息应用范围和展示手段、成果输出等方面都带来的卓有成效的影响。目前房产测绘三维景观在Internet上的构建还停留在静态水平，也就是说如果需要某FX域的二维景观，则要预先构建，不能做到实时生成。研究的核心问题就是WebGIS环境下用户关心区域的三维场景实时构建，在系统支持下，不仅可以做到三维场景的实时构建，而且可以在WebGIS上实现。

4.2 实现房产测绘三维成果的快捷发布

已有的房产测绘三维景观往往是通过OpenGL等传统三维可视化技术构造，而这样生成的三维成果一般都不能够实现网络发布，这大大地限制了三维成果的发布范围，同时也造成了信息传递的滞后，由于信息的时效性，甚至会造成信息的失效。

房产三维场景网上发布的研究是利用WebGIS平台解决传统房产三维成果发布困难的窘境，使得房产三维场景可以廉价、快捷、有效、及时的通过Internet的呈现的广大用户面前。对房产信息管理的管理模式、信息应用范围和展示手段、成果输出等方面将带来革命性的变革，对于改变传统的房产信息管理工作方式，使房产信息管理更加自动化、更加富有表现力方面，具有相当广泛的应用前景。

4.3 满足用户网上三维看房的要求

目前有些房产网站已经推出网上看房的业务。但大多数观看的都是二维的房产平面图。此类看房网站虽然可以满足用户查看地段及周围环境的要求，但终究无法提供形象、直观的三维场景，使用户有身临其境的感受。本系统可以根据用户的要求实时生成三维房产测绘场景，并通过Internet实时发布到用户的浏览器。并且可以浏览、飞行、鸟瞰该三维场景，同时提供空间查询功能。可以满足大多数用户不到现场就能看房的要求。

4.4 为数字城市的研究提供借鉴

数字城市的基础之一是地理空间数据，包括二维数据和三维数据。二维数据的可视化问题已基本解决，剩余的问题属于艺术的范畴，二维数据的可视化或者说虚拟现实技术目前仍是一个难点。如何高效逼真地显示“数字城市”是急待解决的一个问题。

房产测绘的任务绝大多数是在城市中开展，房产测绘信息的主体是房产建筑物。而数字城市建设的核心任务之一就是建筑物的三维可视化，因此房产测绘信息二维可视化的研究对于数字城市的建设可以提供借鉴。