三维模型在农村集体土地确权的应用

李小根　陈　然

华北水利水电大学，河南　郑州　450011



三维模型在农村集体土地确权的应用

李小根陈然

华北水利水电大学，河南郑州450011

摘要：本文依托集体土地使用权确权登记发证项目为依托。使用SQL Sever数据库和ArcGIS Engine工具与C#汇编语言二次开发出一个直观浏览和可供查询变更等功能具一体的三维GIS管理系统。

关键词：三维地籍管理系统；ArcGIS Engine；C#；农村集体土地确权

近年来，随着国家农村集体土地使用权确权登记发证工作的展开，地籍管理系统受到了迅速的发展，就目前的统一的地籍理论而言，基本上所有过程和结果都是建立在二维宗地土地表面的。土地的所有权以及其他权利是以宗地为单位进行注册的。这种理论存在的基础是二维宗地在垂直方向上的权籍的一致性[1]。研究三维地形对于地籍管理具有重要的意义，在丘陵地带农村地区，往往宗地或者耕地是在地势起伏较大的地区铺展，三维地籍的引用会更加的精确和严谨。

一、三维地籍简介和研究现状

三维地籍概念提出较早，一经提出就引起国内外学者专家的广泛关注。早在2002年，国际测量师协会成立了二维地籍工作小组，对地籍管理模式等方面对三维地籍进行讨论和研究[2]，其中C.Coskun Aydin，Osman Demir(2004)[3]等以三维建筑物为研究对象，利用摄影纹理三维模型，对三维地籍可视化进行了有效研究。国内学者三维地籍数据模型的研究主要集中在理论分析和技术实现层面。其中，胡钰(2008)[4]运用面向对象的分析方法对我城镇地籍空间对象以及对象之间的空间拓扑关系进行了分析，并在此提出了三维地籍空间对象模型。文小岳，李志文(2010)[5]等对二维地籍模型和二维地籍模型特点分析的基础，提出了面向地籍的三维数据模型并给出了二维地籍数据向面向地籍的三维数据模型转换的具体流程与算法。

综合国内外学者的研究，分别从立法、数据结构、方法等方面进行探索，为三维地籍事业做出了很大的贡献。也反应了三维地籍的重要性和现实意义。

图1　拓扑关系错误类型

二、三维模型在土地确权中的应用研究

三维模型在土地确权中的主要应用在于地形的引入，能逼真的表现出原始地形，最大化的还原现场工况。不仅仅对于农村集体土地确权登记发证工作有利，且对于今后的规划、交通、水利、开采等具有较为先行的指引意义。

图2　从要素集创建TIN

(一)外业测绘

原始地形地物等数据的采集是三维建模的根基，外业数据采集的内容包括房屋界址点、宗地界址点、起伏较大的地形数据、标志性建筑物的轮廓和边缘等信息，涉及的数据信息是点位的x，y，z坐标，所使用的测量设备包括GPS测站、全站仪和手持激光测距仪。辅助以纸质草图记忆实体要素信息，例如墙体的归属、房屋的样式等都需要在纸质图上作出草图记录。测量点信息完成后，需要形成电子数据，本项目使用南方CASS作为成图工具。将外业测绘点在南方CASS中展点作出1：500的外业点位图，再根据纸质草图进行多段线连线绘制出地籍图，然后再与实际情况比对，确保图纸的正确。

图3　技术路线图

(二)拓扑检查

拓扑所表达的是空间地物的邻接、包含等关系。拓扑检查主要包含以下几方面的内容。第一，房屋的邻接关系。其中房屋邻接关系又可细分为宗地内房屋邻接和宗地间房屋邻接关系。房屋的拓扑检查主要目的是确认相邻房屋的共用边务必重合，不能出现交叉、相离。第二，宗地的邻接问题。宗地界址线是根据现场调查确定权属信息后所绘制的包围宗地边界的一条闭合多段线，界址线的拓扑检查是保证相邻宗地共用界址边务必重合，并且共用界址点也必须重合，不能出现交叉、相离。第三，跨宗地检查。跨宗地检查是确保宗地的边缘被界址线包围，不能出现宗地的某些要素在界址线之外或者与界址线相交等问题。上述三种拓扑关系错误在如下图中可以解释体现。

图4　三维地籍管理模拟系统界面

(三)数据导入数据库

使用北京苍穹和SQL Server 2008版本数据库，将前述步骤所生成的dwg和shp文件导入进数据库。首先需要将北京苍穹连接到SQL Server中，随后进行shp文件和dwg文件的打开，最终保存至已连接的数据库中。在此过程中需要在北京苍穹中进行二次检查，包含地类图斑跨所有权宗地、使用权宗地跨所有权宗地、房屋跨宗地和地类图斑跨宗地这四个种类的拓扑检查。目的是防止CAD拓扑插件检查中的疏漏和错误，进行二次确认。确认无误后将所有数据保存至已连接的数据库中，完成数据库建库。

(四)AcrMap建立三维模型

建立三维模型的工具有许多，本文以ArcMap为建模工具。主要以高程数据文件作为农地确权的三维数据源。原始高程数据在CASS中导出，导出为Excel格式的*.csv格式，需要注意的是导出的X，Y坐标与ArcMap中的X，Y坐标是相反的，所以需要先在Excel中修改X和Y的顺序后才可以在ArcMap中增加数据。在ArcMap里边，选择“从要素集创建TIN”，选择高程数据或者等高线数据，作出三维模型如下图2所示。

创建TIN后需要将宗地的shp导入进TIN并贴合。由于本文数据源统一使用西安80坐标系，所以不需要再另指定坐标系。至此，整个数据源的融合工作结束。

(五)建立三维地籍信息管理系统

三维地籍管理系统的创建，是本项目的最终目的。实现三维地籍信息的管理，主要包括信息浏览，查询和编辑功能。假如三维地形后的管理系统，可以最大化的还原地籍区的真是面貌，较传统的地籍管理系统，更加直观和严谨，也能为使用者提供规划、拆迁安置等决策支持。本系统是在Microsoft Visual Studio 2012开发环境下，采用C#作为编程语言，ArcGIS Engine 10.2为开发平台，SQL Server作为数据库支撑，辅以Access作为过渡性的数据库。开发技术路线图如图3所示。

本系统主要有五大模块组成：新建文件、数据库管理、绘图工具模块、图层管理和地籍管理模块，主界面如下图4所示。

三、结论与建议

本文依托集体土地使用权确权登记发证项目为依托。使用SQL Sever数据库和ArcGIS Engine工具与C#汇编语言二次开发出一个直观浏览和可供查询变更等功能具一体的三维GIS管理系统。本系统分为5个模块和12个功能项，主要实现SQL数据库的连接，宗地属性的查询以及编辑等，涉及地籍确权全过程数据和地籍信息管理所需功能，是一个综合的土地类现代化办公系统，为国土部门和用户提供一个便捷的管理工具。

[参考文献]

[1]贺彪.三维地籍空间数据模型及拓扑构建算法研究[D].武汉大学，2011.

[2]王林伟.三维地籍数据模型的构建与系统实现[D].浙江大学，2012.

[4]胡珏.面向我国城镇地籍管理新需求的地籍空间对象模型研究[D].浙江大学，2008.

[5]文小岳，李志文，李光强，王振兴.二维地籍模型到三维地籍模型的转换方法[J].测绘通报，2010，39704：66-69+78.

中图分类号：P271

文献标识码：A

文章编号：1006-0049-(2016)08-0124-02