三维地籍电子产权证的设计与实现

黄庆彬，郭仁忠，万小聪，赵志刚，贺 彪，虞昌彬，李 霖，应 申

(1.深圳市地籍测绘大队，广东 深圳 518034；2.深圳大学 智慧城市研究院，广东 深圳 518060；3.武汉大学 资源与环境科学学院，湖北 武汉 430079)

放眼世界，大多数国家的地籍管理大体经过了税收地籍阶段，正经历着产权地籍阶段，并朝着多用途多目的现代地籍方向发展。现有二维地籍已经很难适应土地空间立体化开发利用的要求，三维地籍的建立势在必行。三维地籍的建立需要法律、组织、技术方面的相互配合[1]，涉及一系列与之配套的关键技术和业务流程，其中三维地籍产权证的设计与实现是一个重要环节。

1 地籍产权证设计分析

1.1 三维地籍中的产权体

产权登记的对象与证书描述的主体并不是凭空产生，必然借助客观实物，这里的物称为产权体。在二维地籍系统中，登记的对象是传统平面宗地；在三维地籍系统中，登记的对象是三维宗地，被称为三维产权单元。

三维产权单元指隶属于自然人或者法人的封闭三维权利实体(如一套房产)，是三维地籍中最小的单元，即三维产权体。产权体是一个与不动产相关的概念，它权属独立。三维产权体的应用领域在近40年来增长迅速，包括房地产、市政及公共设施(如地铁隧道、地下管线与空中电缆、地下停车场与地下购物中心)、历史保护物(纪念碑)、地质构造体(如矿产、土壤污染)、海洋地籍等[1-4]。

1.2 三维地籍的研究现状

随着人口和产业在城市的集聚导致人地矛盾日趋紧张，原来粗放型的土地利用方式已然不能适应社会与经济的发展。土地利用形式由粗放型发展转向集约型，城市土地实现立体化开发利用，这正是三维地籍的主要研究内容。三维地籍本质是由土地权属在垂直方向上的不一致产生的，其相关研究与系统建设正在全世界范围内展开[1-5]。在中国，也面临相似情况，其中深圳、北京、上海等用地紧张的大城市该问题体现尤为明显[6-7]。

中国于2007年颁布实施《中华人民共和国物权法》(以下简称《物权法》)，其中第136条规定“建设用地使用权可以在土地的地表、地上或者地下分别设立。新设立的建设用地使用权，不得损害已设立的用户物权”，这标志着我国从法律上开始逐步支持三维地籍的建设。

登记是地籍管理的主要内容与重要形式，传统的地籍登记类型主要包括契约登记和产权登记。契约登记依赖于契约凭证的有效性，相对的，产权登记关注交易过程的合法性[8]。时至今日，产权登记已发展为主要登记方式，它也是确立物权的重要形式。针对产权登记，所有权的转移与物的转移有所区别：对于一般的动产，在交付物的同时也完成了所有权的转移，也即动产物权的设立和转让，自交付时发生效力；而对于不动产，由于其不可移动性应以登记作为物权转移的要件，并遵循“公示原则”。《物权法》第9条规定明确指出：“不动产物权的设立、变更、转让和消灭，经依法登记发生效力，未经登记，不发生效力”。其中，不动产指土地以及建筑物等土地附着物，动产指不动产以外的物，而现代地籍的主要研究对象是不动产，由此可见登记对于不动产确权及管理不可或缺。

1.3 三维地籍中产权证设计需求

设计合理的地籍登记应该能够保障土地租赁的安全性、土地交易的合法化，实现土地规划，为土地税收提供基础支持。特别地，产权证书发挥的作用不可替代[9]。对于明确物的归属、发挥物的效用、保护权利人的物权，《物权法》作用显著，其第17条明确规定：“不动产权权属证书是权利人享有该不动产物权的证明”。可见，产权证书的设立为产权登记提供了有力凭证与合法保障。

随着地籍产权应用领域的不断扩充，相应地籍产权证书(以下简称为产权证)的设计需求日益显著，包括房地产权证书、矿产产权证书、林业产权证书等。其中，房地产权证与百姓生活息息相关，是目前应用最为频繁与广泛的一类地籍产权证书。

随着中国许多城市“房地合一”的相继实施，原有相关土地证书与房产证书合并之后的房地产权证书已经成为保障房屋与土地合法权益的有力凭证。以深圳市为例，《深圳经济特区房地产登记条例》在全国范围内首先确立了统一机构对房地产权利进行统一登记的管理体制。《条例》第一章第四条规定“深圳市人民政府房地产主管部门是特区房地产登记机关”。《条例》第五条第二款规定“登记机关对申请人申请登记的房地产依法进行审查和确认房地产权利，颁发房地产权利证书”。而《城市房屋权属登记管理办法》第5条规定“房屋权属证书是权利人依法拥有房屋所有权并对房屋行使占有、使用、收益和处分权利的唯一合法凭证。依法登记的房屋权利受国家法律保护。”《城市房地产管理办法》第37条规定：“未依法登记领取权属证书的房地产不得转让”。故而，通过房地产权证书可见产权证书对于保障合法产权利益的重要作用。

2 三维地籍产权证设计分析

2.1 二维地籍产权证的发展现状

传统意义的地籍就是一个信息系统，其由两部分构成，包括显示土地总体大小和位置的一系列地图或规划图，以及相关宗地合法状态的文字记录，其在产权证书中得以体现。房地产证是目前应用最为广泛与频繁的一类地籍产权证书，故而下文以房地产证为例阐述传统产权证设计现状。

房地合一前，原有相关证件包括《房屋所有权证》《房屋共有权证》《房屋他项权证》《土地使用权证》。房地合一后，房屋产权即房地产权属，统一发放的房地产权证书为《房地产权证》《房地产共有权证》《房地产他项权证》。因此，给予房地产登记与发证时应同时顾及房屋及土地信息。《中华人民共和国城市房地产管理法(2007年修正)》第63条规定“将房屋的所有权和该房屋占用范围内的土地使用权的确认和变更，分别载入房地产权证书”。具体登记时，一是登记机关对登记申请采取实质审查，登记房屋的自然状况，如座落、界址、结构、层次、面积、用地性质等；二是登记房屋的权利状况，如权属证号、所有权、共有权、他项权、登记日期、产权来源等；三是登记房屋的其他状况，如异议、查封等。

2.2 三维地籍产权证设计的背景与目的

针对二维产权证的使用现状，顾及三维产权体的设计需求，地籍产权证的设计目的体现在以下几个方面：

1)在法律上，产权证是用来保障产权持有者合法持有产权的权利，其登记发证一定涉及相关权威土地管理部门，它作为一种产权登记的结果受到国家力量的强有力保障。

2)在功能上，产权证是用来直观表现产权体的空间形态及说明相关重要权属信息。合法的地籍产权证上应该包括土地及土地之上附着物(包括建筑物等)的相关信息。

3)在内容上，产权证应明确表达产权空间的三维形态、位置与周边产权体的关系。这对三维地籍来说特征尤为突出。

同时，产权证的设计优良是由用户来判断的，其相关用户包括地籍管理人员、负责日常办公自动化的操作员和产权证持有者。地籍管理人员主要负责产权证的内容设计及数据库构建，操作员主要根据业务需求进行日常的制证、出证及维护操作，两者可以看作是产权证的制作者。而产权证持有者是产权证的使用者，用产权证来证明和享有其相应的权力和权益。产权证内容完备、形式清晰，才能有效保障产权持有者的合法权益。

2.3 三维地籍产权证的设计原则

基于以上情况，三维产权证的设计应该遵循以下原则：

1)内容完备：其处理对象为三维产权体，在内容至少包括三维产权体的自然空间形态及相关权属信息。同时，顾及当前大多数三维地籍与二维地籍混合的管理模式，产权证上应该同时标明三维产权体所属二维宗地的空间及权属信息。

2)功能全面：产权体的登记不仅包括初始注册登记，还涉及变更登记、注销登记等等，相关登记需求都应该在三维产权证整体设计流程的功能设计中得以体现。

3)操作迅捷：具体使用时应该方便、容易上手，同时尽量保证整体出证速度快，这是由操作人员日常办理出证手续的大业务量客观情况要求的。

以上3条原则在具体实现时都涉及技术方面内容。第二条“内容完备”重点在于对三维产权体空间形态的精确描述，此外要考虑三维地理数据库与二维地理数据库的链接。针对第二条与第三条，需要综合考虑地理数据库的合理构建(包括面向地籍的数据模型与数据结构的构建)及可视化界面设计。

2.4 三维地籍产权证的设计关键技术

2.4.1 空间坐标精确表达

传统的二维地籍，在空间剖分之后，宗地边界经测绘标注，测绘证书上记录每个界址点的平面坐标[1]。三维宗地中，界址点是三维产权体的底层构建基元，同样需要在三维产权证上注明，同时，借助于底层构建基元的界址点坐标以及平面规划图与绘制图，可精确描述经拉伸方式构建的产权体的精确三维空间坐标[11]。但针对物理空间形态相对复杂[12]的对应产权空间对象的空间坐标表达有待深入研究，特别是那些规划不完善地区。

2.4.2 空间位置精确描述

二维宗地产权证只需要绘制投影后的平面规划图，而三维宗地的形态浏览需要展现其立体形态，本研究通过主图与辅图相结合的方式精确表达三维产权体的空间位置。设计主图，采用线框模型描述三维实体投影后的主体空间形态，给予直观认知，并采用消隐技术增强实体真实感[13]；设计辅图，借鉴工程学设计零部件的立体效果[14]，通过三维模型于3个正交方向二维投影后形成的正视图、侧视图、俯视图3个标准视图多角度定位三维实体的基本形态。

2.4.3 界址点信息全面展示

进行三维产权证内容设计时，往往还需考虑诸多实现细节，包括考虑界址点列表等。界址点是产权体形态呈现的根本依据，应当依次列明。在二维产权证设计时，当产权体形态复杂时，界址点已然较多。当产权体维数从二维增加到三维时，更容易产生界址点密集、数据量庞大的客观情况。此时对于界址点说明，采用表格展现方式给予说明更为形象直观。如果列表中界址点多至单页无法罗列完全时，则追加页数，直至所有界址点信息都表述完全。

3 三维地籍产权证设计实现

3.1 三维产权证的内容设计

三维产权证的内容设计应遵从内容完备原则，三维产权证上应该包括：三维产权体的空间形态(二维投影面积、三维体积等实体说明，测量坐标系、高程基准、比例尺等测绘基础)，座落二维产权体的空间形态(界址、面积、结构、层次等空间形态信息，用地性质等)，三维产权体的权属信息(权属证号、所有权、公有权、他项权、登记日期、产权来源)，测绘信息(测绘人员，测绘日期)、核实信息(核对人员、核对日期)等。

除了以上记录三维产权体的基本属性信息，该三维宗地与所处的周边环境的关系同样重要，具体包括考虑其与周边同质空间信息的关系(如与附近三维宗地是否相邻)以及与周边异质地理信息的关联，包括与地形(地上/地下)、周边道路、二维宗地的关系等。

3.2 三维电子产权证的设计

为避免传统纸质产权证的办理手续慢、出证周期长的缺点，本文在三维产权证内容设计的基础上，遵循功能全面、操作迅捷的设计原则，提出了一种三维电子产权证的设计思想，采用电子产权证，能有效缩短登记中产权出证的工作流耗时，提高政府的工作效率。该电子产权证设计包括产权证的制作与发布两模块。

顾及可视化的友好用户界面可以引导用户通过一系列步骤轻松完成目标，最终采用可视化、向导式的工作流设计形式。其中，产权证的制作过程复杂，涉及图形数据的交互(包括三维宗地线框图消隐、三视图及周边环境图生成、权属信息的编辑、证书打印)，故适合采用C/S系统架构，充分发挥客户端的复杂处理能力。产权证的发布过程采用B/S系统架构，充分发挥客户端浏览器分布式快速访问优势，主要提供浏览、下载等功能。

基于C/S架构的三维产权证制作中，以Oracle 10g为数据库，以ESRI ArcGIS Engine 9.3为图形可视化开发环境，以Microsoft .Net Framework 3.5为开发核心框架，通过动态链接库连接数据库。生成的产权证包括主图和辅图两部分(见图1)。产生主图时，需要依次经过“导入属性数据”、“导入图形数据”、“导入界址点”、“导入产权证”这4个步骤；产生辅图时，需要依次经过“导入属性数据”、“导入图形数据”、“导入产权证”这3个步骤。同时，给予放大、缩小、平移、全图显示等交互工具，以及消隐部分显示与隐藏、界址点注记编辑、产权证导出与打印等高级功能。

基于B/S架构的三维产权证发布中，以Oracle 10g为数据库，以ESRI ArcGIS Server 9.3作为图形可视化发布环境(包括了应用服务器)，IIS 6.0作为web服务器。发布的产权证可通过产权体唯一标志码给予搜索，提供相应主图与辅图的浏览与下载功能。同时，提供放大、缩小、全图显示等基本交互功能，如图1所示。

4 案例分析

以深圳市中兴通讯大楼(其三维宗地号为T205-0037)的三维电子产权证书设计为例子给予阐述。该三维产权体具有明显的三维特定，在垂直和水平方向不能采用一致的划分来构造，不能采用一般的“拔高”方式生成其三维几何描述。基于C/S架构的电子证书制作生成产权证的主图，主要描述三维产权体的空间形态及权属信息(见图1(a))；生成的产权证辅图则从不同侧面给予其三维形态呈现及与周边环境关系说明(见图1(b))。基于B/S架构的电子证书发布则提供了授权环境下的互联网在线用户浏览与下载电子证书功能(见图1(c))。

图1 中兴通讯大楼(宗地号为T205-0037)的三维电子产权证

基于B/S和C/S架构相结合的三维电子产权证设计系统，对于业务办理人员而言，节省了处理数据和制作图证的大量时间和精力；对政府而言，节约了大量人力、物力、财力，降低了行政成本，提升了职能部门登记效率；对于市民而言，方便市民进行产权登记和随时获取电子产权证，一定程度上保障了市民的产权权益。

5 结束语

三维地籍的建立是一个需要立法、组织、技术相互配合的过程。针对三维产权证的设计，本文主要从法律角度阐述其设计需求、从技术角度分析其设计原则和设计内容，并辅以示例实验。随着自然资源统一管理和确权的推进，三维产权体的权证和应用会日益突出，具体业务的开展和应用还需要相关组织机构的进一步认证与配合。