三维地籍管理系统架构设计研究

郭涛

摘   要：本文针对当前深圳三维空间宗地管理的需求，探讨了二维地籍管理的局限性，提出了三维地籍管理系统的总体架构设计思路，并给出了B/S和C/S两种不同的架构模式，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：三维  地籍管理  总体设计  B/S架构  C/S架构

中图分类号：TP311                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）07（a）-0189-02

现代地籍“是一个政府监管的以地块为基础的公共土地信息系統，它既是土地完整而现实的证明，又包含多用途、多用户所需要的基础资料”。现代土地利用中，人们已将利用的资源由有限的地表扩展到无限的地上地下空间：高楼林立，空中电缆、地下管线纵横交错，立交桥横跨公路。按照我国宗地的划分原则，这种几个使用者共同使用一块地并且相互之间界线难以划清的情况定为一宗地，称为共用宗地。大多数的共用宗地只是在水平面上无法划清界线，在三维空间里可以划清，如果能在三维空间里管理土地权属的话就可以将其继续划分为单个的宗地，从而可以减少很多权属争议事件。

1  二维地籍管理的局限

对地上地下空间利用的例子很多，最常见的莫过于居住用的高层商品房（每个住户拥有他所购买的房屋的所有权以及公用土地的公共使用权），在这种对地上空间的土地利用中，有多个权利人共同拥有这栋建筑物，根据我国“房地合一”的政策，他们也将共用这栋建筑物所在宗地的使用权。在我国的地籍管理实践中，对这种宗地的登记是在土地登记卡上记录宗地的序号、座落、面积、用途等自然信息，权属性质和共用权利人数目;在土地共有使用权登记卡上记录各土地权利人的身份，各权利人使用共用宗地的独用面积和分摊公用面积;在土地归户卡上以权利人为单位，一人一卡记录本宗地基本信息和权利人的土地使用面积;在地籍图上通过对界址点界址线的表达记录宗地的空间位置信息（平面的）。

在地籍管理系统中，对土地使用者而言，只能查询到使用该宗地的面积分布和本人的基本信息（由于地址通常不规范，无法将其与空间位置在系统中关联起来），而不能直观感受到他的房屋所有权和土地使用权在这宗地上的空间位置。对于宗地而言，只能查询到其基础地理信息和权属性质、共用权利人个数，却无法显示这些共用使用人的权利在宗地上的分布情况。需要说明一点：目前开发的各种商品房的单元格局并不统一，有的一层不止一个单元，层高也不一致，如果想要通过关联楼层数信息来定位各权利人房产空间位置远远不够。

这种建立在二维宗地基础上的地籍管理系统，无法在立体空间里从水平方向或是垂直方向将宗地划分开来，所以对于三维土地利用（例如共用宗地），只能查询到有哪些权利人使用该宗地以及各自分摊公用面积的情况，却无法显示各权利主体究竟怎样共同使用该宗地怎样分摊公用面积。二维（或平面）地籍管理在土地的三维利用日益增加的今天暴露出了局限性。

2  三维地籍管理系统总体设计

三维地籍的管理模式需要建立，但从整体管理框架看，当前二维地籍管理模式仍占主导地位，三维地籍只对二维不能表达和管理的特殊案例予以管理，这就形成了深圳市的“二维地籍常规化管理为主，三维地籍特殊化管理为辅”的管理模式。

这种地籍管理模式的定位就决定了未来很长一段时间地籍信息管理系统的建设要走一个“二三维地籍混合管理”的构架。这个构架既要保证二维地籍原有业务功能的正常运作，又要体现对于特殊三维宗地管理从二维到三维管理的自然顺畅过渡。所谓“自然顺畅”就是要体现两个基本点：（1）保证数据流、业务功能和应用从二维到三维的平滑过渡;（2）二维管理模块和三维管理模块要保证界面风格和布局，甚至逻辑操作的一致性或者最大相似性，使用户体验在两个模块之间没有“跳跃感”。只有首先做到这两个基本点才能体现二、三维地籍管理系统真正“集成”的意义。

二三维混合地籍管理系统是这种管理模式的信息平台提现，其架构模式主要是由三维地籍系统和二维地籍两部分组成，两部分之间在业务数据流（空间数据和属性业务数据）、服务后台服务和可视化前台既有区别又有联系，本文主要阐述三维地籍系统的建设，因此不再着重分析二维系统。

三维系统主要分为两部分：（1）基于SOA架构模式搭建的整个B/S系统框架，此系统完全集成到深圳市规划国土委办公的电子政务平台中，具体包括数据库结构框架、服务器端业务逻辑层框架、客户端表现层框架;（2）以C/S架构模式构建的地籍管理的划地模块客户端，此模块主要负责三维地籍空间数据的生产、核查和入库功能，因为涉及到一系列复杂的三维空间操作，必须采用一个具有丰富三维建模功能的胖客户端作为数据录入前端，具体如图3。

3  B/S系统框架

B/S系统集成于电子政务平台，整体架构遵循SOA模式，主要分为数据层、业务逻辑层、服务层和表现层。数据层负责二三维空间数据库和属性数据库的存取管理，有两部分组成，一部分是使用ArcGIS的ArcSDE进行2维和2.5维相关图形数据和属性数据的读写管理，一部分是采用ORM（object-relation mapping）的数据持久化管理引擎来进行三维数据的读写管理。

业务逻辑层主要负责后台的空间几何算法和其他算法的实现，为逻辑服务层提出的运算分析请求反馈运算结果;服务层主要负责接收客户端提出的业务服务请求，并调用相应的业务逻辑层算法进行分析计算，然后把计算结果反馈回客户端。表现层包括B/S二维地籍管理、三维地籍管理，以及C/S三维划地管理模块。

4  C/S系统架构

C/S系统的主体架构与B/S架构本质上是一致的，只是客户端不同而已，在图3中其实已有所体现。C/S模式下的三维划地功能主要是在Sketchup中实现，具体模块包括3部分：三维划地、拓扑查询和三维变更。

三维划地：主要针对三维宗地、用地方案和规划选址中三维对象形态复杂的情况下启用此模块，或者说当三维对象不能通过拔高直接生成三维体时才用此模块，当然此模块同样具备2.5维数据生产能力的。

空间核查：对新的划地空间必须避免它与自身业务三维空间（如产权空间），以及与其他三维业务空间（如地下管线、隧道空间等）的冲突，保证它对空间占有的惟一性。

三维变更：此模块主要是针对三维对象在业务上的空间数据增删改而设置的，在业务上与二维系统的功能并无二至，只是技术实现上要更复杂。Sketchup作为空间数据录入的胖客户端。

5  结语

随着深圳市城市管理的进一步精细化，深圳市建设用地空间越来越少、必须依靠土地集约节约利用来推进城市建设，在秉承“技术先行，倒逼管理升级”的建设策略指引下，深圳市的三维地籍管理必将越走越稳健。

参考文献

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[2] 丁远. 基于LADM的三维地籍管理模型构建及应用[J]. 地球信息科学学报，2013（2）：66-67.

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