二三维一体化不动产管理平台设计与实现

袁 静,周雨晨,王楠溢

(江苏省测绘工程院,江苏 南京 210013)

0 引 言

当前，国内开展不动产权籍调查工作大多数是基于二维的矢量、影像等基础地理信息数据。随着城市的不断发展，不动产在空间垂直方向上的利用日趋多元化，权属空间分布日益复杂，三维立体空间属性越发凸显。三维建模研究综合了地理信息系统、摄影测量学、计算机视觉、计算机图形学、图像处理和虚拟现实多个学科，是目前国内外研究的热点[1-2]。由于社会制度的差异，国内外在房地不动产法律体系上存在较大差异，所提出的房地不动产数据模型也存在明显区别，西方学者提出的不动产模型大多以地籍为核心展开。

随着我国城市化进程的不断加速，对城市三维空间的分层立体应用日益多样化，如何表达不动产的三维空间特性和产权的立体特性，建立房产与地籍一体化的三维数据模型已成为目前国家管理、学术研究中的重要内容，是我国也是全世界城市化进程中一个迫切需要解决的问题[3-5]。立足现状,思考未来,在新的机构组织下如何进行信息化建设才能满足新形势下发展的需要,具体来说,业务、数据与平台如何深度融合从而实现自然资源系统业务体系的全面、综合性信息化支持,这是当前亟需解决的问题[6]。近年，宜兴市正在建设与自然资源管理工作相适应的、统一融合的自然资源信息化框架体系，包括智慧宜兴时空大数据平台建设、宜兴市不动产登记平台、自然资源规划一体化平台等以统一平台为支撑的、贯穿重要信息系统的建设，实现了自然资源业务的信息化管理，明显提升部门间数据共享、业务协同和社会化服务水平。

1 系统设计

1.1 总体架构设计

分层架构设计结构清晰，开发简便；系统具有柔性化，能整合异构系统，轻松实现不同系统间的信息交换[7]。二三维一体化不动产信息管理平台基于分层架构设计，主要包括：基础设施层、数据资源层、支撑层、服务层、表现层以及标准规范体系和安全保障体系(图1)。

分布式系统具有快速访问、多用户使用的优点[8],以分布式地理框架数据为基础，网络化三维地理信息服务为表现形式，以政务网络为依托，构建面向服务的二三维一体化不动产信息管理平台体系架构，建设分布式二三维一体化不动产信息共享与服务环境，发布面向政府部门的地理信息协同服务。

图1 二三维一体化不动产信息管理平台总体架构

1.2 技术路线设计

按照国家自然资源登记单元划定方法，登记单元的实质是一个登记区域的概念，在这个登记单元(或区域)内可能存在多种自然资源类型，也可能存在不同的权属类型。因此，先确定登记单元(或区域)的代码，在登记单元(或区域)内再确定各自然资源或土地的权属比较符合现状，也能解决现实中自然资源存在的资源类型和权属类型的多样性问题[9]。通过“一码+”不动产全生命周期管理，在自然资源和规划部门形成宗地入库、用地预审、土地供应、工程建设规划许可、竣工验收、不动产登记等业务流程中不动产登记单元码的生成、融合，推进自然资源治理体系和治理能力现代化和智能化；基于自然资源和规划部门以及其他部门的专网专线连接，实现不动产登记业务与其他部门的实时互联互通，推进“一码+”跨部门合作；探索“一码便民”，实现集中联动办理，切实方便企业群众，推进政务服务改革创新。通过对建筑三维模型、实景三维模型、产权三维模型和区域三维场景的搭建，实现三维地籍库管理，在此基础上，开展二三维一体化不动产信息管理平台建设，技术路线如图2所示。

2 系统实现

2.1 “一码+”自然资源管理

“一码+”自然资源管理将利用现有业务系统，涉及已有的业务系统包括自然资源和规划一体化平台、不动产登记平台和自然资源和规划数据中心。业务流程主要包括宗地入库、用地预审、土地供应、工程建设规划许可、竣工验收、不动产登记流程(图3)。具体为：① 宗地入库：生成不动产单元宗地代码，出宗地图；② 用地预审：沿用不动产单元宗地代码；③ 土地供应：供地库沿用不动产单元宗地库代码；④ 工程建设规划许可：规划许可库沿用不动产单元宗地代码，预编不动产单元房屋代码；⑤ 竣工验收：竣工库沿用不动产单元宗地代码，沿用/变更不动产单元房屋代码；⑥ 不动产登记：登记库沿用不动产单元宗地和房屋代码。

图2 “一码+”不动产全生命周期管理技术路线

图3 “一码+”自然资源管理技术流程图

2.2 三维地籍建设

2.2.1 区域三维场景建设

收集已有的机载LiDAR数据、高分辨率航空航天影像成果，进行数据整合和数据预处理，形成可以满足地籍区、地籍子区三维表达的基础大场景。

2.2.2 产权三维模型建设

(1)宗地产权三维模型

以规划和用地审批确定的宗地使用权地表、地上、地下空间范围为基准，采用三维界址点、界址线、界址面所围合的宗地空间范围，构建宗地产权三维模型。

(2)房屋产权三维模型

以房屋分层分户图为基础，按照当地房产测量技术标准，采用按楼层高度拉高建模的方法，以幢-层-户为单位构建房屋产权三维模型。

2.2.3 实景三维建设

(1)采用已有常规航空摄影测量空中三角测量成果进行DLG采集，获取满足建立IV级三维模型景观产品精度要求的房屋轮廓线框和高程信息数据。

(2)利用DLG数据，根据制定的规则，进行房屋等地物的三维建筑物体块模型(白模)批量拉伸构建。

(3)采用大型多旋翼或固定翼无人机携带5镜头倾斜相机对测区内房屋目标实施低空倾斜摄影覆盖；采用小型多旋翼无人机携带可变姿单镜头相机对测区内漏洞区域实施局部覆盖或环拍，获取房屋的纹理信息。

(4)对无人机获取的低空倾斜摄影数据，利用已有常规航空摄影测量空三成果在立体环境下采集的像片控制点，进行带地面约束的倾斜摄影空中三角测量处理，确定房屋纹理信息与三维建筑物体块模型(白模)的正确映射关系。

(5)对已构建简单三维建筑物体块模型(白模)和获取的低空倾斜摄影数据及其空三成果，利用相关软件进行自动化批量纹理映射，局部漏洞区域可采用人工处理的方式进行纹理映射。

2.2.4 建筑三维模型建设

基于建筑施竣工CAD数据的建筑物三维建模主要包括：原始CAD图纸审核、建筑物构件识别、建筑构件信息提取、建筑构件三维建模、建筑空间提取与建模、关系重构和成果导出模块。

2.3 三维地籍空间数据库建设

三维地籍空间数据库是使用建筑三维建模模块，将二维房产数据统一输出模型数据，入库统一管理；同时实现二维不动产权籍数据成果库与三维地籍空间数据库实时动态更新，保持数据的现实性与一致性；同时三维地籍空间数据库可随时为二三维一体化不动产信息管理平台提供数据支撑。

在数据库内容上，三维地籍空间数据库分为区域三维场景库、产权三维库、实景三维模型库建筑三维模型库。

(1)区域三维场景库

利用收集已有的机载LiDAR数据、高分辨率航空航天影像、倾斜摄影测量成果等，进行数据整合和数据预处理，形成可以满足地籍区、地籍子区的三维表达场景数据。

(2)产权三维模型库

基于宗地数据和房屋分层分户图构建宗地产权、房屋产权三维模型，能够和建筑模型进行叠加。

(3)实景三维模型库

利用倾斜摄影数据和DLG特征线成果，生成大场景单体建筑模型。部分区域利用倾斜模型进行覆盖和更新，形成能够覆盖试点区域的实景三维模型。

(4)建筑三维模型库

通过竣工验收图，对小区、房屋、构筑物等构建建筑三维模型，该模型用于对建筑实体进行精细化展示。

2.4 “一码+”与三维地籍融合应用

宜兴不动产登记中心与当地法院、检察院、银行、税务等部门机关实现了专网专线连接，实现了不动产登记业务与其他部门的实时互联互通，通过“一码+”的业务模式加强与公安、住建等相关业务的合作，实现集中联动办理，切实方便企业群众，推进政务服务改革创新。

二三维一体化不动产信息管理平台以接口模式对外提供服务，方便法院网上查询办理查解封业务、银行办理抵押解押业务、税务机关办理契税等相关业务等等。

3 系统应用

构建一套展现和集成三维地籍模型的三维地籍信息系统。系统分为四大子系统：三维展现子系统、三维服务子系统、门户网站子系统、运维管理子系统。

3.1 三维展现子系统

具有三维地籍实景模型(实体模型+场景模型)可视化、三维产权模型可视化以及专题三维数据展现的能力，通过系统提供各类三维数据资源服务，提供查询定位、二三维数据叠加、三维分析等基础功能(图4)。

图4 三维展现子系统

(1)多视角浏览

平台支持飞机路径、场景漫游、环绕浏览、视点管理、双屏对比等多视角浏览。

(2)三维数据展示查询

提供基础的查询功能，能够进行属性查询、关键字查询、几何查询等，和地名地址库结合能够进行坐标定位和坐标查询。

在大场景模式下，能够流畅浏览覆盖宜兴的大场景三维模型，并且能够在大场景中叠加相关户室的产权模型进行查看，对于每一产权实体能够查看其详细的建筑模型，并将业务信息与模型进行关联。

(3)三维数据分析

基于实景数据，能够进行历史数据的查看、历史对比分析。根据选择视点的不同进行三维通视分析、三维可视域分析。针对实景模型的某一部分，可以进行模型压平分析、剖切分挖填方分析等。结合地形数据，进行内涝分析、地形路径分析、地形剖面分析等。

基于建筑三维模型数据，能够进行日照分析、室内光照分析、火灾应急分析等，扩展三维模型应用场景。

(4)地上地下三维可视化

平台实现地上地下建筑三维模型和宗地的在线可视化。

(5)辅助工具

提供基础量算功能，能够进行长度、面积、体积的测算。可以方便进行水平距离、垂直距离、空间距离、空间面积等类型的测量计算。

提供标绘功能，包括动态特效、二维对象绘制、二维对象处理、二维对象导入导出、几何对象绘制、三维对象添加、三维导入导出、标绘等。

3.2 三维服务子系统

在API和标准数据服务2个层面提供三维信息服务。提供的二次开发所需的调用接口说明包括API方法清单、调用方式、详细参数、使用示例等内容，并以Web服务的方式对外提供三维数据服务,实现数据和应用的分离。

3.3 门户网站子系统

通过门户网站能给用户了解三维数据资源的概括情况，包括平台内各类地籍模型数据资源的类型、数量等目录信息，还包括系统相关的公告、更新动态、资源统计、应用案例以及使用帮助等信息。

3.4 运维管理子系统

运行维护子系统将所有与系统运行维护相关的内容进行统一管理，对系统的服务进行实时监控，对各系统运行的关键信息进行记录，从而保证系统的可用性、稳定性。运维管理子系统主要包括资源目录管理、服务管理和监控、统计分析、日志管理、门户信息管理以及平台文档管理等功能模块(图5)。

图5 运维管理子系统

4 结 语

“一码+”三维地籍建设以“一码”(不动产单元代码)为引线，以“一码管地、一码共享、一码融合”为目标，通过不动产地籍调查的提前介入，实现“一码”的生成与溯源管理，构建完善的“一码+”自然资源数据体系；开展试点区域面向房地一体化不动产权籍三维快速建模，实现三维地籍数据快速生产、智能化管理，打造二三维一体化不动产管理平台，推动不动产立体化管理的全方位升级；同时，开展以三维地籍拓展“一码”应用，推动自然资源和规划部门内部以及对外与有关部门信息高效共享、业务协同联动，进一步深化三维不动产管理的多维应用，切实服务于三维不动产治理模式的创新化、重要决策的科学化以及服务便民的高效化。