城镇地籍建库及三维展示技术的研究与实现

摘要：建立健全的地籍管理制度，对于维护土地的公有制，保护使用者合法权益和加强土地管理有着极其重要的意义。城镇地籍数据库则是城镇地籍的数据基础，是科学、有效、便捷的进行城镇地籍管理的信息化保障。本文以贵州省贵阳市乌当区为例，探索基于GIS技术和虚拟现实技术在城镇地籍管理中的应用，进而为该区域的城镇地籍管理提供辅助支持。

关键词：城镇地籍建库；GIS；CityMaker

1项目概况

项目范围为国土部门指定的规划用地区域，地形、地籍测量面积为约12.85平方公里，调查上库面积约23.25平方公里。项目全面调查核实乌当区建成区内的土地权属、用途、位置、界线、数量等基本情况，编绘地籍图和宗地图，形成数据、图件、表册等调查成果，为土地权属登记、定级、发证及统计提供全面可靠的资料，建立健全城区地籍档案和管理制度，对形成的资料利用计算机进行管理，建立地籍管理信息数据库，并通过虚拟现实等技术手段，在满足土地管理日常工作的同时，为政府决策提供必要保证。[1]

本文旨在探索内业的数据库建设和虚拟化的相关技术及实现手段。

2城镇地籍数据建库

根据贵州省的实际情况，参照《城镇地籍数据库标准》、《贵州省城镇地籍调查数据汇总试点技术方案》、《贵州省城镇村庄地籍调查工作方案》、《贵州省土地利用数据库规范》、《MAPGIS地籍管理信息系统》等技术标准，对数据库进行设计，通过Cass软件完成外业数据采集，通过MapGIS实现内业建库。

2.1 建库内容

根据涉及数据类型，将其分为地形数据库、地籍数据库和土地利用数据库[2]。

2.1.1地形数据建库

地形数据按点、线、面建立拓扑关系，进行要素构面，构建符合地籍管理信息化要求的地形数据。

2.1.2 地籍数据建库

将地籍调查成果数据按照宗地和块地建立拓扑关系，进行要素构面；对宗地、块地和面状地物属性赋值，以实现空间数据与属性数据关联。

2.1.3 土地利用数据建库

将土地利用数据和土地权属数据进行分类编辑入库，主要包括地类图班、线状地物、地类界线等数据。

2.2建库技术

2.2.1 内业作业流程

外业通过现场调查核实，明确调查单元和内容，进行地籍测绘并完成权属调查，界址调查和测定，宗地权属上图，登记发证资料的核实套绘，完成外业工作为内业提供数据基础，后续内业工作主要如下：

1） 内、外业数据转换：通过建立CASS和MapGIS的编码对照表，使得内、外业地物编码相对应，从而保证内、外业数据最大程度的吻合，进而完成数据转换；

2）原始数据对照检查：确保图形的一致性和地物编码的合理性，检查地物连接、重叠地物、跨宗地地物、要素属性、构面缝隙及溢出检查，完成拓扑关系检查；

3）宗地数据录入和属性加载：需注意宗地界址线等地形要素的修改，通过自动计算建筑面积、容积率、建筑密度，实现宗地数据属性信息的加载；

4）完成地形、地类、宗地、房屋扩展面等数据的构建；

5）文件检查，完成数据库的整体构建。

2.2.2 数据检查

数据的质量直接决定了数据的可用性，而地形数据、地籍数据、土地利用数据的正确性直接决定了城镇地籍数据库的质量，各阶段的数据检查是保证数据质量的必要手段，需要通过计算机程序检查、人工检查的方式在核心环节对矢量数据、属性数据、关系数据进行质量控制，大致分为：

1）逻辑一致性检查

分为图形数据的一般性检查和拓扑关系检查。图形的一般性检查包括是否有线段自相交、两线相交、公共边重复、悬挂点或伪节点、碎片多边形等；图形的拓扑关系检查包括是否建立拓扑，多边形是否闭合，各图层间拓扑关系是否正确等。

2）属性数据检查

包括检查属性文件是否建立和齐全，各要素层属性结构是否符合标准要求；检查属性值的正确性，主要内容包括非空性检查、值域检查、唯一性检查等；将地类编码、地类面积等重要属性数据标注上图，检查属性值的正确性；检查分幅、行政区、权属区等的面积汇总数据是否正确；各图层之间属性值的一致性检查。

3）矢量数据与属性数据一致性检查

检查矢量数据与属性数据是否对应，是否存在个别图斑没有属性的情况；界址点、线属性统一在MAPSUV录入，宗地其他属性可用基础平台或系统工具录入，检查属性要记录好缺项并核实确认；要检查图属对应情况，避免多余属性记录。

4）其他数据检查

检查地籍档案资料扫描文件的正确性，与宗地和块地的对应关系；检查楼栋表与相应建筑物的对应关系。

2.2.3 建库成果

地形专题数据主要为：地形图上所有的点状、面状、线状地物，并包含高程注记、房屋注记、道路注记、自然村注记、单位名称注记、其它注记等数据；地籍专题数据主要有：宗地、界址线、界址点、宗地注记、道路注记、街道街坊注记；土地利用现状专题数据包括：地类块、地类块图斑线、地类块LABLE点、地类块注记、道路注记、街道街坊注记。

2.2.4 成果应用

基于以上数据库成果，可以实现专题图的制作，空间属性数据查询统计等库管理功能，基础与综合的空间分析功能。

3 三维展示技术研究

基于城镇地籍空间数据库，可以实现诸多空间分析功能，但是传统的二维GIS系统其表现上不尽直观，对于非专业人士较难理解，存在一定的使用局限性，而三维GIS的展现较为直观，不存在使用门槛。笔者将基于CityMaker从场景模型建立、建筑模型构建、地籍信息展示几方面进行阐述。

3.1 场景模型

利用数字高程模型（DEM）和区域影像数据（DOM），进行场景建模，可以展现出区域的地形起伏和地表特征，能够直观的反应区域环境。笔者利用该区域的地形数据和变更调查的卫星影像进行区域场景建模，主要技术方法如下：

提取地形图文件的等高线、高程点信息，通过ArcGIS工具箱中3D Analyst的创建TIN工具创建TIN数据，再将TIN数据转换为栅格数据，最终转换为CityMaker支持的DEM场景数据。

将DEM数据和卫片数据的坐标参考系统，转换为与CityMaker要求一致的系统，利用CityMaker TerrainPush将DEM和影像数据进行三维生产，生成融合地形和影像的地形综合数据，乌当地形.ted进行发布，通过CityMaker Explorer即可进行加载访问。[3]

3.2 建筑模型

建筑模型根据建筑物精细程度的展现要求，分为建筑物白模和精细模型。

其中，对于只关注其整体布局和高度的建筑物，可采用白模表达。利用数据库建筑物图层的信息进行快速建模的，通过建筑物的属性中的楼层或高度字段设定标高，基于建筑物的轮廓线生成建筑白模，同时根据建筑高度进行分类着色，从而体现出建筑物的整体面貌。

而对于标志性地物和用于精细化管理的建筑物，则需采用精细模型表达。具体可以采用3DSMAX、SketchUp和VRAY渲染器软件，基于地形底图和现场调研建立建筑物精细模型，同时根据精度要求分为中等精细模型和高等精度模型，两者在层次感展现上有所差异。

图1 建筑白模、精模对照图

3.3 地籍信息表达

宗地、地类等信息可以在三维系统中进行可视化展现，贴近三维地表。同时可以将地类信息、权属人等信息在三维平台中实现动态显示。可以实现全方位漫游，图属联动查询，通视分析、缓冲分析等多种空间分析功能，为地籍管理提供辅助决策支持。

图2 地籍信息三维展现图 图3 权属信息动态标注

4 总结与展望

笔者基于MapGIS探索了贵阳市乌当区城镇地籍建库的相关技术，并利用虚拟现实技术充实了其展现形式和分析手段，为城镇管理提供了便捷的辅助性支持。然而，笔者对三维展现的研究层次较浅，后续需深化对综合空间分析和三维互动的探索研究。

参考文献

[1] 贵阳市乌当区第二次土地调查城镇地籍调查项目技术总结.2011年5月.

[2] 城镇地籍数据库标准.TD/T 1015-2007.

[3]CityMaker三维模型制作规范技术白皮书.

作者简介：

史洋勋（1972-），男（仡佬族），贵州石阡，学士学位，贵州省地质矿产勘查开发局测绘院地理国情普查内业分院院长，测绘工程师，研究方向3S技术应用， 国土信息化等。

张磊（1983-），男，河北邯郸，硕士，贵州省地质矿产勘查开发局地理信息中心副主任，地理信息工程师、城乡规划工程师、测绘工程师、建筑工程师，主要从事测绘工程、地理信息、城乡规划等相关工作。

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