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三维地籍建立的问题研究
三维地籍建立的问题研究
摘要:
随着经济、技术和社会的快速发展,基于二维平面的、以地表权利为核心的传统二维地籍已经不能满足我国地籍管理的需要,建立三维地籍成为了解决这一问题的必然选择。
本文介绍了三维地籍的概念和特点,提出了建立三维地籍在技术、法律和经济方面存在的问题,总结了相对的解决方法。
关键词:
三维地籍土地利用空间数据
地籍从最初建立到现在,已有几千年历史,随着全球化、信息化的广泛推进,政府、规划者和土地产权主体等各种不同的使用者对地籍工作提出了更高的要求。
目前,大多数国家的地籍仍是基于二维空间建立的。
随着地面以下和地面以上的空间建筑物、构筑物的增多,需要一种能记载土地空间利用的地籍来对土地空间进行登记,用以记录土地空间的三维信息和其他的属性信息,但是现有的二维地籍缺乏这方面的能力,因此,二维地籍走向三维地籍已成为地籍发展的一个重要方向。
1三维地籍简介
1.1三维地籍的概念
传统地籍是基于二维平面的、以地表权利为核心的地籍,它以二维宗地作为基本管理单元来管理和登记土地相关的权利、约束和责任,其存在的理论基础是同一宗土地在垂直方向上的权籍一致性:
即地下、地表和地上属于一个权利人[1]。
现代地籍是由国家监管的、以土地权属为核心、以地块为基础的土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用现状等土地基本信息的集合,用数据、表册和图等形式表示。
三维地籍是将土地空间的概念引入到地籍中,将具有独立产权的土地利用空间单元作为地籍的最小单元予以登记,对其所具有的属性信息和空间信息进行记载和管理。
三维地籍建立的基础是土地利用空间单元,核心是土地空间利用单元的权属,其记载和表述的内容具有法律意义,三维地籍在内容上不仅记录了土地利用空间单元的状况,还记载了其他附着物的状况,完整的反映了土地利用空间单元的属性信息和空间信息,是土地空间利用单元基本信息的集合,是一个完整的信息系统。
1.2三维地籍的特点
三维地籍是适应社会经济等各方面发展的产物,是历史的必然选择。
三维地籍的特点主要区别于二维地籍所体现出的不同,表现在对象空间信息表达、对权属关系的反映情况、对地籍信息的质量要求、对土地利用状况的反映情况和地籍用途几个方面。
2三维地籍建立的问题研究
2.1三维地籍的技术问题
从技术层面上看,三维地籍的建立主要包括三维数据的采集、存储、表达和应用,即在GIS技术的支持下,借助GPS技术、遥感、摄影测量,以及测绘技术采集三维数据,采用数据库技术和共享技术实现三维数据的存储与管理,利用虚拟现实技术对三维数据进行交互和分析应用。
2.1.1三维地籍的数据采集
三维地籍的数据采集主要包括三类数据:
一是高程信息;二是三维表层信息;三是非空间属性信息。
其中,高程信息采集可利用现有测量技术,在二维的x和y坐标中加入z坐标的值。
现有水平坐标和高程坐标已融为一体,例如WGS84,以GPS为基础的测量提供了高程坐标,激光水准仪可以很有效率的提供一大片区域的高程数据,全站仪也是高程信息收集的重要手段[2]。
对于三维表层信息的采集,数字摄影测量、遥感、软件科学以及影像显示与识别技术为此提供了技术支持。
3S技术集成形成高精度、多信息量的对地观测系统,为大范围区域内数据获取和更新,提供了方便快捷的方法。
当然,现阶段也存在一些问题,首先在遥感影像(尤其是高分辨率影像)与三维地形数据获取方面,由于获取价格较高导致大规模应用仍有一定难度。
但随着我国以中巴资源卫星为代表的遥感卫星技术的发展,以及国土资源部、科技部在应用中巴资源卫星方面的全面合作,此项瓶颈获得解决指日可待[3]。
其次地下空间在权属、行政界线的确定方面与地面不同,主要是因为地下空间存在测定围护墙体厚度和桩基深度等问题;此外相对狭窄的地下空间的测量环境也不同于地面,比如不能够接收到GPS卫星信号使得测量技术的应用方面受到极大限制[4]。
因此,为了能够利用三维坐标准确确定地下空间地理位置以及地下空间宗地的权属界线等信息,需要改进传统地籍测量技术方法。
三维地籍的非空间属性信息主要包括项目名称或坐落、产权人、地下空间使用权的取得方式、用途、使用期限、相对应的地号、地下建筑面积、建筑结构、地下层数、部位、建筑类型、竣工日期、地下空间出入口的权属问题等,一般可以通过地籍权属调查和房产权利人信息调查等方法来获取。
2.1.2三维地籍的数据管理
三维地籍数据库是三维GIS的核心,直接关系到数据的输入、存储、处理、分析和输出等GIS的各个环节,它的好坏直接影响着整个GIS的性能。
三维地籍数据库应该以一体化的方式处理二维与三维地籍空间实体,实现二维与三维地籍数据的综合存储,为综合性的查询与数据管理提供基础;达到二维地籍与三维地籍数据的动态关联,既可以根据地表二维地籍查询该地块之下的地下空间权属情况,也可以通过地下三维实体通过三维实体的投影搜索地表相关的地块。
现阶段以Oracle数据库为代表的商业数据库是三维地籍常采用的数据管理软件,虽然Oracle的空间管理系统可以存储三维信息中的点,线和面等所有的空间信息的种类,但是几何学的功能(面,重叠……)仍然被限制在二维中。
针对三维地籍数据动态、海量的特性,可在Oracle数据库中对三维地籍数据实行分区、分块和分层的联合索引存储,由此提高数据检索效率。
分区就是按管理区域分成城镇和农村两部分;分块是按三维地籍管理权限分为土地调查、土地登记、土地统计和地籍档案管理;分层就是根据三维宗地的数据组织方式进行分类的,将三维宗地地籍数据分成几个小表进行存储,可分为三维宗地表空间、基本体素表空间、四边形表空间、三角形表空间、界址线表空间和界址点表空间。
将三维地籍数据分区、分块和分层联合存储,并通过索引连接,可以比较灵活地对三维地籍数据进行划分和存储,能在很大程度上提高三维地籍数据查询和修改的效率,有利于数据分类管理。
如果某个表空间出现故障,其他表空间的数据仍然可用,维护也方便。
如果某个表空间出现故障需要修复数据,只要修复该表空间即可,对指定对象的查询也仅需搜索对应的表空间,从而改善了查询的性能,增强可用性[5]。
目前,还需要加强如何在时间尺度上对三维地籍数据进行动态管理的研究,提高数据管理的时效性和科学性。
2.1.3三维地籍的数据表达
三维地籍数据表达主要是依靠GIS和虚拟现实等技术实现的。
传统的GIS软件(空间分析功能强大)和CAD软件(数据编辑功能强大)已经普遍用于空间数据表达,但不具有很好三维处理的功能,国内外一些GIS软件已经具有二维半的三维模型表面和三维景观模型的能力,但还是无法进行切制剖面、三维查询、三维分析等真三维操作,目前的GIS主要局限于二维或二维半空间数据的表达和处理,难以真实再现人们所生存的现实的三维客观世界,不能满足人们对三维地物的查询分析要求[6]。
随着计算机技术、图像图形处理技术等相关技术的发展,GIS软件从二维发展到三维才能实现地理信息的真三维表达。
虚拟现实是三维地籍信息系统建设中必不可少的技术,是对传统GIS可视化与交互操作、可视化分析、仿真与模拟技术体系的创新,使用户从多角度、多层次、实时地感受和理解。
虚拟现实技术实现主要包括三维建模、可视化与空间分析等。
三维建模要从地面建模、建筑物建模和地物表面建模展开,即利用DEM或TIN数据进行地面建模,再根据地面建筑物的高度或层数确定地上(地下)建筑的Z坐标值进行建筑物建模,然后以地物表面图像实现三维实体的形象化表达,同时为了适应宗地中地上或地下建筑物的管理需要,还必须提供户型信息及层高信息,以便于区分建筑物中不同土地权利人及用途情况。
三维可视化主要功能是根据用户需要,方便进行三维地籍图的显示和交互,输出各种专题图、统计图等。
空间分析主要提供一些数据库和地籍单元的分析功能,典型的有空间统计分析、面积体积计算、空间叠置及缓冲区分析等[7~8]。
结合最新网络发展技术,针对三维地籍信息系统的复杂性,研究网络的虚拟现实技(WEB3D)是提高其运行效率的重要途径,例如,虚拟地理信息系统可作为三维地籍系统建设的参考,采用GIS技术存储、管理空间数据,结合Java3D和VRML软件开发虚拟现实系统,并应用相关接口标准、互操作等技术实现GIS和虚拟现实系统集成,此外还可以借助于诸如Agent、人工智能等方法进一步提高系统稳定性和分析运行能力[8]。
2.2三维地籍的法律问题
随着土地立体空间利用,地籍的权利空间、相邻关系等也都随之发生了重大变化,更多的权属问题已经无形中延伸到了三维空间权利实体当中,相互间关系的界定和处理也变得更为复杂,需要将研究的目光更多的投入地上、地下综合体的权属问题上,从法律角度对三维地籍中呈现的复杂权属问题进行界定,有效保障土地所有者和使用者在土地三维空间中的合法权益。
建立三维地籍最必要的条件是要对三维地籍的空间权利在法律上进行定义和说明。
现行的法律上也没有对土地的使用权的空间界限和范围做出明确的规定,在目前的土地调查和土地登记中也没有对土地使用权的空间进行明确的限制,空间权利的定义和权利的性质没有明确的规定,在空间上存在着重叠的不同土地使用者的产权也没有明确的界定[9]。
传统地籍是基于二维平面的、以地表权利为核心的地籍,它以二维宗地作为基本管理单元来管理和登记土地相关的权利、约束和责任,其存在的理论基础是同一宗土地在垂直方向上的权籍一致性:
即地下、地表和地上属于一个权利人[1]。
显然传统地籍不能解决土地立体化开发利用中的地籍管理问题,迫切需要引入三维地籍概念。
3D地籍是在地籍概念中引入三维产权(空间产权)的概念,它不仅可以登记和洞悉二维宗地的权况,而且可以注册、明晰和界定三维产权单元(3DPropertyUnit)的空间权属[10-11]。
这里三维产权单元是指隶属于自然人或者法人的封闭的三维权利实体(如1套房产),是三维地籍中最小的单元,相当于传统地籍中的宗地。
当前,大多数的三维地籍研究是以整栋建筑物为研究对象进行建模和可视化,实际上一栋建筑物的内部可能还包含多个分属不同权利人的权属空间。
因此真正意义上的三维地籍系统,应该以独立的产权基本单元(如1套住宅)为研究对象,研究它们的存在形式、划分方式、建模方法、可视化等方面,以管理现实世界中的权属状况,从而区分不同的产权单元,减少法律纠纷。
2.3三维地籍的经济问题
地籍最初是一种国家工具,地籍测量、登记等工作都是由国家机关来进行的,地籍信息的获取和地籍管理是需要很大成本的,现在地籍存在着很大的社会经济效益,但是并没有形成一种产业,目前地籍信息获取和地籍管理的资金的主要来源还是国家。
三维地籍建立的成本一般包括两个部分:
三维地籍信息的获取成本和三维地籍建立以后的管理成本[4]。
(1)三维地籍信息的获取成本。
信息的获取成本是指为获取土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用状况等土地基本信息所消耗的人、物、财和时间成本。
(2)三维地籍的管理成本。
管理成本主要指:
地籍信息管理的成本主要包括建立地籍信息管理制度的成本、地籍档案管理成本和地籍信息系统的建立、应用和维护的成本。
三维地籍建立的基础是三维地块,但是界址点的设置是一个比较复杂的问题,例如如何确定界址点的位置,对不能明显加以标识的界址点的几何坐标的测量和定位,并且界址点的数量相对二维宗地来说大量增多,界址点数据采集工作量和难度也大为提高,此外增加了三维地块的高程信息、土地的空间信息、土地利用复杂性以及相关权属的确定,工作量有了很大的增加。
因此建立完整三维地籍需要进行大量的土地调查和测绘工作。
大量的三维信息需要有效的管理系统和存储系统来保证信息的完整性和准确性,必将增大三维地籍的管理成本和系统维护的成本。
现在土地利用呈现出变化快,频率高,土地利用复杂的特点,三维地籍的日常变更也需要大量的人力和物力来维护和支持。
三维地籍系统对于的质量和精度的要求更高,需要一种新的地籍信息来实现三维地籍的多用途功能,支持海量的三维空间数据和属性数据,实现三维地块之间拓扑关系和可视化。
总之,三维地籍的信息获取成本和管理成本较二维地籍都有所提高,政府部门在增加三维地籍建设资金的同时,还要积极促进三维地籍的市场化,通过网络三维地籍信息平台来提高三维地籍的收益。
4结语
本文在参考国内外三维地籍研究现状的基础上,结合我国的土地利用和管理现状,介绍了三维地籍的概念和特点,并对其建立时遇到的问题进行了研究。
总之,三维地籍作为地籍发展的一个重要方向,它的建立对土地利用和土地管理都具有很很重要的作用,能推动土地市场的进一步繁荣与发展,发挥地籍在社会经济发展规划中的作用。
参考文献
[1]林亨贵,郭仁忠.三维地籍概念模型的设计研究[J].武汉大学学报:
信息科学版,2006,31(7):
643-645.
[2]詹长根.地籍测量学[M].武汉大学出版社,2001.
[3]刘咏梅,李谦,江南.三维地籍与城市立体空间开发的信息技术应用分析[J].地球信息科学学报,2010(3):
392-397.
[4]王超领,岳东杰,王瑞,等.城市地下空间三维地籍的建立研究[J].测绘科学,2009(6):
15-16.
[5]罗亮,左延英,曾磊,等.面向地籍的三维数据结构与存储的优化[J].现代测绘,2011
(1):
50.
[6]李清泉.基于混合数据结构的三维GIS数据模型与空间分析研究[D],武汉:
武汉测绘科技大学,1998.
[7]StoterJEandHDPloeger.MultipleUseofSpace:
CurrentPracticeofRegistrantonandDevelopmentofa3DCadastre[J].InProceedingsofUDMS0223rdUrbanDataManagementSymposium,Prague,CzechRepublic,2002.
[8]朱合华,张芳,李晓军,等.城市数字地下空间基础信息系统及应用[J].地下空间与工程学报,2006,2(8):
1301-1307.
[9]林增杰.地籍管理[M].北京:
中国人民大学出版社,2001.
[10]艾东,朱彤.土地立体利用与三维地籍[J].国土资源科技管理,2007(5):
126-131.
[11]詹长根,齐志国,赵军华.三维地籍的建立分析[J].国土资源科技管理,2006,23
(2):
79-81.
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