不動產空間數據二三維一體化存儲與表達關鍵技術研究

徐翔 孫云 凌達

摘要：本文以不動產登記工作對三維GIS的需求為出發點，對不動產空間數據二三維一體化構建原理及方法進行闡述，分析不動產空間數據二三維一體化統一存儲與可視化表涉及的關鍵技術，為實現二三維統一存儲管理和三維場景無插件場景展示提供依據，為不動產統一登記發證和權屬管理提供技術支撐。

關鍵詞：二三維一體化;GIS;不動產;空間數據;

0 引言

不動產登記制度是國家機構改革以及政府職能轉變中一項重大改革任務，權籍調查作為不動產登記的前提，是服務和支撐不動產登記工作的核心。2015年3月，《國土資源部關于做好不動產權籍調查工作的通知》明確各地應結合實際，建立不動產權籍調查管理系統，滿足對不動產權籍調查中圖形數據、屬性數據和檔案等成果的一體化存儲與管理，為不動產權籍調查的有序開展提供科學支撐。

由于不動產登記數量大、歷史關系復雜、來源多，且不動產權籍調查基礎地理信息數據多為矢量數據（點狀、線狀及面狀數據），隨著不動產管理工作需求的不斷提高，二維管理模式難以解決現有不動產登記信息定位難，房屋二維矢量圖形不完整等問題，無法精細化表達不動產垂直方向上的分層結構[1]。針對以上問題，國內外眾多研究人員提出不同場景和應用方向上的三維GIS解決方案[2-4]，將高程數據與柵格紋理的疊加，能更加直觀、形象的反應不動產及周邊地物情況，滿足復雜空間權利的不動產權籍管理，為不動產登記三維表達提供新思路。

1 二三維數據構建

不動產三維模型的構建包括基于二維矢量數據集進行不動產產權三維重建以及通過無人機傾斜攝影構建的實景三維模型。

1.1 不動產產權三維模型構建

不動產產權三維模型的構建需要結合目前主流的GIS產商（如ArcGIS、MapGIS平臺）提供的3D建筑物創建工具。構建流程為：首先，以不動產自然幢空間要素為參考，根據不動產分層分戶數據，對層要素、戶要素集進行匹配，將樓層要素疊加生成二維矢量數據集;其次，通過二維數據集關聯不動產統一登記成果中的自然幢要素、宗地素和分層分戶要素生成房屋輪廓面，依據房屋實際的高程信息伸輪廓面，將二維數據集拉伸成具有多層次結構的三維白模;再次，根據建筑物實景圖片獲取建筑物的對應的紋理及特征信息，進行模型的貼圖。最后，以不動產單元號為關聯字段，將房屋三維模型與不動產登記權屬信息進行關聯，完成基于二維矢量數構建不動產產權三維數據。

1.2 三維實景模型構建

通過無人機傾斜攝影數據的采集來構建三維實景模型。首先，通過無人機獲取傾斜攝影數據，基于傾斜影像的空中三角測量技術獲取DLG數據以及范圍高程數據;其次，根據DLG進行房屋三維白膜的批量拉伸;最后，對傾斜模型進行屬性關聯、質量檢查，完成大場景實景三維模型的構建。

2 二三維一體化數據統一存儲

對不動產登記成果數據建立統一標準，即將不動產成果數據按照要素類型分成多個數據集進行存儲和管理。在數據集的基礎上，通過制定規則，進行合理分層（將圖幅按照要素類型分成不同的圖層）和適當分區（即將多個圖幅相應圖層的數據分塊）來提高對海量不動產數據的存儲、查詢和管理，數據存儲以對象-關系型數據庫保存系統工作過程中產生的海量空間數據。

對于矢量數據，按照類型可將點數據、線數據和面數據統一通過 ArcSDE 存放在 Oracle 中，數據表之間通過不動產單元號進行邏輯關聯。

對于柵格數據，主要包括影像數據、紋理數據和DEM數據，在存儲時進行分塊處理，有效地減少數據的傳輸速度和效率。

對于不動產三維數據，在進行二三維一體化數據統一存儲設計時，需將不同類型的數據進行統一。對于不動產產權三維模型數據的存儲，可以直接在二維數據原有屬性外，增加分層分戶空間數據和房屋三維模型單體單元的層高、高程、紋理等信息內容，便于簡化存儲空間。而對于三維實景模型數據則采用通用的空間數據存儲格式（如.GDB格式），通過與不動產登記權屬信息的關聯，實現二三維一體化數據統一存儲和同步編輯。

3 二三維一體化不動產數據表達

3.1 二三維一體化不動產數據表達思想

由于不動產基礎數據、權籍數據空間尺度的不同，不動產登記數據的表達可以歸結為大尺度數據表達和小尺度數據表達。大尺度數據包括不動產權籍數據和三維傾斜攝影數據，通過權籍調查數據與三維傾斜攝影數據的關聯，宏觀地展示房屋的空間位置和周邊地形地貌。小尺度數據主要是不動產產權三維數據，基于房屋分層分戶圖，用于展示房屋結構和權屬范圍。

二三維一體化不動產數據表達的核心思想即在宏觀范圍內大尺度展示房屋及周邊地物三維信息，通過點擊任意位置房屋傾斜攝影模型，即可轉入到不動產產權三維數據，小尺度精細的展示不動產權屬信息及范圍權利登記狀況，以此實現不同尺度場景切換及展示。

3.2 二三維一體化顯示一體化

目前，二維 GIS表達主要是通過GDI對矢量數據進行繪制，而三維 GIS 則采用三維渲染引擎技術實現數據的可視化表達。

為保證二三維聯動聯動顯示的效率，本研究采用 OGRE 渲染引擎統一渲染的方法，當用戶點擊傾斜攝影模型時，直接通過三維引擎進行正交投影切換到小尺度地理場景，當用戶進行模型操作時，可通過屏幕坐標和模型元數據進行投影變換，從而實現二、三維數據一體化顯示，進一步提高聯動的顯示效率。

3.3二三維一體化數據一體化

本研究以數據驅動的方式來實現二、三維數據的一體化聯動顯示。即當對二維視圖的數據進行編輯時，更新過的數據以統一的數據格式存放于數據庫中，通過標識碼的匹配對數據庫中的源文件進行覆蓋，完成數據庫中的數據編輯更新，二、三維數據通過渲染引擎，經過投影變換更新三維場景的數據并顯示，以此實現二三維數據的一體化顯示。

聯動過程中，可以通過分級設置二、三維場景的刷新率，二維場景的刷新率主要以滿足最低需求，同時略高于最低需求為準。在更新過程中，只更新變化的區域（如更改模型的顏色，只需要更新顏色對應的數值而不需要修改地物符號），以此節約資源用于三維場景的繪制，從而提高二、三維一體化渲染整體顯示效率。

4 結語

本文以不動產登記工作對三維數據的需求為出發點，論述了二三維一體化數據的構建，研究二三維一體化數據存儲、顯示以及二三維一體化數據一體化的技術方法，為長期以來由二三維數據資源整合難、數據難以實現一體化存儲等各種問題提供了一種解決思路，為不動產領域提供了一項新的探索。

參考文獻

[1]袁靜.二三維一體化不動產管理平臺設計與實現[J].現代測繪，2021，44（1）：60-64.

[2]朱慶.三維GIS及其在智慧城市中的應用[J].地球信息科報，2014，16（2）：151-157.

[3]張賜，吳健平.基于AE的校園房產三維GIS系統開發與研究[J].計算機技術與發展，2011，21（2）：215-218.

[4]羅新茂，柯新利，婁四平，等.基于Super Map GIS的高校三維可視化房產管理信息系統的設計與實現[J].湖北科技學院學報，2009，29（3）：121-123.

[5]黎慧斌.不動產登記成果二三維一體化應用關鍵技術研究[J].測繪與空間地理信息，2019：188-189.

作者簡介：徐翔（1986-），男，云南，工程師，2002年畢業于昆明理工大學，主要從事與測繪地理信息、軟件系統研發相關的工作。