實景三維在國土空間規劃中的應用探究

張小林

（中煤航測遙感集團有限公司，陜西 西安 710199）

隨著科技水平的不斷提升，大數據處理技術、實景三維技術、智能平臺應用技術等新興技術的出現，促使自然資源管理部門的國土空間規劃及土地管理方式發生轉變。相比傳統的二維規劃模式，三維實景空間規劃具有更直觀、更科學、攜載信息量更大等多重優勢，與自然資源管理國土空間規劃中亟須解決的若干問題相契合。因此，探索將實景三維技術應用于自然資源管理國土空間規劃及土地管理方面的方法是重要的研究方向。文章基于實景三維技術及三維模型等數據，在國土空間規劃大框架下探討實景三維技術在國土空間規劃管理中的應用，對推動國土空間規劃及土地管理工作的應用技術變革具有重要意義。

1 實景三維在國土空間規劃管理中的應用思路

實景三維模型研究流程如圖1所示。

圖1 實景三維模型研究流程

在自然資源國土空間規劃框架下，利用傾斜攝影技術、自動化三維建模技術、三維激光掃描技術等，高效快速獲取相應數據，以三維實景數據和三維地形模型為基礎，通過現狀分析、綜合比對、國土部門職能分析等，確定自然資源管理部門各個科室工作職能與實景三維的關聯性等級。對重點國土科室與實景三維模型融合應用進行深入研究，制定可操作性的實施策略。

2 實景三維在國土空間規劃管理中的應用

2.1 在自然資源資產管理和不動產管理中的應用

將實景三維數據及模型嵌入基礎數據平臺，制定自然資源資產管理和不動產管理模塊，利用實景三維獨特的全局可視界面，決策者能夠直觀清晰地查看各類自然資源資產單元和不動產數據單元的區位地理位置、地形地貌、周邊地物等信息；能夠查覽所選要素涉及的全部屬性，包括權利性質、面積、坐落、產權信息、四至狀況、頒證情況等。利用實景三維技術能夠更直觀、全方位地對管理單元進行日常查詢及管理，對需要新增或數據更新的單元可以進行新增變更操作。

基于實景三維基礎的自然資源資產管理及不動產管理模塊，可以對所選模型進行常規操作，如放大、縮小、移動、多角度查看等，能夠測量模型中各類地物的長度、寬度、高度、面積、體積等參數，且與實際地物的數據信息一致；可以獲取相對應宗地權利人信息、權利人家庭成員信息、界址點坐標、宅基地面積、房屋建筑面積、相應權源資料、房屋和附屬設施邊長及相關的屬性數據；能夠對各類單元進行多元化的空間聚合疊加分析，包含空間三維量算及空間三維分析，滿足不同層次的三維應用需求。實景三維的應用可以縮短外業的作業時間，降低外業的工作強度，直觀查詢目標單元空間現狀，有效解決入戶測量困難的問題。

2.2 實景三維在自然資源開發利用中的應用

通過實景三維基礎地圖，創建土地節約集約、土地開發利用管理模塊，模塊對不同的土地用途實行差別化的節約集約管理。針對農用地，將農作物結構、平均單產量、分等定級、平均資金成本、勞動力等要素投入作為指標，進行輔助決策。針對經營性建設用地，將規劃布局、產業集中度、產業定位、建筑密度、結構匹配度、容積率、空置率、成本、稅收、利潤、能量使用等因素作為屬性參數，利用模塊進行科學管理。將非經營性建設用地涉及的量能適度、服務輻射半徑、服務水平、社會獲得感、社會整體效益等因素作為參數，進行節約集約管理。針對農村宅基地，實景三維可全局化考慮村莊規劃的科學性及規劃準確性，查看全域宅基地布局、村域戶均數量、各戶宅基地面積、家庭人口結構、房屋建筑結構、建筑容積率等[1]。

在可視化的實景三維界面中，決策者能夠直觀查看土地節約集約利用度及開發利用度，動態化進行土地市場監管及土地儲備管理。

2.3 實景三維在國土空間規劃中的應用

自然資源國土空間規劃工作離不開地形地貌分析，如雙評價中的資源環境承載能力評價、水源涵養評估、三區三線劃定、城市開發邊界、生態紅線劃定等。借助實景三維技術，真實展現規劃范圍內的建構筑物和周邊地物情況，對規劃面積、規劃體量、控高、日照等關鍵指標進行準確評估，利用可視域分析、限高分析、坡度分析、風向分析、日照分析等功能，輔助開展國土空間規劃及土地管理相應工作[2]。可以將建設單位提供的竣工測量CAD成果數據與實景三維模型進行空間疊加，對用地范圍和坐標放線進行全局審查，如道路、綠地、居民點、水暖電氣、建筑高度等是否符合建筑工程規劃許可證的相關規定。

2.4 實景三維在國土空間用途管制中的應用

2.4.1 用途管制方面的應用

將建設用地用途管制區數據嵌入實景三維模型，空間化展示用途管制區數據，設定各類用途管制區顯示方式，以直觀可視化的色差區域劃分不同管制區，分析各管制區內部土地利用現狀及地物沖突情況，輔助決策用途管制區相應地物調整方案。立體三維展示各地類用途管制信息，讀取涉及的參數數據，以數據可視化的方式（動態圖表、趨勢圖、餅狀占比圖等）對用途管制區進行地物查看及日常管理，更好地落實管制要求。

2.4.2 建設項目用地預審和選址、規劃條件和用地規劃許可工作方面的應用

將預建設項目進行三維單體化建模，依據預建設項目選址方案，將單體化的預建設項目模型進行同位置現場疊加，對預建設項目進行坡度分析、日照分析、用地分析、預審分析等，查看預建設項目全域規劃中的各類空間屬性，科學合理地進行建設用地預審及綜合選址工作。

2.5 實景三維在建設工程規劃管理中的應用

構建實景三維建設工程模型，全面展示工程基礎信息及工程施工進度，實景展示工程生產效果及預期影響，利用建設工程屬性數據庫查詢監測整體工程的生產施工質量。可以將地下空間相關數據庫（地下管線、管網、地下靜態交通、人防設施等）加載至實景三維模型中，立體可視化管理建設項目地上、地下全域空間。

2.6 實景三維在國土空間生態修復中的應用

可以將地質勘查項目區域化、單體化、模塊化，將對應數據模型嵌入實景三維數據平臺。實時查看勘查項目的項目范圍、用地情況、勘查狀況等相關屬性信息。全流程把控及監測地質勘查項目的進展狀況，將地質災害點（地裂縫、地面塌陷、坑道突水等）矢量數據嵌入實景三維模型，設置災害輻射半徑，劃定災害涉及范圍。決策者能夠清晰、直觀地查看各類地質災害點所處位置中心點，可視化查閱災害輻射范圍，科學制訂災害預警機制及安全預案，輔助日常工作管理。

在國土空間綜合整治、礦山地質環境恢復治理、地質災害防治方面，可以通過單體化建模，將綜合整治區域地類地物疊加到實景三維模型中，通過色塊劃分整治地物類型，清晰直觀區分農用地整治、建設用地整治、生態保護修復等各類整治項目。可以點選查看整治區各類屬性信息，科學合理進行國土空間生態修復整治管控。

此外，實景三維技術在地質勘查和地質遺跡調查工作中也具有重要的應用價值。一是可以將區域調查數據疊加導入實景三維數據模型，查閱瀏覽各類、各比例尺下的地質勘查數據；可以疊加不同比例尺的新時相地形圖，全面參考實景三維展示的地物地類，以全局化的視角管理地質勘查項目全流程。二是可以將區域性地質遺跡調查、地質遺跡集中區調查、地質遺跡點調查數據載入實景三維模型，對范圍內的地質遺跡進行整體概略性查閱及管理；可以對地質遺跡進行單體建模，實景化展示地質遺跡全貌，全面打造智慧展覽工程，構建智能化新型展覽模式。

2.7 實景三維在耕地保護監督中的應用

將全域耕地數據導入實景三維模型，錄入耕地地塊涉及的各類屬性信息，以地塊為基本單元查看耕地基礎信息，包括耕地面積、地力等級、耕地質量等別、耕地坡度級別等。配套多元化空間分析統計模塊，按行政區、按指定范圍、按單地塊進行各類耕地面積統計，通過數據可視化形式展示耕地面積、耕地保有量、平均耕地質量、耕地分布狀況、田坎系數等重點指標數據。充分利用實景三維模型，依據耕地圖斑范圍等矢量數據，嚴格落實監測耕地范圍內非耕地物的現狀及耕地非農化的情況，對執行耕地保護制度工作具有積極作用。

將永久基本農田劃定數據庫、基本農田儲備區數據庫、高標準農田建設數據等相關成果疊加至實景三維模型中，可視化查看永久基本農田現狀及管理范圍，管控永久基本農田、基本農田儲備區、高標準農田數量及變化狀況，管理基本農田配套設施設備，輔助耕保日常工作。

充分利用三維實景模型高精度、高分辨率、高清晰度的特點，將耕地數據、土地管理信息加載到實景三維模型中，精準、真實地反映自然景觀及附屬物的位置信息、生態地貌，為資源保護、生態修復、耕地保護和綜合治理提供支撐。對工程建設占用耕地實行占補平衡，即占多少墾多少、占優補優。由于以前技術手段相對單一，數據獲取較為困難，數據時相相對較差，難以做到精準管理，利用實景三維地圖，補充耕地的地理位置、面積、坡度、是否適宜耕種等，在圖上可以直觀顯示，管理更方便。把耕地和基本農田數據等導入實景三維地圖數據平臺，與最新遙感影像數據進行疊加比對，能夠監測到新建房屋的位置、新增非農化問題以及建筑物在基本農田中的情況，利用監測得到的地塊信息，配套GPS定位，直赴現場，進行精準查處。

2.8 實景三維在自然資源執法中的應用

充分探究實景三維模型數據與自然資源執法監察系統各專題應用的相互融合，利用實景三維系統與遙感一張圖監測監管平臺的技術鏈接，實現實景三維在自然資源執法平臺的嵌入、融合與應用，實現“看實景、查現狀、觀全局”。將實景三維成果作為自然資源執法內業核查的基礎時點和數據底圖，有效排查比對新增土地出現的問題；構成有效監督，實現同步輔助外業核查，降低自然資源執法成本，提高執法效率。

2.9 實景三維在礦產資源保護監督中的應用

礦產資源保護監督科日常工作主要圍繞礦業權管理、礦產資源儲量監管方面。以實景三維模型為基礎，通過礦井位置、礦產開采區侵占土地、礦井固體廢物堆放點、尾礦庫分布、礦區污染輻射范圍等信息，確定采礦沉陷范圍區的地表形變、礦山用地地表覆蓋、分析統計礦區坡度高程、礦山范圍各類用地地表覆蓋面積、礦區邊坡形變等各類可量化指標，更全面、更準確、更及時地掌握各監測指標現狀、動態變化和發展趨勢。利用多時相實景三維成果，動態監測礦產資源的變化，結合礦產資源分布情況以及開采量，分析、預警礦產資源利用率及生態變化，為礦產資源管理部門提供基礎數據。

3 結語

隨著實景三維技術的全面推廣，將實景三維滲入各行業，可以加快各行業科學發展，促進空間信息從二維走向三維。實景三維可以為產業帶來新的市場機會，作為新型基礎測繪的標準化產品，將推動和促進地理信息產業的技術創新與應用服務升級。實景三維涉及面廣、覆蓋面全、任務量大、新探索多，自主可控、自動化、智能化技術體系的建設是需要解決的技術難題，相關部門、科研院校、事業單位與企業等要形成合力，共同為實景三維建設助力。