國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李 佩,呂志慧

(江蘇省測繪研究所,江蘇 南京 210013)

0 引言

實(shí)景三維中國建設(shè)是面向新時(shí)期測繪地理信息事業(yè)服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的新定位、新需求,是對傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型升級,是測繪地理信息服務(wù)的發(fā)展方向和基本模式[1]。目前,全國實(shí)景三維建設(shè)工作正在如火如荼地進(jìn)行,相對于傳統(tǒng)二維GIS數(shù)據(jù)抽象、單平面的表達(dá)方式,實(shí)景三維數(shù)據(jù)具備真實(shí)、立體、直觀的表達(dá)優(yōu)勢特征,可為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)提供統(tǒng)一的時(shí)空數(shù)據(jù)基礎(chǔ)底板,更好地支撐自然資源管理工作。目前有不少研究人員對實(shí)景三維應(yīng)用進(jìn)行了研究,楊密[2]提出了基于實(shí)景三維數(shù)據(jù)可在自然資源調(diào)查監(jiān)測、國土空間規(guī)劃、自然資源和不動(dòng)產(chǎn)登記、生態(tài)修復(fù)和應(yīng)急測繪保障等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用探索。宋關(guān)福等[3]基于新一代三維GIS在自然資源與不動(dòng)產(chǎn)信息管理中進(jìn)行應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了自然資源和不動(dòng)產(chǎn)信息的一體化管理、用途管制及輔助決策能力。黃林周等[4]利用實(shí)景三維技術(shù)在智慧林業(yè)中賦能應(yīng)用,有效助力了林業(yè)資源管理、違建普查、消防應(yīng)急等工作。張英棟等[5]利用實(shí)景三維對輸變電工程選線規(guī)劃進(jìn)行了研究,提高了選線效率和質(zhì)量。伴隨實(shí)景三維的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)自然資源管理從二維向三維轉(zhuǎn)變,以實(shí)景三維筑牢自然資源數(shù)據(jù)基底,是未來發(fā)展的大勢所趨,因此應(yīng)當(dāng)積極探索實(shí)景三維應(yīng)用,發(fā)揮實(shí)景三維數(shù)據(jù)的最大效能。

隨著城市的發(fā)展,目前土地資源的利用已經(jīng)不僅僅局限于平面,而是立體的,因此國有建設(shè)用地立體管理越來越重要。而傳統(tǒng)國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓僅以二維的簡要界址邊界輪廓線進(jìn)行描述,不能滿足現(xiàn)階段國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓精細(xì)化管理的需求,因此為了促進(jìn)土地節(jié)約集約利用、實(shí)現(xiàn)土地要素精準(zhǔn)高效配置,本文采用三維技術(shù)手段,構(gòu)建國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對國有建設(shè)用地地上、地表、地下一體化精準(zhǔn)表達(dá),可有效提升國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓精細(xì)化管理能力。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu),自下而上分為支撐層、數(shù)據(jù)層、表現(xiàn)層,如圖1所示。其中,支撐層為系統(tǒng)研發(fā)需要的硬件和軟件基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)據(jù)層包括行政區(qū)劃界線、數(shù)字正射影像圖、數(shù)字高程模型、傾斜攝影三維模型、規(guī)劃條件三維模型等數(shù)據(jù)資源,用來構(gòu)建三維地理信息場景。表現(xiàn)層主要包含土地資源、信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)功能和地下模式5個(gè)模塊,為國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓管理業(yè)務(wù)提供支撐。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和統(tǒng)計(jì)等功能,實(shí)現(xiàn)對國有建設(shè)用地的立體化、精細(xì)化管理。

其中,土地資源主要實(shí)現(xiàn)三維地理場景中的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)資源名稱的聯(lián)動(dòng)展示。信息查詢主要支持通過點(diǎn)擊國有建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)查詢每個(gè)地塊的屬性信息。統(tǒng)計(jì)分析主要是查看不同年份的出讓宗地地塊的數(shù)據(jù)數(shù)量和面積信息。基礎(chǔ)功能提供基礎(chǔ)的量測功能,方便用戶對宗地進(jìn)行基本的平面距離、面積和高度量測。地下模式主要是支持查看三維宗地地塊的三維規(guī)劃條件,區(qū)分地上、地表、地下,實(shí)現(xiàn)三維地塊的立體展示。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用前后端分離技術(shù),前端采用VSCode結(jié)合Vue框架進(jìn)行研發(fā),利用三維渲染引擎Cesium,構(gòu)建三維地理信息場景,利用其提供的二次開發(fā)接口支撐基礎(chǔ)功能研發(fā)。后端采用NodeJS框架,利用其能實(shí)時(shí)處理大量信息的優(yōu)勢,構(gòu)建Web應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫采用開源的分布式文件存儲(chǔ)Mongodb數(shù)據(jù)庫,具有高性能、易部署、易使用等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)傳輸采用3DTiles格式,它適應(yīng)于實(shí)時(shí)渲染調(diào)度的glTF作為模型底層存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),定義了面向大型地理場景可視化,采用JSON結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)細(xì)節(jié)層次樹數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),保證了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下三維數(shù)據(jù)高速渲染的特性。

2.1 三維地理信息場景構(gòu)建

三維地理信息場景構(gòu)建的數(shù)據(jù)資源主要包含空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)主要包含數(shù)字正射影像圖、數(shù)字高程模型、行政區(qū)劃界線、土地出讓數(shù)據(jù)和傾斜攝影三維數(shù)據(jù)等。非空間數(shù)據(jù)主要包含出讓土地的基礎(chǔ)信息,如地塊屬性、規(guī)劃條件等。所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需要經(jīng)過統(tǒng)一處理后,才能接入系統(tǒng)。

2.1.1 數(shù)字正射影像

數(shù)字正式影像數(shù)據(jù)采用2021年全省0.5 m分辨率tiff格式的數(shù)據(jù),采用ArcGIS進(jìn)行切片處理,利用ArcGIS Server發(fā)布為WMTS影像服務(wù)供系統(tǒng)調(diào)用。

2.1.2 數(shù)字高程模型

數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)采用全省1個(gè)點(diǎn)分辨率/m2的Lidar激光點(diǎn)云生成的高精度地形數(shù)據(jù),通過開源Cesium Terrain Builder高程切片生成工具進(jìn)行切片處理,最終生成.terrain地形文件,利用IIS或者Tomcat發(fā)布服務(wù)供系統(tǒng)調(diào)用。

2.1.3 行政區(qū)劃界線

基于QGIS設(shè)置數(shù)據(jù)顏色、透明度等樣式并導(dǎo)出SLD樣式文件,采用GeoServer發(fā)布成WMTS服務(wù)供系統(tǒng)調(diào)用。

2.1.4 土地出讓數(shù)據(jù)

土地出讓數(shù)據(jù)主要是收集了試點(diǎn)地區(qū)2002—2023年土地出讓宗地?cái)?shù)據(jù)。對于沒有規(guī)劃條件的二維出讓宗地矢量數(shù)據(jù),統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成GeoJSON格式的數(shù)據(jù),不同土地出讓階段的數(shù)據(jù)采用不同的顏色進(jìn)行表達(dá),供系統(tǒng)直接調(diào)用。對于有規(guī)劃條件的二維出讓宗地矢量數(shù)據(jù),具有比如32 m≤建筑高度≤60 m、地下≤2層等規(guī)劃信息,按照規(guī)劃條件基于開源三維模型制作軟件blender制作三維模型形成三維立體成果,采用三維模型切片工具進(jìn)行切片處理后發(fā)布成服務(wù)供系統(tǒng)調(diào)用。對于規(guī)劃設(shè)計(jì)條件中的車行、人行出入口,采用文字的形式標(biāo)注在三維場景中。

2.1.5 傾斜攝影三維數(shù)據(jù)

傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)主要是收集了試點(diǎn)區(qū)域優(yōu)于0.05分辨率的數(shù)據(jù)。采用傾斜攝影三維模型切片工具對模型進(jìn)行紋理壓縮、頂層節(jié)點(diǎn)合并等輕量化處理操作后發(fā)布成服務(wù)供系統(tǒng)調(diào)用。

2.2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能主要包含土地資源、信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)功能和地下模式5個(gè)模塊,實(shí)現(xiàn)了對國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓全業(yè)務(wù)鏈條支撐。在供地方案環(huán)節(jié),基于三維地理信息場景,實(shí)現(xiàn)了建設(shè)用地地上、地表、地下的不同用途分層關(guān)系,直觀清晰地體現(xiàn)宗地界址的地理位置和環(huán)境狀況,管理單位可根據(jù)周邊配套信息、區(qū)位位置,為出讓原始價(jià)、土地單價(jià)、土地總價(jià)等地價(jià)測算集體決策提供參考。在出讓公告環(huán)節(jié),用地單位可以在線看地,直觀地了解出讓地塊分布、地塊規(guī)劃指標(biāo)、地塊配套、區(qū)位優(yōu)勢等信息。在出讓合同環(huán)節(jié),采用三維附圖表達(dá)土地出讓空間范圍,并可以通過掃描出讓合同上的二維碼,在移動(dòng)端瀏覽、查詢出讓土地的三維場景、用地范圍、出讓宗地界址點(diǎn)信息等,使取得土地使用權(quán)人更加直觀地全面了解宗地空間范圍。系統(tǒng)主界面如圖2所示,出讓土地宗地移動(dòng)端展示如圖3所示。

圖2 系統(tǒng)主界面

圖3 手機(jī)端展示

2.2.1 土地資源

土地資源通過對數(shù)據(jù)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理,可根據(jù)不同年份切換展示數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了土地出讓地塊目錄與三維地理信息場景的雙邊聯(lián)動(dòng)展示。基于傾斜攝影三維數(shù)據(jù),方便用戶更好地了解土地現(xiàn)狀條件。

2.2.2 信息查詢

信息查詢支持點(diǎn)擊查詢出讓土地的屬性信息,并高亮顯示出讓地塊。將二維碼與數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中關(guān)聯(lián)統(tǒng)一管理,支持掃描二維碼,手機(jī)端瀏覽三維宗地信息。

2.2.3 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析功能主要是展示不同年份的出讓統(tǒng)計(jì)信息,包含出讓地塊個(gè)數(shù)、面積等。

2.2.4 基礎(chǔ)量測

基礎(chǔ)量測功能支持基于三維地理信息場景進(jìn)行基礎(chǔ)距離、面積和高度量測,滿足業(yè)務(wù)工作人員基本使用需求。

2.2.5 地下模式

地下模式支持動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)地表透明度,直觀體現(xiàn)出讓地塊要求地下≤2層的規(guī)劃設(shè)計(jì)條件,實(shí)現(xiàn)出讓宗地地上、地表、地下一體化瀏覽。

3 結(jié)語

本文基于開源Cesium三維技術(shù),構(gòu)建了國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓管理系統(tǒng),探索實(shí)現(xiàn)了實(shí)景三維數(shù)據(jù)在國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓管理領(lǐng)域的應(yīng)用。根據(jù)國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓不同環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)需求,可靈活組織傾斜攝影三維模型、宗地界址模型等構(gòu)建三維場景,并融合相關(guān)土地出讓統(tǒng)計(jì)信息,對國有建設(shè)用地管理業(yè)務(wù)進(jìn)行三維數(shù)據(jù)服務(wù)支撐,實(shí)現(xiàn)了立體空間下國有建設(shè)用地準(zhǔn)確、直觀的表達(dá),滿足了國有建設(shè)用地精細(xì)化管理的需求。