1. 背景描述
依托三维地籍为核心的土地立体化管理模式、三维地籍形态分析和表达、实景三维中国建设、自然资源三维立体时空数据库建设,结合《自然资源部关于进一步做好地籍调查工作的通知》自然资发〔2023〕195号、《河北省自然资源厅关于进一步做好地籍调查工作的指导意见》〔2023〕75号等相关指导意见,围绕三维地籍产权体空间划分、空间关系、地籍数据可视化、产权属性管理机制、实景三维数据采集、自动半自动数据建模开展三维地籍管理模式的探索和开发。通过三维地籍建设方案探索、关键技术路线预研,形成实景三维背景下三维地籍调查、地籍数据管理机制和技术方法。
2. 项目研究目的、意义及市场前景
结合《河北省自然资源厅关于进一步做好地籍调查工作的指导意见》、《土地管理实施条例》《城市不动产三维空间要素表达》,为进一步做好并落实地籍调查管理工作。当下新时代地理信息行业发展迅速、全景中国、数字政府一体化、立体时空数据库建设稳步推进、自然资源信息化建设和数字转型已进入深化阶段,实景三维已成为新型基础测绘数据建设的标准化产品。土地利用呈现立体化、高密度趋势,产权管理日益复杂,全方位、立体化呈现各类自然资源要素现状和空间分布情况;可高清、立体、可视化精准反应地形空间分布、地物形态特征;实现自然空间和数字空间的互联互动;实景三维作为地理空间的时空信息已是国家重要的新型基础设施;在对三维产权体的日益精细、精准化的要求下,对地籍调查、地籍数据管理、三维数技术规范、高质量数据成果提出了更高标准的工作要求。自不动产登记制度实施,房地一体的三维不动产已是重点管理对象,现行的二维地籍管理模式弊端逐渐凸显,在立体空间、时空信息、产权空间关系、产权属性、相应的权力、限制和责任上,已无法满足日益精细、精准的地籍管理要求。
新时代的地籍工作,为审批、供应、规划、执法、矿产、耕地等自然资源相关管理环节提供基础支撑,为明晰产权、定分止争、维护资源资产权益提供根本保障,为不动产安全交易和有序流转、构建高水平社会主义市场经济体制夯实产权基石,为进一步规范地籍调查、加强地籍管理,不断提高地籍工作质量和服务水平,参考自然资源听下发的指导意见,综合利用航测、遥感、LiDAR、BIM、自动化建模、数字孪生技术等相关GIS技术,构建数据采集处理、自动化半自动化建模、数据融合分析、数据分发共享的技术路线、探索运用实景三维中国建设成果,建设三维地籍数据库,建立一条具有全景三维思想的地籍调查、地籍数据管理机制是做好地籍调查工作、规范地籍调查程序、把控地籍调查成果质量,实现地籍数据库建设、强化数据动态更新和应用共享的必要工作内容。为此,本项目拟针对“新时代三维数据不动产地籍调查平台”开展深入研究,构建切实可行的三维数据不动产地籍调查平台建设方案和技术路线。
3. 国内外研究现状及趋势
随着全景中国、数字政府一体化、立体时空数据库建设等相关项目和指导意见的逐步落实,结合WebGis在测绘行业的快速发展、实景三维中国背景,参考三维立体时空数据库建设总体方案、实景三维技术和应用、数字孪生技术等,对三维地籍的研究已逐渐从理论探讨转向实际应用阶段。特别是在城市规划、房地产管理、自然资源保护等领域,三维地籍管理平台已在部分城市和地区试点或推广应用,尤其在土地资源精细化管理、城市规划决策、产权纠纷处理等方面显示出明显优势。随着数字化逐步推进,研究多源空间数据融合、数据共享、智能化管理成、引入智能化技术来适应三维地籍管理发展趋势,已经成为为行业当前研究的重点内容。
尽管三维地籍存在巨大的潜力和优势,但在参考现行地籍平台和实际应用中,它仍然面临一系列的问题和挑战。三维地籍管理是一种集成了现代地理信息技术、计算机技术、数据库技术等多种先进技术的综合性管理平台,其核心的目的是实现土地资源的三维化,数字化管理,提高土地资源管理的效率和准确性。这点在不动产管理、规划、耕地保护、执法等相关方面体现尤为突出。三维地籍管理需要高精度的空间数据和属性数据,但是在实际应用中,由于数据来源的多样性和复杂性,数据获取和整合往往面临很大的困难。土地资源利用现状的不断变化,三维地籍数据需要定期更新和维护,然而这涉及到大量的外业和内业的数据处理工作,需要投入大量的人力、物力和财力。由于三维地籍数据在城市规划、政府决策、土地资源管理、耕地、矿产资源等提供数据和可视化支撑有着尤为重要的作用。数据的准确性也是一大挑战。
地籍调查是获取土地基础数据的关键手段。具有至关重要的地位。这是因为地籍调查是获取不动产的权属、自然和经济信息的基础手段,而这些信息是构建全景三维地籍系统的核心数据。依据自然资源厅指导意见,到2025年底,各级示范点率先形成工作成果,各市本级地籍调查工作机制基本建立,各县(市、区)取得初步进展;到2026年底,各地工作机制基本建立,各级示范点和各市市本级基本建成较为完整的地籍数据库;到2028年底,全省地籍调查工作机制建设取得明显成效,各级地籍数据库基本建成,地籍数据实现常态化更新应用。所以运用技术手段和建立健全一套完善的地籍调查管理机制成为必要条件。现行技术当中采用无人机倾斜摄影、地面激光扫描等先进技术,获取土地及其附着物的三维点云数据。通过数据处理,可以生成高精度的三维模型,更加真实地反映土地的空间形态和相邻关系。通过使用深度融合遥感技术、激光雷达扫描、GIS、BIM、云计算、航摄等先进技术结合WebGIS开源技术,实现全方位、多维度的信息采集和处理、自动化半自动化数据建模作为研究方向,是解决不动产地籍调查数据的精确度、准确率、动态更新、立体化可视化等数据问题的技术路线。
综上所述,利用WebGL技术和深度融合遥感技术、激光雷达扫描、GIS、BIM、云计算、航摄等先进技术,结合当前先进的开源可视化库、在线地图服务,研究三维数据不动产地籍调查平台并形成切实可行的建设方案,具有非常重要的现实意义和应用前景。
4. 研究内容、研究目标、技术路线及技术关键环节
4.1. 研究内容
(1)三维数据不动产地籍调查平台技术预研。针对三维数据不动产地籍调查平台技术进行系统性研究,重点围绕三维地籍调查数据获取方案、自动化半自动化建模、地籍要素提取和标绘、二三维数据可视化等关键技术进行技术预研。
(2)三维数据不动产地籍调查平台建设研究方案。根据三维数据不动产地籍调查平台技术研究成果,结合应用服务、数据资源、基础设施等,编制具有切实可行性的三维数据不动产地籍调查平台建设研究方案,给出总体平台架构和具体的建设方案。
4.2. 研究目标
通过对三维数据不动产地籍调查平台技术进行研究,形成三维数据不动产地籍调查平台建设方案,并完成部分关键技术开展技术攻关预研。通过技术建设方案的编制和关键技术攻关,形成新时代背景下三维数据不动产地籍调查平台解决方案。
4.3. 技术路线及技术关键环节
综合利用WebGL技术、空间数据库技术、多源数据融合技术、后端自动半自动建模技术等,研究三维数据不动产地籍调查平台技术路线,包括:
1、实景三维数据采集技术
总体建设思路:利用无人机航测、地面三维激光扫描等先进技术获取高精度的地籍要素空间信息和纹理信息。集成多种来源的数据采集工具和技术,实现地籍信息的全要素、多维度自动或半自动化的数据获取。
2、三维建模与处理技术
总体建设思路:采用先进的点云处理和实景三维建模技术,构建精细到单体化的地籍要素三维模型,包括土地边界、建筑物、构筑物等地形地貌信息,并进行坐标转换、质量检查等预处理工作。
3、二三维渲染技术
总体建设思路:二三维一体化渲染技术,设计采用ES6最新语法,独立封装功能,单个文件高度集成自主研发的源码和开源SDK,使用同一的命名规范,接口预留规范,具有高兼容、可扩展、高开发效率、使用简单的特点。研究不同渲染引擎的融合技术