三維不動產信息系統(tǒng)的設計與實現

趙攸忠，陳功，蔣丹紅

(1.南通市不動產登記中心，江蘇 南通 226001； 2.南通市測繪院有限公司，江蘇 南通 226006)

1 引 言

隨著國家物權法的頒布和不動產統(tǒng)一登記的運行，對不動產管理的準確性與合理性提出了更高的要求。同時隨著城市的發(fā)展，房屋建筑結構、形狀及空間分布特性也呈現出多樣化特點，導致不動產單元在三維空間上錯綜復雜，其權屬界線可能會出現交叉、重疊等情況，當前二維平面數據不能表達不動產在三維空間上的分布狀況。因此，利用三維場景對不動產進行統(tǒng)一管理是不動產統(tǒng)一登記跨越式發(fā)展的重要節(jié)點[1，2]。

目前，部分專家學者提出通過建立三維模型實現不動產三維可視化管理[3，4]，如通過激光點云進行建筑物三維建模，并通過分割構建三維不動產權籍體，或者通過人工建模的方式建立三維產權體，但是會遇到數據建模分塊工作量巨大、數據海量，不太容易和現行的不動產登記管理系統(tǒng)進行對接，導致實際無法更好地應用[5～7]。因此如何在現有的不動產登記數據的基礎上，實現三維不動產信息系統(tǒng)是本文需要研究的主要內容。

2 研究思路

本研究的總體研究路線分為4個階段，包括準備階段、現有數據成果整理分析、不動產地理信息空間數據庫建設、三維不動產管理信息系統(tǒng)建設，如圖1所示。

第一階段是準備階段，主要明確研究區(qū)域及研究技術路線；第二階段是現有數據成果整理分析，主要包括對現有基礎數據及不動產登記數據分析；第三階段是不動產地理信息空間數據庫建設，主要是在現有地理空間數據庫基礎上，針對二三維一體化的數據庫需求，進行數據庫設計和開發(fā)；第四階段是三維不動產管理系統(tǒng)建設，以三維不動產數據庫為基礎，建立三維不動產管理系統(tǒng)，在三維場景中進行不動產數據統(tǒng)一管理。

圖1 研究技術路線

3 關鍵技術

本文研究區(qū)域內的數據主要分為4類：三維傾斜模型、DEM、DOM等三維數據；宗地房屋等二維矢量數據；房產分層分戶圖矢量數據；不動產登記屬性數據。三維傾斜模型數據主要是外業(yè)通過傾斜攝影測量技術采集三維場景模型數據，符合三維不動產系統(tǒng)應用精度；宗地房屋等數據主要來源于權籍測繪數據，其測繪精度完全滿足地籍管理的需要；地籍測繪的矢量數據主要來源于地籍調查等階段登記的測繪數據，主要包含界址點坐標、宗地面積、地籍圖等信息；不動產登記業(yè)務數據主要來源于不動產登記簿，主要包括不動產權利的坐落、主體、用途、使用期限以及抵押、查封等信息。在不動產基礎數據之上，通過對多源數據的清洗、整理、融合操作，形成三維不動產可視化數據，并掛接不動產登記數據，實現不動產信息的三維化管理。

3.1 數據預處理

數據預處理階段，主要是以不動產登記中的空間地理信息為基礎，收集整理宗地房屋的二維矢量數據，房產測繪的分層分戶圖矢量數據，試驗區(qū)的數字線畫圖數據，不動產登記中的屬性數據，包括不動產的坐落、主體、用途、抵押、查封等信息。空間數據通過空間坐標轉換將坐標系統(tǒng)一到CGCS2000；登記屬性數據通過清洗和整理，處理屬性數據之間的沖突和錯誤信息。

3.2 圖形整理與屬性掛接

通過數據整理后，需要將空間數據與屬性數據進行掛接，首先建立唯一標識碼，并保證標識碼的唯一性，通過建立的標識碼將空間數據與屬性數據進行掛接。將分層分戶圖、建筑面、宗地面進行空間疊加分析，建立分層分戶圖、建筑面、宗地面之間的空間關系，并將三類數據融合掛接，這樣可以實現戶室信息、建筑信息、宗地信息之間數據的相互查詢。

3.3 整合分層分戶信息

二維權籍空間數據包含宗地面、房屋面、分層分戶數據，三類數據在空間拓撲關系上不能存在相交或者重疊。但是分層分戶圖由于其二維空間表現形式，導致大量的重疊，在視覺上錯綜復雜，在信息上難以確認，本文通過在二維矢量圖的基礎上增加房屋的層次高度，實現分層分戶圖在三維空間上的區(qū)分，例如地下室高度為負數，在地上的層數高度為正數，并隨著高度的增加而增加。處理后的分層分戶信息能更好地融合到三維場景中展示。

3.4 動態(tài)單體化技術

利用傾斜攝影測量手段獲取到的數據，通過自動化建模軟件生成三維傾斜模型，由于其成果是以整個場景進行建模，不能獨立顯示某一棟建筑或者建筑中的某一層，這對于大多數的應用系統(tǒng)而言，不能掛接建筑物和戶室的屬性信息，進行屬性查詢和統(tǒng)計。因此需要對傾斜攝影模型進行單體化處理。當前單體化處理的方式有直接切割模型、節(jié)點掛接屬性等方法，本文利用動態(tài)單體化技術，將二維矢量面通過空間關系，疊加到三維傾斜模型場景中，并依據建筑物的高度自動生成體模型，并掛接相關屬性信息，從而實現建筑物單獨選中的效果。動態(tài)單體化技術是將二維與三維數據進行融合展示，可以充分利用二維數據中的屬性數據實現查詢和分析功能。

4 三維不動產信息系統(tǒng)設計

4.1 邏輯結構設計

系統(tǒng)采用B/S結構，即瀏覽器和服務器結構，使用三層架構模式。數據層整合宗地信息、不動產登記信息、二維矢量數據，為系統(tǒng)提供基礎數據支持。中間件層利用自定義組件、服務等實現對基礎數據的訪問，為應用、展示層提供數據整合功能。應用層根據用戶實際需求，為用戶提供多樣化的數據服務。

4.2 數據庫設計

以三維不動產實體模型為對象，建立三維模型數據進行統(tǒng)一管理，將現行的不動產登記系統(tǒng)對接到三維系統(tǒng)中，通過業(yè)務編號或者不動產單元號進行關聯，使用ArcSDE將空間數據存儲在Oracle數據庫中，空間數據和屬性數據之間通過唯一編號進行掛接。

4.3 功能設計

該系統(tǒng)主要有場景瀏覽、地下空間、信息查詢、統(tǒng)計分析、編號標注、距離量算六大模塊。采用傾斜攝影測量技術，對試驗區(qū)進行實景三維模型建立，并通過動態(tài)單體化技術，結合現有二維不動產登記數據，建立真實的城市三維場景，并在三維場景中對不動產數據進行查詢和分析，并生成各類統(tǒng)計圖表，為決策者更直觀地展示不動產登記成果數據情況。

5 三維不動產信息系統(tǒng)實現

5.1 不動產數據融合

不動產登記相關數據有宗地數據、登記數據、二維平面圖、三維傾斜模型、房屋竣工相關信息，不動產登記數據及其他數據的數據格式、坐標體系等存在多源異構情況，本文通過空間位置及屬性表的主鍵信息，對多源異構數據進行整理和分析，并將數據進行融合處理，使數據能在時空粒度上統(tǒng)一，并在三維場景中疊加展示，如圖2所示。

圖2三維不動產信息融合

5.2 不動產信息查詢統(tǒng)計

系統(tǒng)的查詢功能包括宗地信息查詢、樓幢信息查詢、戶室信息查詢，可以對不動產數據在不同粒度上查詢，顯示相關屬性信息。如圖3所示，在三維場景中可以點擊宗地、樓幢、戶室等需要查詢的不動產信息數據，系統(tǒng)顯示該要素屬性信息，并高亮顯示選中的不動產空間信息，根據不同的查詢統(tǒng)計要求，實現宗地查詢統(tǒng)計、宗地詳細信息查看、自然幢查詢統(tǒng)計、自然幢詳細信息查看、權利人信息查詢、邏輯幢信息查詢。

圖3不動產信息查詢

5.3 分層分戶信息查詢

采用二維地籍進行三維空間權屬的管理，在二維平面中將導致不同空間劃分的樓層布局重疊到一起，權屬邊界不能清晰地劃分。在三維場景中，用戶只需要點擊三維場景中的任意一個宗地內的任意一幢房屋的任意一戶，系統(tǒng)會在三維場景中展示相關不動產信息，如圖4所示。

圖4分層分戶信息查詢

5.4 不動產抵押查封分析

在三維場景中，用戶可以在三維空間繪制需要分析的區(qū)域，分析出該區(qū)域不動產抵押查封的情況，并在三維場景中顯示出抵押查封的戶室空間分布及抵押查封信息，可以直觀地表現抵押查封信息的空間分布特點，如圖5所示。

圖5不動產抵押查封分析

6 結 語

本文研究的三維建模技術和系統(tǒng)建設方法經論證有較高的可操作性和可行性，利用已有的不動產二維數據和登記數據，運用傾斜攝影測量技術采集城市三維模型，實現三維場景的建立?；诒疚闹械膭討B(tài)單體化技術，在不修改三維模型和不動產數據的基礎上，實現三維模型與不動產登記信息的掛接，解決了三維空間上復雜的宗地、建筑、戶室之間的權屬關系，突出了空間的權屬概念，實現不動產權屬信息三維可視化表達和精細化管理，可為三維不動產信息管理系統(tǒng)的建設提供技術依據。