“標(biāo)準(zhǔn)地”三維動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

于建強(qiáng)，呂志慧

(江蘇省測繪研究所，江蘇 南京 210013)

0 引言

實(shí)景三維中國的建設(shè)，以新時(shí)期測繪工作“兩服務(wù)、兩支撐”為根本定位，以需求為導(dǎo)向、高質(zhì)量發(fā)展為主題，優(yōu)化測繪地理信息供給側(cè)保障，促進(jìn)自然資源管理和治理能力現(xiàn)代化，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展[1-2]。2022年自然資源部發(fā)布《關(guān)于全面推進(jìn)實(shí)景三維中國建設(shè)的通知》，要求到2025年，一半以上的政府決策、生產(chǎn)調(diào)度、生活規(guī)劃，可以通過線上實(shí)景三維空間完成，到2035年這一目標(biāo)要提升至80%，這是新時(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)新定位、新需求[3]。本文為響應(yīng)這一目標(biāo)，以太倉市擬出讓國有建設(shè)用地為主體，在其按照年度土地供應(yīng)計(jì)劃，有序完成土地平整及交通影響預(yù)評價(jià)、氣候可行性論證、土壤污染狀況調(diào)查、地下文物資源調(diào)查、壓覆礦產(chǎn)資源調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估、地震安全性評價(jià) 7 項(xiàng)前期工作(以下簡稱“七評合一”)，完成地面平整并按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電力、通信、供水、排水和道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)(以下簡稱“五通一平”)，確保地塊達(dá)到地上地表地下“立體凈地”標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)地塊實(shí)際情況，確定擬出讓國有建設(shè)用地的投資強(qiáng)度、單位能耗標(biāo)準(zhǔn)、單位排放標(biāo)準(zhǔn)、畝均稅收貢獻(xiàn)等指標(biāo)，最終形成“標(biāo)準(zhǔn)地”[4]的全鏈管理流程為研究對象，利用實(shí)景三維、移動(dòng)應(yīng)用等技術(shù)手段[5]，在事前精準(zhǔn)集成“標(biāo)準(zhǔn)地”數(shù)據(jù)資料、更新整備情況，構(gòu)建“標(biāo)準(zhǔn)地”三維動(dòng)態(tài)監(jiān)管平臺(tái)，提供三維場景數(shù)據(jù)整合、三維分析、可視化渲染等實(shí)景三維能力，為“標(biāo)準(zhǔn)地”收儲(chǔ)整備工作的信息化、實(shí)時(shí)化、三維化管理提供技術(shù)支撐，支撐事中、事后全流程業(yè)務(wù)運(yùn)行，助力政府監(jiān)管和企業(yè)達(dá)產(chǎn),有效提升自然資源管理綜合能力[6]。

1 平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，使用三維場景引擎構(gòu)建三維立體一張圖系統(tǒng)，建設(shè)主要內(nèi)容為三維地理場景在線可視化交互、傾斜模型二三維空間數(shù)據(jù)從全球到近景尺度實(shí)時(shí)可視化、二三維數(shù)據(jù)符號化效果的交互式配置、三維地理場景內(nèi)容和功能交互式配置[7]。平臺(tái)使用Vue框架與三維場景相結(jié)合，完成上市申報(bào)地塊全流程管理系統(tǒng)建設(shè)，管理“七評合一”和“五通一平”各項(xiàng)指標(biāo)，建設(shè)功能主要是上市地塊申報(bào)、評估管理、三凈地收儲(chǔ)、土地平整、材料歸檔等業(yè)務(wù)流程，最終形成全流程可追溯的擬出讓國有建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)管理。平臺(tái)使用移動(dòng)技術(shù)與地圖服務(wù)相結(jié)合完成上市申報(bào)地塊的實(shí)境踏勘功能。平臺(tái)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.2 功能設(shè)計(jì)

平臺(tái)在功能設(shè)計(jì)上采用當(dāng)前主流的實(shí)景三維技術(shù)、移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)、二三位一體化開發(fā)技術(shù)[8-9]，將二三維數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等在平臺(tái)中進(jìn)行集成加載與展示以便分析、統(tǒng)計(jì)和管理，為各項(xiàng)數(shù)據(jù)的生動(dòng)直觀呈現(xiàn)提供了一個(gè)具體可操作的載體[10]。平臺(tái)依據(jù)業(yè)務(wù)將功能分成3個(gè)模塊，分別為三維立體一張圖、上市全流程管理和實(shí)境踏勘。每個(gè)模塊具體對應(yīng)的平臺(tái)功能如圖2所示。

圖2 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

三維立體一張圖是平臺(tái)的展示模塊。其中，基礎(chǔ)場景構(gòu)建是基于數(shù)字正射影像和數(shù)字高程模型構(gòu)建太倉全域覆蓋的實(shí)景三維本底場景，集成太倉市擬出讓國有建設(shè)用地地塊數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地塊數(shù)據(jù)的三維落圖和屬性集成，并接入二維碼等事中事后數(shù)據(jù)資料，形成面向業(yè)務(wù)全鏈條的實(shí)景三維可視化與分析能力。場景功能是基于三維場景提供的基本操作功能和三維分析功能，如圖層控制、區(qū)劃定位、地圖點(diǎn)擊查看、地圖標(biāo)記、立體凈地、時(shí)序?yàn)g覽等。統(tǒng)計(jì)分析是使用二、三維方式立體展示太倉市“標(biāo)準(zhǔn)地”儲(chǔ)備資源的空間分布，并按多種屬性維度統(tǒng)計(jì)展示數(shù)據(jù)圖表，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)全市“標(biāo)準(zhǔn)地”儲(chǔ)備規(guī)模、儲(chǔ)備用途、整備進(jìn)度、儲(chǔ)備庫等信息，用戶能夠快速準(zhǔn)確地從中獲取信息，為決策規(guī)劃提供有力的支撐。

上市全流程管理是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理模塊，是在三維立體一張圖構(gòu)建的三維場景中，實(shí)現(xiàn)擬出讓國有建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)三維落圖，構(gòu)建全流程可追溯的土地?cái)?shù)據(jù)資源管理，實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)地”地塊數(shù)據(jù)在三維場景中的全流程可查、可看、可分析。其中，申報(bào)管理是用于新增儲(chǔ)備地塊的上市申報(bào)，提供地塊基本屬性信息錄入，地塊kmz格式面狀數(shù)據(jù)導(dǎo)入，地塊在三維場景中實(shí)時(shí)繪制與定位等功能；上市全流程管理是實(shí)現(xiàn)擬出讓國有建設(shè)用地地塊上市計(jì)劃申報(bào)、評估、三凈地收儲(chǔ)、土地平整、材料歸檔、形成“標(biāo)準(zhǔn)地”的全流程管理，并實(shí)現(xiàn)地塊信息更新、溝通反饋、土地平整踏勘查看、文件生成、上傳、下載、預(yù)覽和刪除等功能；搜索管理是提供按照名稱、類型、區(qū)鎮(zhèn)、進(jìn)度、時(shí)間節(jié)點(diǎn)等多種查詢方式組合，實(shí)現(xiàn)查詢結(jié)果展示與定位，并可將數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)表導(dǎo)出；用戶管理用來提供市局、分局、普通用戶三級權(quán)限用戶的新增、修改與刪除；系統(tǒng)管理實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)登錄、注冊、消息通知等功能。

實(shí)境踏勘是基于平臺(tái)構(gòu)建的通用接口與數(shù)據(jù)服務(wù)完成實(shí)境踏勘模塊。其中，平面地圖瀏覽是基于在線地圖服務(wù)提供二維平面地圖基礎(chǔ)瀏覽和位置定位功能；地塊信息查詢提供按名稱、位置等方式在線查詢和定位地塊，展示地塊屬性信息和歷史踏勘記錄；踏勘記錄上傳可通過問題選取、地圖標(biāo)記等選擇需要調(diào)查的地塊，并可采用文字、照片、視頻等多種方式記錄和上傳地塊現(xiàn)場平整情況。

2 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

2.1 實(shí)現(xiàn)方式

平臺(tái)采用Vue+Cesium的三維可視化技術(shù)，將Cesium良好的三維可視化能力與Vue良好界面構(gòu)建相結(jié)合，依托Vue靈活便捷的組件式界面，采用當(dāng)前主流的二三維一體化開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)地”三維動(dòng)態(tài)監(jiān)管平臺(tái)，將二、三維等多源數(shù)據(jù)在三維系統(tǒng)中進(jìn)行集成加載以便分析、統(tǒng)計(jì)與展示。

2.2 平臺(tái)原型設(shè)計(jì)

平臺(tái)在建設(shè)過程中，按照界面交互設(shè)計(jì)的整體流程，確定了頁面設(shè)計(jì)風(fēng)格，設(shè)計(jì)了界面原型，其設(shè)計(jì)符合主流三維地圖信息管理平臺(tái)界面的發(fā)展趨勢，并在界面要素設(shè)計(jì)上協(xié)調(diào)了操作實(shí)用性、信息清晰性、風(fēng)格前沿性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一與友好易用。

2.3 基礎(chǔ)場景構(gòu)建

平臺(tái)基于太倉市數(shù)字正射影像圖、數(shù)字高程模型、傾斜攝影三維模型等使用Cesium構(gòu)建基礎(chǔ)三維場景，并基于基礎(chǔ)場景實(shí)現(xiàn)三維場景漫游、視點(diǎn)管理、圖層顯示、三維分析等場景操作功能。

2.4 功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

平臺(tái)遵循軟件設(shè)計(jì)的功能性、易用性、高效性和可維護(hù)性原則，將平臺(tái)各模塊的功能進(jìn)行了封裝，通過后臺(tái)發(fā)布成API接口服務(wù)供前端調(diào)用，關(guān)鍵接口設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 關(guān)鍵接口設(shè)計(jì)

三維立體一張圖模塊通過調(diào)用數(shù)據(jù)查詢接口實(shí)現(xiàn)首頁圖表的展示效果，上市全流程管理模塊通過調(diào)用申報(bào)數(shù)據(jù)接口與動(dòng)態(tài)管理接口實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在三維場景中的集成與管理，實(shí)境踏勘模塊通過調(diào)用數(shù)據(jù)查詢接口與動(dòng)態(tài)管理接口實(shí)現(xiàn)地塊數(shù)據(jù)的查詢與上報(bào)等功能。

2.5 建設(shè)成果

平臺(tái)在界面原型的基礎(chǔ)上加載三維基礎(chǔ)場景，通過調(diào)用接口實(shí)現(xiàn)三維立體一張圖模塊與全流程管理模塊功能，并最終在瀏覽器端渲染展示，如圖3和圖4所示。同時(shí)，通過微信小程序調(diào)用數(shù)據(jù)接口與地圖服務(wù)搭建實(shí)境踏勘小程序，供外業(yè)調(diào)繪人員使用。微信小程序界面如圖5所示。

圖3 三維立體一張圖

圖4 上市全流程管理

圖5 實(shí)境踏勘

3 結(jié)語

面對自然資源管理和治理能力現(xiàn)代化需求，本文聚焦實(shí)景三維技術(shù)在自然資源管理中的應(yīng)用研究，使用Vue+cesium技術(shù)路線，構(gòu)建“標(biāo)準(zhǔn)地”三維動(dòng)態(tài)監(jiān)管平臺(tái)，提供數(shù)據(jù)整合、三維分析、可視化渲染等實(shí)景三維技術(shù)支持，有效支撐自然資源空間形態(tài)從二維到三維的轉(zhuǎn)變，服務(wù)自然資源立體化管理，是實(shí)景三維技術(shù)在自然資源領(lǐng)域應(yīng)用的嘗試。