我國典型城市三維地籍實踐

應(yīng)申，王猛，詹勇，張郁，王野，李程鵬，郭仁忠,2

1. 武漢大學 資源與環(huán)境科學學院，武漢 430072；

2. 深圳大學 智慧城市研究院，深圳 518060；

3. 重慶市勘測院，重慶 401121；

4. 廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院有限公司，廣州 510060；

5. 沈陽市勘察測繪研究院有限公司，沈陽 110004

1 引 言

隨著城市化進程推進，城市人口數(shù)量急速擴張，造成土地資源緊張（羅靜和曾菊新，2004）。為了解決土地供應(yīng)不足問題，城市土地開始趨于立體化建設(shè)，地上下一體的綜合商業(yè)中心、地下交通、高架橋等情況復(fù)雜的三維土地利用方式逐漸變多（應(yīng)申等，2021）。土地利用方式的立體化發(fā)展造成了在垂直方向上空間權(quán)屬的多元化。各類空間在三維空間上存在較強的不規(guī)則性和層次感，投影到二維平面時，范圍產(chǎn)生重疊，因此，傳統(tǒng)二維地籍管理模式無法清晰反映土地立體化利用中的權(quán)利分布狀況，難以滿足復(fù)雜場景下的管理需求，極易導(dǎo)致權(quán)屬糾紛（Aien 等，2011；郭仁忠等，2018；張玲玲等，2010）。為完成城市國土空間精細化管控，滿足城市立體化發(fā)展的需求，需要建立以三維地籍為核心的土地管理模式。三維地籍的管理對象由二維地籍中的宗地轉(zhuǎn)變?yōu)槿S產(chǎn)權(quán)體，不僅可以在立體空間上對分屬不同對象的空間權(quán)利進行劃分和登記，還能夠精準體現(xiàn)地籍權(quán)屬單元的空間范圍，清晰刻畫復(fù)雜情況中三維地籍實體的權(quán)屬界限，保障城市立體建設(shè)中不同權(quán)利主體的合法權(quán)益（Ying 等，2015；Aien 等，2011；應(yīng)申等，2014）。

中國深圳根據(jù)城市發(fā)展的實際需求，開展三維地籍應(yīng)用試點研究，其研究成果具有重大的理論意義和實踐價值，深圳成為全球三維地籍的樣板城市，特別是前海特區(qū)更是開創(chuàng)了“From 0 to 3D”三維規(guī)劃、審批、管理全流程的三維地籍實踐（應(yīng)申等，2021，2018）。鑒于三維地籍在深圳的成功應(yīng)用，2020 年7 月7 日，《國務(wù)院關(guān)于做好自由貿(mào)易試驗區(qū)第六批改革試點經(jīng)驗復(fù)制推廣工作的通知》中要求在全國范圍內(nèi)復(fù)制推廣“以三維地籍為核心的土地立體化管理模式”。同年10 月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《深圳建設(shè)中國特色社會主義先行示范區(qū)綜合改革試點實施方案（2020—2025 年）》，提出“支持在土地管理制度上深化探索”，要求探索二三產(chǎn)業(yè)混合用地方案，探索盤活存量用地，探索分層設(shè)立土地使用權(quán)，建立城市空間立體開發(fā)的制度保障，這也近一步體現(xiàn)出國家層面落實三維地籍應(yīng)用的思想。

在三維地籍研究領(lǐng)域，目前國內(nèi)外學者已針對三維地籍登記方法（Ho 等，2013；Drobe? 等，2017；黃慶彬等，2019；van Oosterom 等，2006）、概念模型（Kim 和Heo，2017；Stoter 和Ploeger，2003；丁遠等，2013；郭仁忠和應(yīng)申，2010；Lemmen 等，2010，2015）、產(chǎn)權(quán)體的數(shù)據(jù)模型及結(jié)構(gòu)（林亨貴和郭仁忠，2006；Guo 等，2012）、拓撲的維護和重建（李霖等，2012；Ledoux 和Meijers，2011）、空間計算與操作（賀彪，2011）、模型可視化（Ying等，2019）等方面開展了許多研究，其相關(guān)技術(shù)已經(jīng)相對完善。目前在案例研究方面主要討論了深圳市對于立體化管控的迫切需求，并提出了可用于深圳市的土地管理思想（Guo 等，2011；肖海波等，2015）。案例研究主要集中在深圳市，很少有研究從不同類型城市案例視角來探討三維地籍對于城市立體化發(fā)展的支撐意義。因此，本文以全國范圍內(nèi)復(fù)制推廣“以三維地籍為核心的土地立體化管理模式”為出發(fā)點，利用三維地籍技術(shù)準確刻畫重慶山地城市的起伏地表與建筑產(chǎn)權(quán)關(guān)系、解決沈陽市二維地籍管理模式遺留的復(fù)雜房地關(guān)系、支持廣州市面向新城建設(shè)的“規(guī)建管”全流程中的城市空間立體開發(fā)和利用，這些不同類型城市三維地籍應(yīng)用的分析，踐行了三維地籍對于城市發(fā)展立體化管控的支撐，論證了三維地籍如何促進城市三維空間要素完整且合理的表達，旨在為全國推廣和實施以三維地籍為核心的立體化土地管理模式提供借鑒與參考。

2 山城復(fù)雜地表的清晰刻畫：重慶市

地表是表達城市三維空間要素位置的重要參照物，國家標準《城市不動產(chǎn)三維空間要素表達》（GB/T 40771—2021）中明確規(guī)定城市不動產(chǎn)三維空間要素在表達空間位置關(guān)系時，要清楚表明與地表的位置關(guān)系，如是否依附于地表及位于地表之上、之下或者貫穿地上下空間。重慶依山而建，中心城區(qū)的地表、地上和地下空間經(jīng)過了長期的開發(fā)，具有鮮明的建筑和山地結(jié)合的特征，致使地表在何處已難以界定（圖1）。受山地地形制約，重慶市在城市規(guī)劃中拓寬了建筑之間相互拼接的限制，這就導(dǎo)致各類空間在三維功能空間區(qū)位上存在較強的不規(guī)則性和層次感，以地表權(quán)利為核心的二維地籍管理模式在此情境下難以界定各空間權(quán)屬，如圖2 所示，某實驗學校位于半山腰，某機關(guān)單位則位于山腳，山地地形造成了“學校建在樓頂”這種特殊的水平和垂直錯切關(guān)系。某機關(guān)單位的樓頂是A 平面，同時A 平面是學校的底面。若以A 平面為參照，某機關(guān)單位位于地表之下，以B 平面為參照，則位于地表之上，可見重慶市建筑與建筑間、建筑與地表間的位置關(guān)系錯綜復(fù)雜。

圖1 難以確定的地表Fig.1 Complex urban surface

圖2 山地地表的水平與垂直鄰接關(guān)系Fig.2 Horizonal and vertical adjacency relationships of mountainous terrain

根據(jù)《城市不動產(chǎn)三維空間要素表達》（GB/T 40771—2021），城市不動產(chǎn)三維空間要素的“六至”應(yīng)表達出不動產(chǎn)要素上、下、東、南、西、北方向上的其他不動產(chǎn)要素，來清晰描述空間位置。山地城市地形復(fù)雜再加上土地立體化的開發(fā)利用，致使地表與建筑物映射關(guān)系復(fù)雜，傳統(tǒng)的地籍管理模式對于這類空間描繪不清晰，暗含了對于空間權(quán)屬表達的不明確。山地城市無論是在建設(shè)前還是建設(shè)后都面臨空間權(quán)的界定問題。三維地籍的使用可以在規(guī)劃和登記階段強化空間權(quán)益的界定。對于重慶來說建設(shè)前的階段已是既定事實無法改變，但對于建設(shè)后的管理來說準確界定空間權(quán)對于定分止爭有著重要意義。

地表形態(tài)是產(chǎn)權(quán)體構(gòu)建的基礎(chǔ) （Smart 和Priebbenow，2018）。三維地籍中以產(chǎn)權(quán)體作為登記對象不僅可以登記和展現(xiàn)二維宗地的權(quán)屬狀況，還可以明晰和界定三維產(chǎn)權(quán)單元的空間權(quán)屬。如通過產(chǎn)權(quán)體的三維模型再結(jié)合界址信息不僅可以清晰反映出學校案例的各個產(chǎn)權(quán)體之間的空間權(quán)屬關(guān)系，還能直觀地體現(xiàn)出產(chǎn)權(quán)體與地形的位置關(guān)系（圖3）。三維登記避免了二維登記時建筑物投影面與地表的復(fù)雜關(guān)系，極大地促進和完善山地城市土地立體化利用的相關(guān)管理制度與機制，對于規(guī)范不動產(chǎn)登記制度，減少不動產(chǎn)登記確權(quán)糾紛，提升政府公共服務(wù)效率和形象，具有顯著的社會意義。

圖3 地形、地表與三維產(chǎn)權(quán)空間的關(guān)系Fig.3 Relationships among topography, terrain surface, and 3D property unit

3 解決歷史遺留的房地不一致問題：沈陽市

國家對不動產(chǎn)實行統(tǒng)一登記制度，房地統(tǒng)一能夠保障房屋所有權(quán)的安全和利益，簡化地產(chǎn)與房產(chǎn)的變動聯(lián)系，避免使法律關(guān)系復(fù)雜化，從而減少房地分離造成的糾紛?！恫粍赢a(chǎn)登記暫行條例實施細則》指出，房屋等建筑物、構(gòu)筑物應(yīng)當與其所依附的土地一并登記，保持權(quán)利主體一致。由于歷史原因，沈陽市在梳理房地產(chǎn)統(tǒng)一登記過程中，發(fā)現(xiàn)在城市土地建設(shè)開發(fā)利用過程中遺留有房地不一致問題。如圖4 所示，某商業(yè)廣場建筑跨越了兩塊地表宗地，且宗地權(quán)利主體不一致。地表宗地1 為權(quán)利人1、權(quán)利人2 共用，地表宗地2 的權(quán)利人為權(quán)利人2。宗地上的建筑共有三層，在建筑產(chǎn)權(quán)劃分上，第三層是權(quán)利人1 所有，第一、二層都在層內(nèi)各自分成兩部分，分別屬于權(quán)利人1、權(quán)利人2 所有。產(chǎn)權(quán)單元在垂直方向上互相疊加，但在登記系統(tǒng)中，無法描述跨宗地的建筑，也沒有對建筑在垂直方向上的空間利用狀況進行清晰劃分，相互疊加的產(chǎn)權(quán)單元在地籍圖上也無法區(qū)分。

圖4 商業(yè)廣場實景圖（a）與三維產(chǎn)權(quán)體示意圖（b）Fig.4 Commercial center case: realistic picture（a）and 3D property unit（b）

我國《民法典》《城市房地產(chǎn)管理法》等規(guī)定，不動產(chǎn)物權(quán)變動應(yīng)遵循房地一致的基本原則，即要求土地或房屋權(quán)屬一方發(fā)生變動，另一方應(yīng)隨之變動，確保最終的土地使用權(quán)主體與房屋所有權(quán)主體保持一致。事實上，無論是土地還是房產(chǎn)，其本質(zhì)是對一定空間域占有或占用，都可以用一個確定的空間域來表達（史云飛，2009）。人類對于土地所擁有的權(quán)利和對房產(chǎn)所擁有的權(quán)利其本質(zhì)上都是對相應(yīng)的地理空間擁有的權(quán)利。三維地籍可以為“房地合一”的統(tǒng)一登記提供可行的技術(shù)框架。由于產(chǎn)權(quán)體的引入，三維地籍管理對象不再局限于土地，還擴展到了房產(chǎn)。在將房產(chǎn)歸納到三維產(chǎn)權(quán)后，地籍概念的內(nèi)涵將超出原來以宗地作為基本單元的范圍，可以支持“房地合一”的建模具有更寬泛的外延。三維地籍的應(yīng)用不僅可以解決土地立體化利用帶來的問題，而且還能在三維的框架下集成土地和房產(chǎn)，有利于實現(xiàn)“房地合一”的不動產(chǎn)統(tǒng)一登記制度。這種集成土地和房產(chǎn)后的統(tǒng)一登記模式，可以準確展現(xiàn)土地不同層次的空間利用的分布情況，并對不同層次上的權(quán)利進行分別登記，最后還能避免房地分離帶來的各類問題，推進土地的節(jié)約集約利用，發(fā)揮地籍更多的功能。

由此可見，沈陽這類由于歷史遺留問題而導(dǎo)致房地分離的情況，需要采用三維地籍來解釋和處理。產(chǎn)權(quán)體的管理形式不再依賴于地表宗地，此時的地表宗地被弱化，更多的是位置參考。針對這種歷史遺留的跨地表宗地情形，構(gòu)建三維地籍產(chǎn)權(quán)體（圖4（b）），真正意義上做到了房地空間合一，同時權(quán)利、責任、限制也可明確落實到三維產(chǎn)權(quán)體及相應(yīng)地表宗地上，避免潛在的糾紛。

4 面向未來城市三維規(guī)劃建設(shè)：廣州市

當前，無論是新城區(qū)的建設(shè)還是舊城區(qū)改造，土地的利用方式都開始著眼于立體空間的開發(fā)，集約節(jié)約用地成了現(xiàn)實所需。廣州市于2015年10 月通過了《廣州市琶洲西區(qū)城市設(shè)計及控規(guī)優(yōu)化》方案，提出“集約節(jié)約用地，建設(shè)琶洲互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新集聚區(qū)，打造廣州緊湊型新CBD”，提出構(gòu)建互聯(lián)互通的24 h 公共開放步行連廊系統(tǒng)及城市地下空間綜合體。集約節(jié)約用地的發(fā)展布局，打造緊湊型新CBD 勢必促進區(qū)域的立體化建設(shè)，造成大量地上、地表、地下權(quán)利不一致的情況，這就引起三維空間管理需求。如圖5 所示，某公司取得跨市政道路的地下⑩-1 號地塊使用權(quán)，用于建設(shè)大廈地下附屬連接體。該案例是典型土地分層利用中獨立地下空間出讓的情況，地表是市政道路，地下空間⑩-1 號地塊單獨出讓，屬于地下空間建設(shè)用地使用權(quán)與地表土地使用權(quán)相互獨立的典型案例。

圖5 地下空間用地的平面宗地圖和三維產(chǎn)權(quán)示意圖Fig.5 Schematic diagrams of two dimensional parcel and underground 3D property unit

空中連廊是涉及多宗相鄰宗地開發(fā)項目，項目進行獨立立項建設(shè)。此空中連廊跨越市政道路，實現(xiàn)兩個地塊中的高層塔樓銜接并形成統(tǒng)一整體（圖6）。此類空中連廊是跨越地表土地使用權(quán)之上的一種空間建筑形態(tài)，屬于地上空間建設(shè)用地使用權(quán)與地表土地使用權(quán)相互獨立的典型案例。

無論是城市發(fā)展的必然性還是國家政策的鼓勵與推動，城市空間立體化開發(fā)與利用需采用與之匹配的管理模式，才能實現(xiàn)全業(yè)務(wù)流程的三維管控。尤其對于琶洲西區(qū)這類新建集約節(jié)約型區(qū)域?qū)嵤耙?guī)建管”全流程的三維管控尤為重要。而三維地籍的技術(shù)與方法能夠有效支撐規(guī)劃選址、土地供應(yīng)、建筑工程規(guī)劃許可、竣工驗收及不動產(chǎn)登記土地管理各階段的管控模式由二維向三維的轉(zhuǎn)變。以控制性詳細規(guī)劃和不動產(chǎn)登記為例，在土地立體化管理的需求下，目前的控制性詳細規(guī)劃體系面臨著一系列挑戰(zhàn)，例如：①單一用地性質(zhì)難以適應(yīng)集約節(jié)約用地需求。②容積率難以對立體化的空間進行有效管理。同一地塊在容積率相同的情況下，由于建筑密度、建筑高度不同，可以形成不同的空間形態(tài)（圖7）；即使是相同容積率和高度的情況下，建筑也會形成不同的空間形態(tài)。③建筑紅線難以規(guī)范豎向空間的開發(fā)利用等。基于三維地籍可升維控規(guī)要素的表達形式、控規(guī)指標。其中，控規(guī)要素的表達形式從文字、圖件等轉(zhuǎn)化為三維模型——三維控規(guī)盒（圖8）。控規(guī)指標由平面二維空間擴展到立體空間，如建筑紅線擴展到垂直空間；設(shè)立地下空間豎向紅線，能夠更有效地限制建筑物在立體空間的開發(fā)范圍，保障分層立體開發(fā)的安全，如豎向紅線與地鐵安全。

圖7 相同的容積率下不同的建筑空間形態(tài)Fig.7 Different architectural spatial forms under the same plot ratio

圖8 三維控規(guī)盒Fig.8 3D planning control box

《不動產(chǎn)登記暫行條例實施細則》中明確指出，不動產(chǎn)單元是權(quán)屬界線封閉且具有獨立使用價值的空間。這表明不動產(chǎn)單元是一個三維空間概念。傳統(tǒng)的地籍管理模式主要記載了土地在二維平面空間的信息，對于土地在三維空間的利用狀況，通常采用投影的方式將三維權(quán)利實體（如建筑物）投影到二維平面上，以投影后的二維圖形來代表其范圍進行登記，第三維信息則作為屬性數(shù)據(jù)進行處理。這種管理模式在簡單的基于地表的土地利用方式和建筑物結(jié)構(gòu)相對簡單的情況下是可用的。但當同一宗土地的地上、地表和地下的不同空間屬于不同的權(quán)利人，并且土地利用狀況極其復(fù)雜時，再利用投影的方式將三維權(quán)利實體投影到二維平面時，必然帶來權(quán)屬邊界的交錯重疊，這與傳統(tǒng)地籍的基礎(chǔ)理論（無重疊、無縫隙的連續(xù)劃分）相悖?？罩羞B廊占用了A、B 兩塊地表宗地，以及一塊懸于空中的地上宗地C，如圖9 所示。道路占用的地表宗地D 與建筑物占用的地上宗地C 在空間上是相離的，如果采用投影的方式將該建筑物投影到地表，則勢必引起地表宗地C 與D 之間的重疊。三維地籍中登記的基本單元是三維產(chǎn)權(quán)體。在三維不動產(chǎn)權(quán)屬調(diào)查中，權(quán)利邊界不再是界址線而是界址面；調(diào)查內(nèi)容由平面的“四至”，擴充為空間“六至”；同時，調(diào)查成果不再是二維平面圖，而是三維立體圖。此外登記發(fā)證時也采用配套的三維產(chǎn)權(quán)證，對三維地籍產(chǎn)權(quán)體進行登記，如圖10 所示。三維登記模式可以準確反映各類復(fù)雜產(chǎn)權(quán)體的權(quán)屬界線與相互之間的位置關(guān)系。對于后續(xù)構(gòu)建精細的國土空間的全流程立體化管控有著重要意義。

圖10 三維產(chǎn)權(quán)證主圖示意圖Fig.10 Main drawing of 3D property unit certificate

5 結(jié)束語

以人為核心的城市發(fā)展和建設(shè)，需要以高質(zhì)量的建筑和生活空間為目標，城市的土地有限，采用立體化建設(shè)是解決城市土地資源短缺，提高城市空間利用效率的有效方式。傳統(tǒng)地籍難以精細化管控立體空間，構(gòu)建以三維地籍為核心的土地立體化管理模式是城市立體化發(fā)展的必經(jīng)之路。完整的三維空間要素的表達是國土空間立體化管控的基礎(chǔ)，國家標準《城市不動產(chǎn)三維空間要素表達》規(guī)定城市不動產(chǎn)三維空間要素應(yīng)采用空間形態(tài)、幾何關(guān)系、空間位置關(guān)系進行表達，三維地籍以三維產(chǎn)權(quán)體為管理單元能夠促進三維空間要素的完整合理表達，落實國務(wù)院在全國范圍內(nèi)復(fù)制推廣“以三維地籍為核心的土地立體化管理模式”的實踐需要在各地結(jié)合城市發(fā)展特征和具體情況針對性開展。

本文以現(xiàn)實需求和響應(yīng)國家發(fā)展為出發(fā)點，分析了在不同區(qū)域、不同類型城市中，三維地籍對于支撐國土空間立體化管控、房地統(tǒng)一的重要意義，旨在為全國推廣和實施以三維地籍為核心的立體化土地管理模式提供借鑒和參考：針對復(fù)雜的山城重慶依山而建的建筑物，三維地籍模式能夠準確刻畫、直觀展示出產(chǎn)權(quán)體與地形之間的位置關(guān)系；三維產(chǎn)權(quán)描繪能清晰表達歷史遺留的二維宗地難以表達的房地不一情況，三維產(chǎn)權(quán)體集成土地與房產(chǎn)，能夠促進“房地合一”的不動產(chǎn)統(tǒng)一登記制度；三維地籍面向未來規(guī)劃建設(shè)，能夠有效支撐國土空間管理各階段的管控模式由二維向三維的轉(zhuǎn)變，為三維國土空間的“規(guī)建管”全流程提供支撐。

本文討論的以三維地籍為核心的土地管理模式主要是應(yīng)用于城市范圍，對于自然資源（如海域、林地、礦山）的立體化管理尚未研究和討論。在未來的研究中探討各類自然資源的精準立體化管理，無論是對于社會還是經(jīng)濟的發(fā)展都將有重要意義。