三维地理信息系统在不动产登记管理中的应用

赵 磊

（广西壮族自治区自然资源信息中心，南宁 530022）

随着大数据、云计算及新型测绘技术与设备的出现，地理信息系统部分应用已经进入“三维立体”模式。在信息技术与计算机软、硬件支持下，三维地理信息系统快速得到广泛应用。其是以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统，能从不同角度对区域空间对象进行三维描述与分析。尤其是其实景三维优势较为明显，是能客观真实地反映现实世界的三维模型，并具有单体化、实体化、结构化和语义化的特点。通过利用倾斜摄影、激光Lidar和VR等技术手段，融合多种参数的三维数据，形成可加载的实景三维模型，并且在加载出的实景三维模型上能够进行量算和综合分析。实景三维对现实世界的展示更加直观具体，在模型上获取需要的数据也更加便捷，其精度、承载信息量、支持空间信息查询和属性数据库查询、管理、沉浸感都远强于二维地理信息系统。因此，三维地理信息系统（3D-GIS）便成为新时期的“宠儿”并受到广泛关注。近年来，在全国统一不动产登记管理工作中，不动产登记要全面解决长期以来存在的产权不明、归属不清等问题，有效保护群众切身权益、维护不动产交易安全及提高交易效率。然而，不动产登记管理工作在实际开展中，会碰到诸多需要解决的大难题，比如房地一体落宗关联效率不高、登记信息定位难及数据采集成本高等。解决这些问题必须要运用新的测量技术和方法，因此，可利用倾斜摄影测量与自动三维建模技术建立三维模型，并加载到实景真三维地理信息系统中，在三维场景中进行坐标量测，形成矢量图形，辅助外业进行修补测量等一系列工作，便能在极大程度上提高不动产登记的效率。同时，构建出来的三维不动产登记管理信息系统具有对数据易采集、外业作业易测量、房地信息易定位和登记信息易关联等[1]。因此，对三维地理信息技术在不动产登记管理中的应用进行较深入分析，有助于推动不动产登记服务质量和效率的提升再上新台阶。

1 三维地理信息技术系统的基本特征

三维地理信息技术系统拥有的功能较为丰富，其所表现出的基本特征也足够丰富。

首先，其真实性表现更强。在三维地理信息系统中，需要结合立体造型技术建立地理空间现象分析机制，并将这些影像数据呈现给用户。在客观描述空间对象平面关系及垂直关系过程中就建立了基于不同空间位置的不同对象，结合同一界面来分析信息数据表达内容，确保三维地理信息系统信息数据内交融呈现更具有真实性。

其次，其研究和建设难度较高。在三维地理信息系统中所承载、表达的数据信息内容相当丰富，其中大量的技术应用具有复杂性，而系统在建设过程中难度也相对较高。在研究和建设系统过程中，需要保证计算机软硬件与数据都能完美呈现出来，如此才能保证三维地理信息系统丰富功能的作用，体现出系统产生的应用价值。

再次，其功能体现强大。三维地理信息系统能够呈现地理空间现象内容的真实性，能够实现对于某些复杂地理空间对象的有效管理，例如建立三维空间操作与分析机制。在这一过程中，其基本打破了人们对于地理空间信息的有效表达，确保突破地理信息处理上限的限制。

2 三维地理信息系统中的关键技术

三维地理信息系统是对包括大气层在内的地球表面及地理有关的数据进行采集、储存、管理、计算分析、显示和描述的技术系统。其中关键技术核心主要体现为以下3种技术。

2.1 强大数据库功能

在三维地理信息系统运行中，其重要功能是加载显示各领域的数据信息，并对被测地理空间的信息数据进行融合分析。因此，必须要有超强兼容性，能承载高精度地形数据、三维建筑结构数据、BIM数据、城市倾斜摄影数据、传感数据和事件数据等要素信息。在互联网技术的应用下实现数据传输和储存，从而形成强大的数据库，并要对数据库的访问权限进行有效设置确保数据的安全，在数据应用管理中便于查询、数据信息共享与传递。

2.2 三维实景建模技术

三维建模技术主要是利用计算机系统描述物体形状的三维技术，主要结合不同使用目标建立并显示三维地物模型及地形模型。在被测地理空间对象分析过程中，能够显示被测地理空间对象的几何结构与外形属性信息，同时对地理空间对象的相关信息进行查询与分析。随着数字图像处理技术的快速发展及计算机运算能力的加强，利用数字摄像机作为图像传感器，综合运用图像处理、视觉计算等技术从二维图像中提取目标的三维空间信息，通过多种技术手段的综合应用，最终实现目标的三维重建。

2.3 虚拟现实技术

虚拟现实技术简称为VR技术，综合了计算机技术、传感技术、人类心理学和生理学为一体的应用技术。其主要通过计算机仿真系统对外界环境、技能、传感设备及感知等，为使用者提供多种信息、三维动态和交互式的仿真体验，从而达到对三维立体虚拟世界模拟效果，比如目前比较先进的是宽视野立体显示技术。该技术在模拟三维立体虚拟世界过程中，能够模拟使用者不同的感官体验，确保在虚拟环境中解决无时空限制问题，可随时随地观察三维空间中的被模拟对象。

3 三维地理信息系统在不动产登记管理中的实践应用

不动产登记管理事关群众切身权益，其管理质量和水平与群众有着密切关系。因此，实施的不动产登记管理新条例中明确要求，其目的就是科学、规范推动不动产登记工作的开展，切实保障群众的权益。各地不动产登记管理机构积极利用当前先进的新测绘技术和方法运用到不动产登记中，确保其工作效率及质量的提高。地理信息系统作为测绘领域里一种热门技术应用相当广泛，而三维地理信息系统是随着地理信息系统深入应用的基础上发展起来的新技术系统，功能和技术都优于地理信息系统。在面对新时期、新要求，三维地理信息系统应用到不动产登记管理中是必然选择，对其技术实践应用进行分析现实意义重大。

3.1 不动产自动化登记管理工作的实践应用

在不动产自动化登记管理工作中，主要应用到了三维地理信息系统中的不动产登记模块，这一模块也是核心模块。其主要负责不动产交易与登记发证业务工作，需要遵循相关流程展开操作，优化相关技术功能的应用。在不动产登记管理过程中需要对不动产的各种权属属性进行分析，思考各种法律内容，确保在法律规定背景下登记各种不动产权利，分析登记业务不同管理对象，针对不同收件要求、交易类别和审批权限等进行相关操作，主要是对不动产交易内容进行分类。在实际登记操作过程中，需要结合登记收费模式对不同类别流程与差别系统进行分析。而在这一过程中，也要满足系统登记收费模式运行要求，结合不同登记类别分析具体操作流程，并综合分析登记发证业务环节，对其受理、审批内容进行分析，同时建立发证与归档分析机制[2]。就整体操作而言，需要结合不动产自动化登记过程分析如何采用三维地理信息系统，优化相关技术应用内容，确保登记发证环节有效优化，精简工作流程。

3.2 管理不动产测绘成果的实践应用

在管理不动产测绘成果过程中，需要充分运用到三维地理信息系统技术，分析系统技术中的亮点问题，结合管理不动产基础信息内容分析其实时维护建设机制。在这一过程中，需要结合不动产基础信息对地理空间图像信息与不动产属性信息进行分析，并将分析后的信息数据存储于大数据库之中，并根据实际需要进行动态调整应用。一般来说，管理不动产测绘成果过程中需要结合2大数据库系统模块展开分析，分别是三维地理信息功能模块及成果管理系统模块。这2大模块能够做到联合操作，同时满足共同管理要求，基于不动产信息数据库建设过程设计规划应用过程，满足一切技术实践应用流程。

另一方面，三维地理信息系统技术也可以配合全站仪测量设备对不动产测绘成果进行管理。全站仪是当前房产测绘工作中的主要数据测量设备，其通过点坐标来显示房屋面积与形状。举例来说，在某些已施工完毕的房屋内可能会存在某些不规则图形，如果仅在施工图中是找不到这些图形的，而全站仪就可以测出其图形的具体点坐标，并通过坐标来计算不规则图形面积。再比如，常规房屋面积测绘对某些边长的过长状况常常束手无策，如果采用全站仪就能为过长的边长设置坐标，通过坐标联系来计算总边长结果。这主要是全站仪设备内部存在微处理器与测角测距装置，能够对某些房屋测量较困难位置进行自动测量，同时计算出精确结果。一方面反映房产测绘成果的高质量，一方面也体现该设备在数据采集及计算方面的高效率，从而体现出三维地理信息系统技术应用优势。一般来说，像RS影像技术也能对不动产登记管理工作进行干预。其主要对房屋建筑产权面积进行标准规范，测图比例为1∶500。另外，该技术还利用到了多光谱航空摄影与高分辨率遥感卫星来为系统获取图像信息，并按照影像图来精确测绘房屋产权面积比例，确保房产测绘成果高质量，此时的测图比例也可以达到1∶10 000甚至以上。

3.3 查询统计与分析的实践应用

在查询统计与分析不动产登记管理工作中，需要运用三维地理技术来对不同图形、数据进行查询，建立图形与数据之间的互查机制，合理运用诸如模糊查询技术、坐标跳转定位查询技术和审核意见查询技术等。在基于历史现状分析切换技术过程中，还能有效显示宗地历史变迁，结合不动产登记内业登记管理过程建立公开的登记结果查询机制，分析登记备案管理机制，为满足用户要求提供各类统计数据。在这一过程中，三维地理信息技术系统是能够建立各类统计机制的，其在分析相关操作方法过程中也能够满足用户实际需要，整体上表现出了极大的技术应用价值优势。

3.4 自动化分析数据的实践应用

在自动化分析数据技术应用过程中，主要围绕三维地理信息系统建立多种方式机制的数据查询模式，主要对图像查询与属性互查内容进行分析。满足多方实际需求，结合多个图片建立叠加处理机制，促进内外部业务查询过程，建立互联网技术应用体系。在这里，需要借助三维地理信息系统，结合预设要求分析不同种类数据的统计与管理过程。在搜集、加工、存储和分析等过程建立应用软件分析机制过程中，也能建设自动化业务系统，结合这一系统确保批量导出与下载技术内交融，满足本地数据库建设要求，这对不动产登记管理工作质量与效果优化都有一定帮助。

3.5 三维场景展示的实践应用

在三维场景展示过程中，必然要采用三维地理系统技术，其主要对城市建筑进行三维建模规划，达到模拟城市场景的最终目标。在这一过程中，需要结合纹理技术分析场景真实化内涵，有效弥补二维规划管理工作中的诸多不足，体现三维场景建设真实感、互动性及表现力。一般来说，要在不动产登记管理区域分析城市规划管理内容，再采用三维地理信息系统技术。

3.6 三维数码不动产登记管理的实践应用

在三维数码技术支持下，不动产登记管理工作中需要围绕不动产登记地块空间三维体展开操作，而传统不动产登记管理中所涉及的设计草图只能是二维的。如果想把二维转化为三维，就必须修改方案。一般来说，传统的方法有2种。一种绘制轴测图或者透视图。利用透视的原理来实现三维设计图验证方案的设想。但实际上，绘制出来的三维图效果并不完美，需要依靠登记管理人员自行想象三维图像并投入到设计工作之中。其次就是以方案的图形为基础制作模型，不同阶段的模型也不尽相同。根据模型对地理空间的三维形象进行设想和分析。但是由于设计出来的模型是按一定比例设计的微缩模型，只能通过俯视鸟瞰的方式来观察不动产地块空间[3]。

目前，CAD技术和计算机动画技术被普遍应用，这给不动产登记管理带来了便利。即采用计算机就可以进行三维建模，配合效果图和三维动画来进行对比。但问题是效果图是静态的，不能旋转，也不能更换角度，只能提供局部的观察体验。动画虽然具备三维形态但是却不具备实时的交互性，变化不多，而且对于三维动画来说，修改方案相对繁琐，需要重新计算并且极为耗时，这并不适合于设计阶段使用，不利于不动产登记地块统一管理。为此，文中认为可以依靠GIS三维可视技术，该技术可以快速实现二维到三维的转化。在以前传统的GIS技术并不能满足这个要求，只有二维，不能表现三维画面。随着三维GIS技术的不断发展，现在三维GIS可视化技术就可以完成对于不动产登记地块三维空间的模拟。其实并不是真正的三维，而是在二维GIS的基础上，加入了高程变量从而达到了三维的效果。这种二维半的GIS产品已经实用化，目前已成为相当成熟的商业产品。

3.7 三维无人机倾斜摄影模型数据管理技术

当前，无人机倾斜摄影测量技术能通过大范围、高精度和高清晰的方式全面感知复杂场景，在技术应用过程中利用先进的传感器高效地对测量区域内影像数据采集，并通过相关的数据处理技术快速形成数据成果，通过数据成果将地形地貌客观真实反映出来，还能清晰地反映出地物的外观、位置和高度等属性。尤其是无人机倾斜摄影测量技术的三维建模技术优势表现较为突出，其建模功能强大，所建模型具有真实性强、精度高和快速生成等特点，完成建模时间大概只需3~5个月，而用人工建模则需要1~2 a完成，高效率低成本的建模受到行业的青睐。在不动产的权籍调查中，为了高效、高质量完成不动产登记管理工作，积极利用无人机倾斜摄影测量技术快速建立实景三维模型，然后在三维实景模型上采集房屋数据，则无需入户进行实测。另外，利用无人机倾斜摄影测量技术还可以将若干外调、落宗工作从室外转向室内，大量减少外业测量任务，并且还可简化不动产权籍调查审批流程[4]。因此，可作为三维不动产登记系统的空间数据载体无人机倾斜摄影技术再合适不过，对不动产登记管理科学化、规范化的基础奠定起到重要作用。

4 结束语

综上所述，三维地理信息系统应用到不动产登记管理中，有效解决了不动产登记中一些数据信息定位难、落宗关联迟缓等痛点难题，同时促进了三维不动产登记管理信息平台的搭建，解决了以往不动产登记系统中较多采用图表关联的二维影像架构设计而出现的影像资料不详实、不能直观查看等问题，有效保证了不动产信息登记的完整性、全面性，更方便权益人查询。这为促进不动产登记管理工作服务质量再提升和服务效率再提高创造了良好局面，奠定了不动产登记管理工作科学化、规范化坚实基础。在当前科技水平的基础上，三维地理信息系统技术功能丰富且技术优势明显。但三维地理信息系统目前在数据采集、数据组织与管理、数据运算、空间查询与分析、系统建立及可视化等方面尚不完善还有待进一步去研究。随着计算机与空间技术水平的进一步提升，相信在不久的将来，随着三维地理信息系统的不断完善，其不仅更好地服务不动产登记管理，还能更好地服务其他行业的需要。