我国典型城市三维地籍实践

应申，王猛，詹勇，张郁，王野，李程鹏，郭仁忠,2

1. 武汉大学 资源与环境科学学院，武汉 430072；

2. 深圳大学 智慧城市研究院，深圳 518060；

3. 重庆市勘测院，重庆 401121；

4. 广州市城市规划勘测设计研究院有限公司，广州 510060；

5. 沈阳市勘察测绘研究院有限公司，沈阳 110004

1 引 言

随着城市化进程推进，城市人口数量急速扩张，造成土地资源紧张（罗静和曾菊新，2004）。为了解决土地供应不足问题，城市土地开始趋于立体化建设，地上下一体的综合商业中心、地下交通、高架桥等情况复杂的三维土地利用方式逐渐变多（应申等，2021）。土地利用方式的立体化发展造成了在垂直方向上空间权属的多元化。各类空间在三维空间上存在较强的不规则性和层次感，投影到二维平面时，范围产生重叠，因此，传统二维地籍管理模式无法清晰反映土地立体化利用中的权利分布状况，难以满足复杂场景下的管理需求，极易导致权属纠纷（Aien 等，2011；郭仁忠等，2018；张玲玲等，2010）。为完成城市国土空间精细化管控，满足城市立体化发展的需求，需要建立以三维地籍为核心的土地管理模式。三维地籍的管理对象由二维地籍中的宗地转变为三维产权体，不仅可以在立体空间上对分属不同对象的空间权利进行划分和登记，还能够精准体现地籍权属单元的空间范围，清晰刻画复杂情况中三维地籍实体的权属界限，保障城市立体建设中不同权利主体的合法权益（Ying 等，2015；Aien 等，2011；应申等，2014）。

中国深圳根据城市发展的实际需求，开展三维地籍应用试点研究，其研究成果具有重大的理论意义和实践价值，深圳成为全球三维地籍的样板城市，特别是前海特区更是开创了“From 0 to 3D”三维规划、审批、管理全流程的三维地籍实践（应申等，2021，2018）。鉴于三维地籍在深圳的成功应用，2020 年7 月7 日，《国务院关于做好自由贸易试验区第六批改革试点经验复制推广工作的通知》中要求在全国范围内复制推广“以三维地籍为核心的土地立体化管理模式”。同年10 月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《深圳建设中国特色社会主义先行示范区综合改革试点实施方案（2020—2025 年）》，提出“支持在土地管理制度上深化探索”，要求探索二三产业混合用地方案，探索盘活存量用地，探索分层设立土地使用权，建立城市空间立体开发的制度保障，这也近一步体现出国家层面落实三维地籍应用的思想。

在三维地籍研究领域，目前国内外学者已针对三维地籍登记方法（Ho 等，2013；Drobež 等，2017；黄庆彬等，2019；van Oosterom 等，2006）、概念模型（Kim 和Heo，2017；Stoter 和Ploeger，2003；丁远等，2013；郭仁忠和应申，2010；Lemmen 等，2010，2015）、产权体的数据模型及结构（林亨贵和郭仁忠，2006；Guo 等，2012）、拓扑的维护和重建（李霖等，2012；Ledoux 和Meijers，2011）、空间计算与操作（贺彪，2011）、模型可视化（Ying等，2019）等方面开展了许多研究，其相关技术已经相对完善。目前在案例研究方面主要讨论了深圳市对于立体化管控的迫切需求，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，很少有研究从不同类型城市案例视角来探讨三维地籍对于城市立体化发展的支撑意义。因此，本文以全国范围内复制推广“以三维地籍为核心的土地立体化管理模式”为出发点，利用三维地籍技术准确刻画重庆山地城市的起伏地表与建筑产权关系、解决沈阳市二维地籍管理模式遗留的复杂房地关系、支持广州市面向新城建设的“规建管”全流程中的城市空间立体开发和利用，这些不同类型城市三维地籍应用的分析，践行了三维地籍对于城市发展立体化管控的支撑，论证了三维地籍如何促进城市三维空间要素完整且合理的表达，旨在为全国推广和实施以三维地籍为核心的立体化土地管理模式提供借鉴与参考。

2 山城复杂地表的清晰刻画：重庆市

地表是表达城市三维空间要素位置的重要参照物，国家标准《城市不动产三维空间要素表达》（GB/T 40771—2021）中明确规定城市不动产三维空间要素在表达空间位置关系时，要清楚表明与地表的位置关系，如是否依附于地表及位于地表之上、之下或者贯穿地上下空间。重庆依山而建，中心城区的地表、地上和地下空间经过了长期的开发，具有鲜明的建筑和山地结合的特征，致使地表在何处已难以界定（图1）。受山地地形制约，重庆市在城市规划中拓宽了建筑之间相互拼接的限制，这就导致各类空间在三维功能空间区位上存在较强的不规则性和层次感，以地表权利为核心的二维地籍管理模式在此情境下难以界定各空间权属，如图2 所示，某实验学校位于半山腰，某机关单位则位于山脚，山地地形造成了“学校建在楼顶”这种特殊的水平和垂直错切关系。某机关单位的楼顶是A 平面，同时A 平面是学校的底面。若以A 平面为参照，某机关单位位于地表之下，以B 平面为参照，则位于地表之上，可见重庆市建筑与建筑间、建筑与地表间的位置关系错综复杂。

图1 难以确定的地表Fig.1 Complex urban surface

图2 山地地表的水平与垂直邻接关系Fig.2 Horizonal and vertical adjacency relationships of mountainous terrain

根据《城市不动产三维空间要素表达》（GB/T 40771—2021），城市不动产三维空间要素的“六至”应表达出不动产要素上、下、东、南、西、北方向上的其他不动产要素，来清晰描述空间位置。山地城市地形复杂再加上土地立体化的开发利用，致使地表与建筑物映射关系复杂，传统的地籍管理模式对于这类空间描绘不清晰，暗含了对于空间权属表达的不明确。山地城市无论是在建设前还是建设后都面临空间权的界定问题。三维地籍的使用可以在规划和登记阶段强化空间权益的界定。对于重庆来说建设前的阶段已是既定事实无法改变，但对于建设后的管理来说准确界定空间权对于定分止争有着重要意义。

地表形态是产权体构建的基础 （Smart 和Priebbenow，2018）。三维地籍中以产权体作为登记对象不仅可以登记和展现二维宗地的权属状况，还可以明晰和界定三维产权单元的空间权属。如通过产权体的三维模型再结合界址信息不仅可以清晰反映出学校案例的各个产权体之间的空间权属关系，还能直观地体现出产权体与地形的位置关系（图3）。三维登记避免了二维登记时建筑物投影面与地表的复杂关系，极大地促进和完善山地城市土地立体化利用的相关管理制度与机制，对于规范不动产登记制度，减少不动产登记确权纠纷，提升政府公共服务效率和形象，具有显著的社会意义。

图3 地形、地表与三维产权空间的关系Fig.3 Relationships among topography, terrain surface, and 3D property unit

3 解决历史遗留的房地不一致问题：沈阳市

国家对不动产实行统一登记制度，房地统一能够保障房屋所有权的安全和利益，简化地产与房产的变动联系，避免使法律关系复杂化，从而减少房地分离造成的纠纷。《不动产登记暂行条例实施细则》指出，房屋等建筑物、构筑物应当与其所依附的土地一并登记，保持权利主体一致。由于历史原因，沈阳市在梳理房地产统一登记过程中，发现在城市土地建设开发利用过程中遗留有房地不一致问题。如图4 所示，某商业广场建筑跨越了两块地表宗地，且宗地权利主体不一致。地表宗地1 为权利人1、权利人2 共用，地表宗地2 的权利人为权利人2。宗地上的建筑共有三层，在建筑产权划分上，第三层是权利人1 所有，第一、二层都在层内各自分成两部分，分别属于权利人1、权利人2 所有。产权单元在垂直方向上互相叠加，但在登记系统中，无法描述跨宗地的建筑，也没有对建筑在垂直方向上的空间利用状况进行清晰划分，相互叠加的产权单元在地籍图上也无法区分。

图4 商业广场实景图（a）与三维产权体示意图（b）Fig.4 Commercial center case: realistic picture（a）and 3D property unit（b）

我国《民法典》《城市房地产管理法》等规定，不动产物权变动应遵循房地一致的基本原则，即要求土地或房屋权属一方发生变动，另一方应随之变动，确保最终的土地使用权主体与房屋所有权主体保持一致。事实上，无论是土地还是房产，其本质是对一定空间域占有或占用，都可以用一个确定的空间域来表达（史云飞，2009）。人类对于土地所拥有的权利和对房产所拥有的权利其本质上都是对相应的地理空间拥有的权利。三维地籍可以为“房地合一”的统一登记提供可行的技术框架。由于产权体的引入，三维地籍管理对象不再局限于土地，还扩展到了房产。在将房产归纳到三维产权后，地籍概念的内涵将超出原来以宗地作为基本单元的范围，可以支持“房地合一”的建模具有更宽泛的外延。三维地籍的应用不仅可以解决土地立体化利用带来的问题，而且还能在三维的框架下集成土地和房产，有利于实现“房地合一”的不动产统一登记制度。这种集成土地和房产后的统一登记模式，可以准确展现土地不同层次的空间利用的分布情况，并对不同层次上的权利进行分别登记，最后还能避免房地分离带来的各类问题，推进土地的节约集约利用，发挥地籍更多的功能。

由此可见，沈阳这类由于历史遗留问题而导致房地分离的情况，需要采用三维地籍来解释和处理。产权体的管理形式不再依赖于地表宗地，此时的地表宗地被弱化，更多的是位置参考。针对这种历史遗留的跨地表宗地情形，构建三维地籍产权体（图4（b）），真正意义上做到了房地空间合一，同时权利、责任、限制也可明确落实到三维产权体及相应地表宗地上，避免潜在的纠纷。

4 面向未来城市三维规划建设：广州市

当前，无论是新城区的建设还是旧城区改造，土地的利用方式都开始着眼于立体空间的开发，集约节约用地成了现实所需。广州市于2015年10 月通过了《广州市琶洲西区城市设计及控规优化》方案，提出“集约节约用地，建设琶洲互联网创新集聚区，打造广州紧凑型新CBD”，提出构建互联互通的24 h 公共开放步行连廊系统及城市地下空间综合体。集约节约用地的发展布局，打造紧凑型新CBD 势必促进区域的立体化建设，造成大量地上、地表、地下权利不一致的情况，这就引起三维空间管理需求。如图5 所示，某公司取得跨市政道路的地下⑩-1 号地块使用权，用于建设大厦地下附属连接体。该案例是典型土地分层利用中独立地下空间出让的情况，地表是市政道路，地下空间⑩-1 号地块单独出让，属于地下空间建设用地使用权与地表土地使用权相互独立的典型案例。

图5 地下空间用地的平面宗地图和三维产权示意图Fig.5 Schematic diagrams of two dimensional parcel and underground 3D property unit

空中连廊是涉及多宗相邻宗地开发项目，项目进行独立立项建设。此空中连廊跨越市政道路，实现两个地块中的高层塔楼衔接并形成统一整体（图6）。此类空中连廊是跨越地表土地使用权之上的一种空间建筑形态，属于地上空间建设用地使用权与地表土地使用权相互独立的典型案例。

无论是城市发展的必然性还是国家政策的鼓励与推动，城市空间立体化开发与利用需采用与之匹配的管理模式，才能实现全业务流程的三维管控。尤其对于琶洲西区这类新建集约节约型区域实施“规建管”全流程的三维管控尤为重要。而三维地籍的技术与方法能够有效支撑规划选址、土地供应、建筑工程规划许可、竣工验收及不动产登记土地管理各阶段的管控模式由二维向三维的转变。以控制性详细规划和不动产登记为例，在土地立体化管理的需求下，目前的控制性详细规划体系面临着一系列挑战，例如：①单一用地性质难以适应集约节约用地需求。②容积率难以对立体化的空间进行有效管理。同一地块在容积率相同的情况下，由于建筑密度、建筑高度不同，可以形成不同的空间形态（图7）；即使是相同容积率和高度的情况下，建筑也会形成不同的空间形态。③建筑红线难以规范竖向空间的开发利用等。基于三维地籍可升维控规要素的表达形式、控规指标。其中，控规要素的表达形式从文字、图件等转化为三维模型——三维控规盒（图8）。控规指标由平面二维空间扩展到立体空间，如建筑红线扩展到垂直空间；设立地下空间竖向红线，能够更有效地限制建筑物在立体空间的开发范围，保障分层立体开发的安全，如竖向红线与地铁安全。

图7 相同的容积率下不同的建筑空间形态Fig.7 Different architectural spatial forms under the same plot ratio

图8 三维控规盒Fig.8 3D planning control box

《不动产登记暂行条例实施细则》中明确指出，不动产单元是权属界线封闭且具有独立使用价值的空间。这表明不动产单元是一个三维空间概念。传统的地籍管理模式主要记载了土地在二维平面空间的信息，对于土地在三维空间的利用状况，通常采用投影的方式将三维权利实体（如建筑物）投影到二维平面上，以投影后的二维图形来代表其范围进行登记，第三维信息则作为属性数据进行处理。这种管理模式在简单的基于地表的土地利用方式和建筑物结构相对简单的情况下是可用的。但当同一宗土地的地上、地表和地下的不同空间属于不同的权利人，并且土地利用状况极其复杂时，再利用投影的方式将三维权利实体投影到二维平面时，必然带来权属边界的交错重叠，这与传统地籍的基础理论（无重叠、无缝隙的连续划分）相悖。空中连廊占用了A、B 两块地表宗地，以及一块悬于空中的地上宗地C，如图9 所示。道路占用的地表宗地D 与建筑物占用的地上宗地C 在空间上是相离的，如果采用投影的方式将该建筑物投影到地表，则势必引起地表宗地C 与D 之间的重叠。三维地籍中登记的基本单元是三维产权体。在三维不动产权属调查中，权利边界不再是界址线而是界址面；调查内容由平面的“四至”，扩充为空间“六至”；同时，调查成果不再是二维平面图，而是三维立体图。此外登记发证时也采用配套的三维产权证，对三维地籍产权体进行登记，如图10 所示。三维登记模式可以准确反映各类复杂产权体的权属界线与相互之间的位置关系。对于后续构建精细的国土空间的全流程立体化管控有着重要意义。

图10 三维产权证主图示意图Fig.10 Main drawing of 3D property unit certificate

5 结束语

以人为核心的城市发展和建设，需要以高质量的建筑和生活空间为目标，城市的土地有限，采用立体化建设是解决城市土地资源短缺，提高城市空间利用效率的有效方式。传统地籍难以精细化管控立体空间，构建以三维地籍为核心的土地立体化管理模式是城市立体化发展的必经之路。完整的三维空间要素的表达是国土空间立体化管控的基础，国家标准《城市不动产三维空间要素表达》规定城市不动产三维空间要素应采用空间形态、几何关系、空间位置关系进行表达，三维地籍以三维产权体为管理单元能够促进三维空间要素的完整合理表达，落实国务院在全国范围内复制推广“以三维地籍为核心的土地立体化管理模式”的实践需要在各地结合城市发展特征和具体情况针对性开展。

本文以现实需求和响应国家发展为出发点，分析了在不同区域、不同类型城市中，三维地籍对于支撑国土空间立体化管控、房地统一的重要意义，旨在为全国推广和实施以三维地籍为核心的立体化土地管理模式提供借鉴和参考：针对复杂的山城重庆依山而建的建筑物，三维地籍模式能够准确刻画、直观展示出产权体与地形之间的位置关系；三维产权描绘能清晰表达历史遗留的二维宗地难以表达的房地不一情况，三维产权体集成土地与房产，能够促进“房地合一”的不动产统一登记制度；三维地籍面向未来规划建设，能够有效支撑国土空间管理各阶段的管控模式由二维向三维的转变，为三维国土空间的“规建管”全流程提供支撑。

本文讨论的以三维地籍为核心的土地管理模式主要是应用于城市范围，对于自然资源（如海域、林地、矿山）的立体化管理尚未研究和讨论。在未来的研究中探讨各类自然资源的精准立体化管理，无论是对于社会还是经济的发展都将有重要意义。