李佩 呂志慧

基金項(xiàng)目：中文基金項(xiàng)目

作者簡介：李佩（1992— ），女，湖南益陽人，工程師，碩士；研究方向：實(shí)景三維應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)。

*通信作者：中文通信作者

摘要：傳統(tǒng)的國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓一般僅以簡要界址邊界輪廓線進(jìn)行描述，在實(shí)際的立體化利用開發(fā)過程中容易產(chǎn)生產(chǎn)權(quán)糾紛、產(chǎn)權(quán)登記、土地管理等各種問題，無法滿足高度復(fù)合的城市建設(shè)需求。因此本文基于Cesium構(gòu)建國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓管理系統(tǒng)，采用三維技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)立體空間下國有建設(shè)用地準(zhǔn)確、直觀的表達(dá)，為國有建設(shè)用地精細(xì)化管理提供參考。

關(guān)鍵詞：國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓；三維技術(shù)；Cesium

中圖分類號(hào)：P208? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0? 引言

實(shí)景三維中國建設(shè)是面向新時(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，對(duì)傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，是測繪地理信息服務(wù)的發(fā)展方向和基本模式［1］。目前，全國實(shí)景三維建設(shè)工作正在如火如荼進(jìn)行中，相對(duì)于傳統(tǒng)二維GIS數(shù)據(jù)抽象、單平面的表達(dá)方式，實(shí)景三維數(shù)據(jù)具備真實(shí)、立體、直觀的表達(dá)優(yōu)勢特征，可為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)提供統(tǒng)一的時(shí)空數(shù)據(jù)基礎(chǔ)底板，更好的支撐自然資源管理工作。目前有不少研究人員對(duì)實(shí)景三維應(yīng)用進(jìn)行了研究，楊密提出了基于實(shí)景三維數(shù)據(jù)可在自然資源調(diào)查監(jiān)測、國土空間規(guī)劃、自然資源和不動(dòng)產(chǎn)登記、生態(tài)修復(fù)和應(yīng)急測繪保障等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用探索［2］。宋關(guān)福等人基于新一代三維GIS在自然資源與不動(dòng)產(chǎn)信息管理中進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了自然資源和不動(dòng)產(chǎn)信息的一體化管理、用途管制及輔助決策能力［3］。黃林周等人利用實(shí)景三維技術(shù)在智慧林業(yè)中賦能應(yīng)用，有效助力了林業(yè)資源管理、違建普查、消防應(yīng)急等工作［4］。張英棟等人利用實(shí)景三維對(duì)輸變電工程選線規(guī)劃進(jìn)行了研究，提高了選線效率和質(zhì)量［5］。伴隨實(shí)景三維的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)自然資源管理從二維向三維轉(zhuǎn)變，以實(shí)景三維筑牢自然資源數(shù)據(jù)基底，是未來發(fā)展的大勢所趨，因此我們應(yīng)當(dāng)積極探索實(shí)景三維應(yīng)用，發(fā)揮實(shí)景三維數(shù)據(jù)的最大效能。

隨著城市的發(fā)展，目前土地資源的利用已經(jīng)不僅僅局限于平面，而是立體的，因此國有建設(shè)用地立體管理越來越重要。而傳統(tǒng)國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓僅以二維的簡要界址邊界輪廓線進(jìn)行描述，不能滿足現(xiàn)階段國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓精細(xì)化管理的需求，因此為了促進(jìn)土地節(jié)約集約利用、實(shí)現(xiàn)土地要素精準(zhǔn)高效配置，本文采用三維技術(shù)手段，構(gòu)建國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)國有建設(shè)用地地上、地表、地下一體化精準(zhǔn)表達(dá)，可有效提升國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓精細(xì)化管理能力。

1? 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，自下而上分為支撐層、數(shù)據(jù)層、表現(xiàn)層，如圖1所示。其中，支撐層為系統(tǒng)研發(fā)需要的硬件和軟件基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)據(jù)層包括行政區(qū)劃界線、數(shù)字正射影像圖、數(shù)字高程模型、傾斜攝影三維模型、規(guī)劃條件三維模型等數(shù)據(jù)資源，用來構(gòu)建三維地理信息場景。表現(xiàn)層主要包含土地資源、信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)功能和地下模式五個(gè)模塊，為國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓管理業(yè)務(wù)提供支撐。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和統(tǒng)計(jì)等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)國有建設(shè)用地立體化、精細(xì)化管理。

其中，土地資源主要實(shí)現(xiàn)三維地理場景中的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)資源名稱的聯(lián)動(dòng)展示。信息查詢主要支持通過點(diǎn)擊國有建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)查詢每個(gè)地塊的屬性信息。統(tǒng)計(jì)分析主要是查看不同年份的出讓宗地地塊的數(shù)據(jù)數(shù)量和面積信息?；A(chǔ)功能提供基礎(chǔ)的量測功能，方便用戶對(duì)宗地進(jìn)行基本的平面距離、面積和高度量測。地下模式主要是支持查看三維宗地地塊的三維規(guī)劃條件，區(qū)分地上、地表、地下，實(shí)現(xiàn)三維地塊的立體展示。

2? 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用前后端分離技術(shù)，前端采用VSCode結(jié)合Vue框架進(jìn)行研發(fā)，利用三維渲染引擎Cesium，構(gòu)建三維地理信息場景，利用其提供的二次開發(fā)接口支撐基礎(chǔ)功能研發(fā)。后端采用NodeJS框架，利用其能實(shí)時(shí)處理大量信息的優(yōu)勢，構(gòu)建Web應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫采用開源的分布式文件存儲(chǔ)Mongodb數(shù)據(jù)庫，具有高性能、易部署、易使用等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)傳輸采用3DTiles格式，它適應(yīng)于實(shí)時(shí)渲染調(diào)度的glTF作為模型底層存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，定義了面向大型地理場景可視化，采用JSON結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)細(xì)節(jié)層次樹數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，保證了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下三維數(shù)據(jù)高速渲染的特性。

2.1三? 維地理信息場景構(gòu)建

三維地理信息場景構(gòu)建的數(shù)據(jù)資源主要包含空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)主要包含數(shù)字正射影像圖、數(shù)字高程模型、行政區(qū)劃界線、土地出讓數(shù)據(jù)和傾斜攝影三維數(shù)據(jù)等。非空間數(shù)據(jù)主要包含出讓土地的基礎(chǔ)信息，比如地塊屬性、規(guī)劃條件等。所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需要經(jīng)過統(tǒng)一處理后，才能接入系統(tǒng)。

（1）數(shù)字正射影像

數(shù)字正式影像數(shù)據(jù)采用2021年全省0.5米分辨率tiff格式的數(shù)據(jù)，采用ArcGIS進(jìn)行切片處理，利用ArcGIS Server發(fā)布為WMTS影像服務(wù)供系統(tǒng)調(diào)用。

（2）數(shù)字高程模型

數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)采用全省每平方米1個(gè)點(diǎn)分辨率的Lidar激光點(diǎn)云生成的高精度地形數(shù)據(jù)，通過開源Cesium Terrain Builder高程切片生成工具進(jìn)行切片處理，最終生成.terrain地形文件，利用IIS或者Tomcat發(fā)布服務(wù)供系統(tǒng)調(diào)用。

（3）行政區(qū)劃界線

基于QGIS設(shè)置數(shù)據(jù)顏色、透明度等樣式并導(dǎo)出SLD樣式文件，采用GeoServer發(fā)布成WMTS服務(wù)供系統(tǒng)調(diào)用。

（4）土地出讓數(shù)據(jù)

土地出讓數(shù)據(jù)主要是收集了試點(diǎn)地區(qū)2002年和2023年土地出讓宗地?cái)?shù)據(jù)。對(duì)于沒有規(guī)劃條件的二維出讓宗地矢量數(shù)據(jù)，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成GeoJSON格式的數(shù)據(jù)，不同土地出讓階段的數(shù)據(jù)采用不同的顏色進(jìn)行表達(dá)，供系統(tǒng)直接調(diào)用。對(duì)于有規(guī)劃條件的二維出讓宗地矢量數(shù)據(jù)，具有比如32米≤建筑高度≤60米，地下≤2層等規(guī)劃信息，按照規(guī)劃條件基于開源三維模型制作軟件blender制作三維模型形成三維立體成果，采用三維模型切片工具進(jìn)行切片處理后發(fā)布成服務(wù)供系統(tǒng)調(diào)用。對(duì)于規(guī)劃設(shè)計(jì)條件中的車行、人行出入口，采用文字的形式標(biāo)注在三維場景中。

（5）傾斜攝影三維數(shù)據(jù)

傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)主要是收集了試點(diǎn)區(qū)域優(yōu)于0.05分辨率的數(shù)據(jù)。采用傾斜攝影三維模型切片工具進(jìn)行對(duì)模型進(jìn)行紋理壓縮、頂層節(jié)點(diǎn)合并等輕量化處理操作后發(fā)布成服務(wù)供系統(tǒng)調(diào)用。

2.2? 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能主要包含土地資源、信息查詢、基礎(chǔ)功能和地下模式五個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓全業(yè)務(wù)鏈條支撐。在? 供地方案環(huán)節(jié)，基于三維地理信息場景，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)用地地上、地表、地下的不同用途分層關(guān)系，直觀清晰體現(xiàn)宗地界址的地理位置和環(huán)境狀況，管理單位可根據(jù)周邊配套信息、區(qū)位位置，為出讓原始價(jià)、土地單價(jià)、土地總價(jià)等地價(jià)測算集體決策提供參考。在出讓公告環(huán)節(jié)，用地單位可以在線看地，直觀了解出讓地塊分布、地塊規(guī)劃指標(biāo)、地塊配套、區(qū)位優(yōu)勢等信息。在出讓合同環(huán)節(jié)，采用三維附圖表達(dá)土地出讓空間范圍，并可以通過掃描出讓合同上的二維碼，在移動(dòng)端瀏覽、查詢出讓土地的三維場景、用地范圍、出讓宗地界址點(diǎn)信息等信息，使取得土地使用權(quán)人更加直觀全面了解宗地空間范圍。系統(tǒng)主界面如圖2所示。出讓土地宗地移動(dòng)端展示如圖3所示。

（1）土地資源

土地資源通過對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，可根據(jù)不同年份切換展示不同年份的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了土地出讓地塊目錄與三維地理信息場景的雙邊聯(lián)動(dòng)展示?；趦A斜攝影三維數(shù)據(jù)，方便用戶更好地了解現(xiàn)狀土地條件。

（2）信息查詢

信息查詢支持點(diǎn)擊查詢出讓土地的屬性信息，并高亮顯示出讓地塊。將二維碼與數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中關(guān)聯(lián)統(tǒng)一管理，支持掃描二維碼，手機(jī)端瀏覽三維宗地信息。

（3）統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析功能主要是展示不同年份的出讓統(tǒng)計(jì)信息，包含出讓地塊個(gè)數(shù)、面積等。

（4）基礎(chǔ)量測

基礎(chǔ)量測功能支持基于三維地理信息場景進(jìn)行基礎(chǔ)距離、面積和高度量測，滿足業(yè)務(wù)工作人員基本使用需求。

（5）地下模式

地下模式支持動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)地表透明度，直觀體現(xiàn)出讓地塊要求地下小于等于2層的規(guī)劃設(shè)計(jì)條件，實(shí)現(xiàn)出讓宗地地上、地表、地下一體化瀏覽。

3? 結(jié)語

本文基于開源Cesium三維技術(shù)，構(gòu)建了國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓管理系統(tǒng)，探索實(shí)現(xiàn)了實(shí)景三維數(shù)據(jù)在國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓管理領(lǐng)域的應(yīng)用。根據(jù)國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓不同環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)需求，可靈活組織傾斜攝影三維模型、宗地界址模型等構(gòu)建三維場景，并融合相關(guān)土地出讓統(tǒng)計(jì)信息，對(duì)國有建設(shè)用地管理業(yè)務(wù)進(jìn)行三維數(shù)據(jù)服務(wù)支撐，實(shí)現(xiàn)了立體空間下國有建設(shè)用地準(zhǔn)確、直觀的表達(dá)，滿足了國有建設(shè)用地精細(xì)化管理的需求。

參考文獻(xiàn)

［1］自然資源部.關(guān)于全面推進(jìn)實(shí)景三維中國建設(shè)的通知［EB/OL］.（2022-02-24）［2023-07-06］.http：//gi.mnr.gov.cn/202202/t20220225_2729401.html.

［2］楊密.實(shí)景三維在自然資源管理中的應(yīng)用探析［J］.中國土地，2022（8）：53-54.

［3］宋關(guān)福，李少華，閆玉娜等.新一代三維GIS在自然資源與不動(dòng)產(chǎn)信息管理中的應(yīng)用［J］.測繪通報(bào)，2020（3）：101-104，117. ［4］黃林周，姜紫薇，黃印.實(shí)景三維地理信息系統(tǒng)在智慧林業(yè)中的應(yīng)用［J］.地理空間信息，2023 （3）：49-51.

［5］張英棟，喬新，周圣川.實(shí)景三維在輸變電工程選線規(guī)劃中的應(yīng)用［J］.測繪通報(bào)，2022 （11）：157-161.

（編輯? 李春燕）

Design and implementation of a management system for the transfer of state owned construction

land use rights

Li? Pei， Zhihui? Lyu

（Jiangsu Institute of Surveying and Mapping， Nanjing 210013， China）

Abstract：? The traditional transfer of state-owned construction land use rights is generally described only by a brief boundary contour line， which is prone to various problems such as property disputes， property registration， and land management in the actual three-dimensional utilization and development process， and cannot meet the highly complex urban construction needs. Therefore， this article constructs a state-owned construction land use right transfer management system based on Cesium， using three-dimensional technology to achieve accurate and intuitive expression of state-owned construction land in three-dimensional space， providing reference for the refined management of state-owned construction land.

Key words： transfer of state-owned construction land use rights; 3D technology; Cesium