新时代全景三维地籍管理技术路线解析

梳理的几个问题：

政策技术依据、可参考的规范？现有软件或示范应用？

实景三维权籍调查填补现有不动产哪块内容？

三维权籍调查、三维地籍数据库涉及哪些数据、如何处理、如何渲染、跟现有数据如何融合。

技术路线、技术研究方向、技术难点？

涉及哪些技术，现有条件是否满足，需要解决哪些技术问题？

周期、可交付的产品是什么？有哪些功能、应用到什么阶段？

相关资料

https://xueqiu.com/7810224431/255264874

https://zhuanlan.zhihu.com/p/648672622

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_20121457

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_23577414

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https://zhuanlan.zhihu.com/p/489352305

https://zhuanlan.zhihu.com/p/505813834

http://www.engine3d.com/solution/25.html

https://www.whulabs.com/InformationCentre/info.aspx?itemid=9988

参考规范

《实景三维技术与应用白皮书（2022年）》、

《自然资源部关于进一步做好地籍调查工作的通知》

《自然资源三维立体时空数据库建设总体方案》

《中国实景三维市场研究报告2023》

三维地籍解决的问题？行业现状、政策、现有发展方向

做哪些内容？涉及哪些数据处理、技术、

数据存储：

倾斜摄影、点云、多格式数据采集入库、存储

数据处理

切片、金字塔、单体化

颗粒度：幢、层、户

BIM ... ??

数据挂接融合

三维数据如何与现有地籍数据融合挂接。一码关联。

建设思路、内容

涉及哪些数据？实现哪些功能

可交付的产品

随记

1、三维相对直观、附加空间属性、

场景：空间数据体（DEM、DSM、DOM、倾斜摄影...）

实体：基础地理实体（地物实体、地理单元）、部件模型（建筑物部件、室内部件、道路设施、地下空间部件）

2、除不动产外 还可对规划、执法、审批等相关业务提供支持。

3、依据《关于全面推进实景三维中国建设的通知》针对国家、省、地级市制定了25年、35年三维建设目标。

25年为数字中国、数字政府和数字经济提供三维空间定位框架和分析基础、50%以上的政府决策、生产调度和生活规划可通过线上实景三维空间完成。35年完成数字空间和现实空间实施互联互通，政府决策、生产调度、生活规划通过实景三维空间完成度要达到80%以上。

土地立体化利用是对物质空间的开发及空间权属的确认，特别是地下空间的开发，需要明确三维产权空间。所以，构建土地立体化利用研究体系需要从界定三维立体空间和明确权属关系入手。而三维地籍技术可以有效解决上述问题，  从两个方面入手，一方面是对三维地籍管理的研究，先建立二、三维混合地籍管理模式，之后逐渐过渡发展到全三维地籍，另一方面是对土地立体化利用内容的研究，先针对现实需求解决具体问题，包括空间表达、界定、产权供应等，之后逐渐完善整个土地立体化体系；最终要形成以全三维地籍技术为核心的土地立体化管理模式，进行地上、地表及地下立体空间一体化、精细化管理，实现土地高质量利用，城市可持续、韧性发展。

三维地籍 可以表达垂直方向的权籍差异性，用于注册、明晰和界定三维产权单元的空间权属及位置。它能够准确反映空间拓扑关系，清晰表达与承载空间利用信息。以三维地籍技术为核心的土地立体化管理模式，需要建立三维地籍管理系统，将三维地籍管理理念和技术方法纳入土地管理、开发建设和运营管理全过程，以三维方式设定立体建设用地使用权。 发展三维地籍技术，需要从二维地籍先过渡到二、三维地籍混合管理，这一方面是由于目前全国土地管理依然是二维平面管理模式，全面推行三维地籍技术耗时长、工作量大、技术难度高、经济成本高；另一方面是土地立体化开发目前主要集中于特大城市，中、小城市由于依然是以平面扩张为主，在很长一段时间内对于其需求并不是很迫切。土地立体化利用 本质是对三维空间的占用，可用抽象后实体的几何形体来精细化描述三维宗地的空间范围。三维地籍的研究，不仅是技术上的探索，还要建立三维产权体的标准体系，以三维地籍为核心，开展三维产权单元编码、测量、模型构建、可视化表达、查询检索和维护更新等相关技术研究。通过三维地籍技术，支撑土地立体化管理，解决产权纠纷、空间界定等问题。

一、研发目的、意义与市场前景分析

1. 目的

实景地籍调查项目的研发旨在解决传统二维地籍管理在土地资源精细化管理方面的局限性，通过集成先进的测绘技术、地理信息系统以及大数据处理技术，实现从二维到三维空间的地籍信息表达与管理。其核心目的是提升地籍数据的准确性、完整性与可视化水平，以适应我国国土空间规划、不动产登记、自然资源管理和城市智慧化建设的需求。传统测绘技术体系和生产体系也正在发生变革，实景三维将是新型基础测绘数据建设的标准化产品。

2. 有哪些意义和帮助

提高行政效率：实景三维地籍系统能够提供实时、直观、准确的土地权属和利用状态信息，简化行政审批流程，提高政府部门决策效率。

保障权益明晰：精确描绘立体空间权属界线，有助于减少因边界不清引发的各类纠纷，保护产权人合法权益。

服务社会发展：为城市更新、土地再开发利用、环保监测等领域提供强有力的数据支撑，促进经济社会可持续发展。

3. 市场前景分析

随着我国对数字孪生城市、智慧城市等理念的推广和实践，以及“十四五”期间国土空间规划体系的不断完善，实景三维地籍调查与管理系统有着广阔的市场需求和发展前景。同时，在国家大力倡导数字化转型的大背景下，政府投资及社会资本对该领域的投入将持续增加，预计在未来数年内，实景三维地籍相关软件产品和服务市场规模将呈现显著增长态势。

二、地籍调查项目的现状与发展趋势

1. 权籍现状概述

当前，我国地籍调查工作已逐步向数字化、信息化迈进，但普遍存在二维地籍图更新不及时、精度不足、无法反映垂直空间关系等问题。部分先进地区已经开始尝试运用无人机航测、激光雷达扫描等手段进行三维地籍调查，但整体而言，实景三维地籍应用尚处于起步阶段。传统测绘技术体系和生产体系正在发生变革，实景三维将是新型基础测绘数据建设的标准化产品。

数据更新滞后：由于权籍变更频繁，传统的调查方法难以及时完成数据更新。

空间精度不足：仅依赖二维图纸难以精确展示复杂的立体空间权属关系。

功能单一：现有软件大多仅能处理基本的地籍信息录入、查询功能，对于复杂的空间分析和决策支持能力有限。

技术融合度低：尚未充分利用无人机航测、激光雷达扫描、遥感影像解析等现代测绘技术手段进行权籍调查。

2. 发展趋势

技术融合：未来地籍调查将深度融合遥感技术、GIS、BIM（建筑信息模型）、云计算等先进技术，实现全方位、多维度的信息采集和处理。

标准化推进：国家将进一步完善实景三维地籍的相关标准和规范，推动行业内的统一和标准化进程。

智能化服务：基于AI技术的地籍数据分析与应用将更加广泛，支持智能辅助决策、自动化更新等功能。

政策驱动：随着政策层面加大对数字地籍基础设施建设的支持力度，实景三维地籍将成为新型城镇化、乡村振兴战略实施的重要基础。

三、研发的内容、目标、技术路线和关键技术

1.  研发内容

数据采集模块：设计并优化针对实景三维地籍所需的空间数据获取方案，包括无人机航摄、地面激光雷达扫描等。

三维建模模块：开发高效、精准的三维重建算法，构建精细的地形地貌和建筑物模型。

地籍要素提取与标注模块：实现权属界址自动或半自动勾绘、属性信息录入与关联功能。

-权籍管理信息系统平台：构建可扩展性强、易于维护的三维地籍信息系统，具备查询、统计、分析、展示等多种功能。

2. 研发目标

技术目标：研发出一套适用于中国国情的实景三维地籍调查解决方案，达到国内领先、国际先进的技术水平。

应用目标：满足各级国土资源管理部门及相关企事业单位对于高精度、动态更新、便于操作的三维地籍管理系统的迫切需求。

技术创新：突破传统二维权籍管理模式，创建一套完整的实景三维权籍调查与管理系统。

实用化与标准化：确保系统符合国家权籍调查及信息化建设的标准要求，满足实际业务操作需要。

易用性与扩展性：设计友好界面，方便用户操作；架构灵活可扩展，便于未来功能升级和新技术融合

3. 技术路线

前端数据采集与处理：采用多源数据融合技术，结合现代测绘设备和技术获取高质量的基础数据。

后端建模与分析：利用摄影测量、点云、开源GIs接口等方法生成三维模型，并进行地籍要素识别与解析。

系统开发与集成：设计和实施高性能的系统架构，搭建实景三维权籍信息系统，实现数据存储、管理、查询、统计分析等功能，并具备与不动产登记系统及其他相关部门的信息共享接口。

服务化架构与API接口：采用微服务架构设计，提供丰富的API接口，支持与其他业务系统深度整合，满足不同部门、机构间的数据交换和共享需求。

权限控制与安全保障：建立完善的数据访问权限体系，实施多层次的安全防护措施，包括数据加密、用户身份认证、操作日志记录等，确保权籍信息安全可靠。

4. 建设思路

数据管理与整合功能：

数据采集模块：集成多种来源的数据采集工具和技术，实现地籍信息的全要素、多维度自动或半自动化的数据获取。

数据处理与建模模块：通过高效算法将原始数据转换为实景三维模型，并进行精细化编辑，确保权属边界清晰、准确。

数据库管理系统：建立统一的地籍数据库，支持不同格式、不同类型数据的融合存储、查询和更新。

三维可视化与分析功能：

三维地籍展示平台：开发用户友好的三维GIS界面，提供直观的三维地籍图层展示，支持缩放、旋转、剖切等交互操作，便于查看和理解复杂的地理空间关系。

属性查询与统计分析：实现对权属地块及其相关属性的快速检索、统计分析及报表生成，支持各类专题图制作和数据挖掘应用。

业务流程与审批功能：

业务流程引擎：构建符合地籍管理业务逻辑的工作流引擎，覆盖权属登记、变更、注销、纠纷处理等全流程在线化办理。

电子签章与权限控制：集成电子签名和电子印章功能，确保线上业务的法律效力，并根据用户角色设定不同级别的数据访问和操作权限。

服务接口与联动功能：

API服务接口：开放标准化的数据服务接口，支持与其他政务系统、规划系统、不动产登记系统的数据交换和联动操作。

实时共享与协同办公：实现跨部门、跨层级的信息共享与协同工作环境，提升整体工作效率和决策科学性。

辅助决策功能：

辅助决策支持：基于现有地籍数据分析，为土地资源分配、城市规划调整等重大决策提供数据依据和建议

5. 关键技术及实施策略

实景三维数据采集技术：利用无人机航测、地面三维激光扫描等先进技术获取高精度的地籍要素空间信息和纹理信息。结合GNSS定位系统，确保数据的空间准确性。

三维建模与处理技术：采用先进的点云处理和实景三维建模技术，构建精细到单体化的地籍要素三维模型，包括土地边界、建筑物、构筑物等地形地貌信息，并进行坐标转换、质量检查等预处理工作。

地籍信息管理系统：基于GIS平台，开发一体化的地籍调查管理模块，实现权属信息录入、界址点确认、面积计算、图形变更等功能，支持在线实时更新和动态管理。

实景三维展示与交互技术：运用WebGL等前端技术实现实景三维模型在网页端的流畅浏览与交互操作，为用户提供直观、真实的地籍调查环境，提升工作效率和决策准确度。

数据安全与权限控制技术：采用加密存储、访问控制、日志审计等手段，确保地籍数据的安全性和隐私保护，同时实现不同角色用户对地籍数据的操作权限差异化管理。

6. 平台架构设计

平台主要包括数据层、服务层、应用层三个部分：

数据层：建设实景三维数据库，存储地籍要素的三维模型数据、属性信息及相关业务数据。

服务层：提供三维数据服务、地图服务、业务逻辑服务等接口，支撑上层应用调用和数据交互。

应用层：开发地籍调查管理、数据分析、成果展示等多种功能模块，满足日常地籍管理需求。

7.  关键技术

- 三维空间数据采集与预处理技术

- 三维建模与重构算法

- 高精度地籍要素自动/半自动提取技术

- 地理信息系统（GIS）与数据库集成技术

- 信息安全与权限管理技术