地理信息系統(tǒng)在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中的運(yùn)用

1、<p>　　地理信息系統(tǒng)在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中的運(yùn)用</p><p>　　摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，城鎮(zhèn)地籍測(cè)量的方法和技術(shù)也得到了不斷的進(jìn)步和更新。本文就地理信息系統(tǒng)技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行探討，對(duì)地籍管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源、系統(tǒng)架構(gòu)及系統(tǒng)功能等等方面進(jìn)行闡述，為更好地將地籍管理信息系統(tǒng)應(yīng)用于城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中提供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞:地籍測(cè)量；地理信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)來(lái)

2、源；查詢功能 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：O4-34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1 前言 </b></p><p>　　地籍測(cè)量是測(cè)定和調(diào)查土地及其上附著物的權(quán)屬、位置、質(zhì)量、數(shù)量和利用現(xiàn)狀等基本狀況的測(cè)繪工作，屬于工程測(cè)量的一部分。城鎮(zhèn)地籍測(cè)量工作是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的測(cè)繪工程，特別是隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展

3、，對(duì)地籍測(cè)量工作提出了更高的要求。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS）已在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　2 三維地籍與二維地籍關(guān)系與區(qū)別 </p><p>　　作為一個(gè)現(xiàn)代地籍系統(tǒng)，應(yīng)該能夠體現(xiàn)出一個(gè)原則，即不動(dòng)產(chǎn)權(quán)利始終授予人們享有立體空間的權(quán)利而不僅僅是平面上的權(quán)利，否則土地的利

4、用就無(wú)從談起，不能充分滿足實(shí)際需要的地籍模式有必要進(jìn)行變革。三維地籍在地籍的概念中引入了三維產(chǎn)權(quán)(空間產(chǎn)權(quán))的含義，它在制定城市規(guī)劃和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃提供依據(jù)方面比二維地籍更具有優(yōu)勢(shì)，是土地利用空間多元化發(fā)展的必然結(jié)果，同時(shí)符合地籍多用途功能實(shí)現(xiàn)的要求。 </p><p>　　三維GIS與二維GIS一樣，需要具備最基本的空間數(shù)據(jù)處理功能，如數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表現(xiàn)等。相比于二維GIS，三維

5、GIS具有以下優(yōu)勢(shì)： </p><p>　　1)空間信息的展示更為直觀。從人們懂得通過(guò)空間信息來(lái)認(rèn)識(shí)和改造世界開(kāi)始，空間信息主要是以圖形化的形式存在的。然而，用二維的圖形界面展示空間信息是非常抽象的，只有專業(yè)的人士才懂得使用。相比二維GIS，三維GIS為空間信息的展示提供了更豐富、逼真的平臺(tái)，使人們將抽象難懂的空間信息可視化和直觀化，人們結(jié)合自己相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)就可以理解，從而做出準(zhǔn)確而快速的判斷。毫無(wú)疑問(wèn)，三維GIS

6、在可視化方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。雖然三維GIS的動(dòng)態(tài)交互可視化功能對(duì)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和計(jì)算機(jī)硬件也提出了特殊的要求，但是一些先進(jìn)的圖形卡、工作站以及帶觸摸功能的投影設(shè)備的陸續(xù)問(wèn)世，不僅完全可以滿足三維GIS對(duì)可視化的要求，還可以帶來(lái)意想不到的展示和體驗(yàn)效果。 </p><p>　　2)多維度空間分析功能更加強(qiáng)大。空間信息的分析過(guò)程，往往是復(fù)雜、動(dòng)態(tài)和抽象的，在數(shù)量繁多、關(guān)系復(fù)雜的空間信息面前，二維GIS的空間分析功

7、能常具有一定的局限性，如淹沒(méi)分析、地質(zhì)分析、日照分析、空間擴(kuò)散分析、通視性分析等高級(jí)空間分析功能，二維GIS是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。由于三維數(shù)據(jù)本身可以降維到二維，因此三維GIS自然也能包容二維GIS的空間分析功能。三維GIS強(qiáng)大的多維度空間分析功能，不僅是GIS空間分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分體現(xiàn)了GIS的特點(diǎn)和優(yōu)越性。 </p><p>　　構(gòu)建三維地籍管理信息系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng))，不僅是對(duì)國(guó)土資源與房屋管理

8、局“一張圖”管理、土地管理精細(xì)化及二維地籍圖運(yùn)用的延伸，還是對(duì)三維地圖與城鎮(zhèn)地籍管理相結(jié)合的綜合應(yīng)用，該系統(tǒng)還具有表達(dá)上的直觀性，交互操作的靈活性等特點(diǎn)，為國(guó)土資源部門(mén)提供了一個(gè)直觀、多用途的智能化工作平臺(tái)。 </p><p>　　本文以三維地籍管理信息系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱三維地籍系統(tǒng))為例，提出了構(gòu)建一種基于三維地理信息技術(shù)的地籍管理信息系統(tǒng)的方法。 </p><p>　　3 三維地籍信息系統(tǒng)

9、建立的技術(shù)支撐 </p><p>　　地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感和航空攝影技術(shù)經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展，目前在建立三維地籍管理信息系統(tǒng)上已經(jīng)具備了以下成熟的技術(shù)： </p><p>　　1)三維數(shù)字地面模型最初作為一個(gè)三維空間信息表達(dá)方式，不僅能夠表達(dá)三維地表模型，還可以在上面疊加矢量空間數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)，以及三維地物模型。 </p><p>　　2)衛(wèi)星或航空攝影能提供高分辨

10、率遙感影像的數(shù)據(jù)采集手段，采用衛(wèi)星遙感如QuickBird能夠提供分辨率為0.61M的衛(wèi)星影像，航空攝影能夠提供分辨率更高的影像，高分辨率的影像也能提供更為直觀的地物景觀，數(shù)字地面模型和影像數(shù)據(jù)以及矢量可以融合表達(dá)。 </p><p>　　3)目前市場(chǎng)上主流的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)軟件，如ArcGIS，已具備了建立、展示數(shù)字地面模型的功能，包括實(shí)現(xiàn)將影像、二維平面及三維地物模型疊加在三維數(shù)字地面模型上進(jìn)行瀏覽、漫游的功

11、能。 </p><p>　　基于以上技術(shù)條件，可以認(rèn)為實(shí)現(xiàn)三維地籍管理信息系統(tǒng)的技術(shù)條件已經(jīng)成熟。雖然在法律上沒(méi)有對(duì)三維權(quán)利建立完整的體系，但三維地籍是未來(lái)地籍發(fā)展的趨勢(shì)。它將在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮越來(lái)越大的作用，不斷促進(jìn)土地的集約利用和不斷完善土地市場(chǎng)。 </p><p><b>　　4 數(shù)據(jù)來(lái)源 </b></p><p>　　三維地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)

12、數(shù)據(jù)源分為三類(lèi)：一是三維地形數(shù)據(jù)，該類(lèi)數(shù)據(jù)由數(shù)字高程模型(DEM)與數(shù)字正射影像圖(DOM)融合而成；二是三維地物數(shù)據(jù)，該類(lèi)數(shù)據(jù)一般以二維矢量數(shù)據(jù)、地物高度數(shù)據(jù)及地物實(shí)景照片為基礎(chǔ)，使用三維建模軟件建模而成。三是地籍?dāng)?shù)據(jù)，該類(lèi)數(shù)據(jù)主要包括帶有高程信息的宗地、界址點(diǎn)、界址線、測(cè)量控制點(diǎn)、房屋等地籍要素的三維數(shù)據(jù)。其構(gòu)成如圖1所示。 </p><p>　　圖1 三維地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)構(gòu)成及來(lái)源 </p>&

13、lt;p>　　其中，數(shù)據(jù)高程模型根據(jù)外業(yè)對(duì)所有點(diǎn)的高程測(cè)量，通過(guò)ArcGIS的3DAnalyst功能對(duì)所有高程點(diǎn)創(chuàng)建數(shù)字高程模型。數(shù)據(jù)正射影像通過(guò)ArcGlobe從Esri公司的影像庫(kù)中下載。二維矢量數(shù)據(jù)、地物高度數(shù)據(jù)、地物實(shí)景照片直接從外業(yè)測(cè)量和地籍調(diào)查獲得。 </p><p>　　在三維建模之前，需要對(duì)建模所需的源數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，以保證建模工作的有序進(jìn)行。預(yù)處理的內(nèi)容包括糾正二維矢量數(shù)據(jù)空間位置的偏差與

14、錯(cuò)位，制作表面紋理，閉合處理建筑物的輪廓線以及將處理好的建筑物數(shù)據(jù)與樓高標(biāo)注信息進(jìn)行空間關(guān)聯(lián)等。 </p><p><b>　　5 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　三維地籍管理系統(tǒng)采用基于ArcEngine技術(shù)的集成開(kāi)發(fā)模式，以Windows系列平臺(tái)為操作系統(tǒng)，以Microsoft Visualstudio.NetIDE為編程開(kāi)發(fā)環(huán)境。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層利用Ar

15、cGIS的Geo Database數(shù)據(jù)模型進(jìn)行二維和三維空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。 </p><p>　　系統(tǒng)開(kāi)發(fā)框架如下圖2所示，數(shù)據(jù)層采用PGDB和Oracle Database結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　圖2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)框架 </p><p>　　本系統(tǒng)是在獲取三維城鎮(zhèn)地籍要素的基礎(chǔ)上，采用軟件的形式滿足城鎮(zhèn)地籍信息管理的需要，在二維城鎮(zhèn)地籍系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加三維真實(shí)

16、場(chǎng)景展示和三維信息的查詢統(tǒng)計(jì)分析等功能。下圖體現(xiàn)了整個(gè)三維系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，軟件系統(tǒng)所處的位置以及所能提供的功能。 </p><p>　　圖3 系統(tǒng)總體架構(gòu) </p><p><b>　　6 系統(tǒng)功能 </b></p><p>　　為實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)空間組織和查詢，虛擬現(xiàn)實(shí)展現(xiàn)、數(shù)據(jù)管理與分析的需要，系統(tǒng)提供以下功能：三維展示功能、三維查詢分析功

17、能和地籍信息管理基本功能。 </p><p>　　6.1 三維場(chǎng)景展示 </p><p>　　提供三維真實(shí)場(chǎng)景展示功能，提供放大、縮小、漫游、導(dǎo)航、飛行等基本空間瀏覽功能，主要包括以下幾個(gè)方面：1)放大和縮小操作；2)全圖操作；3)導(dǎo)航模式；4)飛行模式；5)移動(dòng)操作；6)旋轉(zhuǎn)操作。 </p><p>　　6.2 三維信息查詢與分析 </p><

18、p>　　(1)屬性查詢功能 </p><p>　　屬性查詢是指在三維可視化場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)交互的進(jìn)行地物———屬性信息的雙向查詢，包括顯示選中地物名稱等屬性信息，顯示三維場(chǎng)景中各種地物的名稱、信息及三維空間坐標(biāo)，或已知地物的屬性信息，對(duì)三維場(chǎng)景中的該屬性地物進(jìn)行定位查詢等。 </p><p>　　屬性查詢應(yīng)立足于國(guó)家城鎮(zhèn)地籍標(biāo)準(zhǔn)，提供對(duì)于宗地?cái)U(kuò)展屬性查詢、掃描件查詢、圖形屬性的自定義條件查

19、詢功能。 </p><p><b>　　(2)分析 </b></p><p>　　可以實(shí)現(xiàn)基于DEM和Model的三維空間距離量算、地表距離量算、面積量算、地表面積量算等分析功能，在滿足國(guó)土業(yè)務(wù)需求的同時(shí)，也可以用于工程、規(guī)劃、水利等行業(yè)的基本應(yīng)用。 </p><p>　　(3)交互式定位功能 </p><p>　　包括

20、以下幾個(gè)方面，可以縮放到某一具體圖層，在查詢到某些空間要素后，可以縮放到該要素的具體位置；列出該地區(qū)一些標(biāo)志性建筑或者地址，然后可以快速定位到該處；通過(guò)對(duì)宗地權(quán)利人、坐落或地號(hào)的模糊查詢，進(jìn)行快速定位；標(biāo)簽功能，可以創(chuàng)建標(biāo)簽，之后按照標(biāo)簽位置進(jìn)行快速定位。 </p><p>　　(4)二維與三維數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng) </p><p>　　比如在二維視圖與三維視圖中進(jìn)行目標(biāo)(如建筑物)屬性信息查詢的時(shí)候

21、，相對(duì)應(yīng)的三維場(chǎng)景或二維地圖中的同一目標(biāo)高亮顯示。 </p><p>　　6.3 地籍信息管理 </p><p>　　(1)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與計(jì)算功能 </p><p>　　根據(jù)數(shù)據(jù)成果統(tǒng)計(jì)出地類(lèi)現(xiàn)狀匯總表，可以根據(jù)宗地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和根據(jù)圖斑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；根據(jù)數(shù)據(jù)成果統(tǒng)計(jì)城鎮(zhèn)土地強(qiáng)度表，提供城鎮(zhèn)宗地容積率、密度計(jì)算，城鎮(zhèn)房屋隸屬宗地計(jì)算，提供宗地橢球面積、平面面積、表面面積計(jì)算。

22、</p><p><b>　　(2)專題圖功能 </b></p><p>　　根據(jù)數(shù)據(jù)成果產(chǎn)生各種基于宗地的專題圖，包括宗地土地用途專題圖、宗地權(quán)屬性質(zhì)專題圖、宗地土地級(jí)別專題圖、宗地使用權(quán)類(lèi)型專題圖等。 </p><p>　　(3)圖件輸出功能 </p><p>　　輸出宗地圖，地籍圖，分幅索引圖，三維宗地示意圖等。

23、</p><p>　　(4)空間分析功能 </p><p>　　空間分析包括疊置統(tǒng)計(jì)分析，宗地區(qū)域分析、緩沖區(qū)分析、鄰宗地分析，以上分析是基于二維的；三維的空間分析主要包括等值線分析、坡度坡向分析等。 </p><p><b>　　7 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　雖然目前地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用還存在不少問(wèn)題，但

24、可以肯定的是，隨著地籍測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用研究不斷深入，地理信息系統(tǒng)將會(huì)不斷完善，在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中的應(yīng)用前景和城市測(cè)繪工作中發(fā)揮更大的作用。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 張桂英;張桂利;張鵬.淺談地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2012年08期 </p><p>　　[2] 王寶書(shū).淺談地