探讨城市三维地籍的建立

摘要：高效率的三维地籍管理模式在当今社会的土地确权和管理是非常重要的，应进行更加深入的研究，这样的技术可在应用层面上解决土地资源立体化利用中的地籍管理问题。本文就城市三维地籍的建立进行了探讨，希望对今后相关内容的研究提供借鉴。

关键词：地籍管理；三维地籍；建设用地使用权；宗地；数据模型；信息管理

中图分类号：P273文献标识码： A

前言

随着社会经济的迅速发展，城市土地资源开发利用的重点已从平面型开发向立体型地上、地表和地下一体化空间开发利用方向发展，三维空间开发利用成为现代城市规划和建设的重要内容之一。我国《物权法》第136条规定：“建设用地使用权可以在土地的地表、地上或者地下分别设立。新设立的建设用地使用权，不得损害已设立的用益物权。”这从法律上规定了土地的分层利用形式，但没有明确建设用地使用权的权利范围、登记办法等地籍管理问题。因此，进一步研究地表、地上和地下建设用地使用权的设立以及三维地籍管理有着重要意义。

1 地籍管理的发展趋势

地籍管理是国家为掌握土地的权属状况和经济状况以及自然状况而进行的一系列工作措施体系。地籍管理的核心对象或者说基本单元是宗地。宗地可以定义为是具有固定位置和明确边界的，可同时辨认出确定的权利、利用类别、质量和时态等土地基本要素的地块。宗地的基本内容包括其法律状态和自然状态两个方面的属性。在传统的地籍管理框架下，宗地在自然状态特征和法律权利范围方面的界定都是基于二维模式的，这种二维地籍管理模式为我国地籍管理的发展作出了重要贡献。

然而随着我国经济社会的飞速发展，城市地上地下土地空间开发利用强度不断增加，传统地籍管理模式难以精确描述立体空间中的三维产权体，不能满足土地资源立体化利用中的地籍管理要求，已无法适应和满足经济社会发展的需要。为更好地对土地的三维空间进行确权和管理，应努力探索符合我国法律法规的、高效率的三维地籍管理模式。研究三维地籍的理论与方法，在应用层面上解决土地资源立体化利用中的地籍管理问题，为不动产登记提供技术支撑。

2 三维地籍的基本特征

三维地籍的目标是准确描述土地利用立体空间中三维产权体，对土地利用的空间状态和权利状态进行准确记载。三维地籍的主要任务是登记土地空间利用框架下房地产的法律地位和政府限制，包括与土地相关的权利人、权利人与土地之间的关系以及土地的相关信息，并向用户提供房地产的法律地位和政府限制等信息。三维地籍更加符合土地空间开发利用特征，满足从三维角度对土地权利进行登记的需求。三维地籍是依托现有计算机技术，对传统平面地籍的发展。作为现代地籍的发展趋势之一，主要包括以下几个特点：

（1）空间性：反映土地的空间位置。三维宗地是在三维空间由若干个面围成的封闭实体，它的边界就是权属界面，可准确反映土地空间利用状况；而二维地籍的建立基础是二维平面上的宗地，仅在平面上具有边界，空间上仅有注记，在三维空间中没有描述明确边界。

（2）精确性：从三维空间角度精确描述土地利用的基本要素，记载封闭的权利实体所有的空间信息和属性信息，而二维地籍记载的主要是宗地平面信息和属性信息；三维地籍准确描述土地利用的空间分布，而二维地籍对该信息的描述方面存在着不足。

（3）法律性：依法建立三维地籍，重新设置和限制土地利用的空间权利，仍然记载和提供人地法律关系。登记的是封闭的三维权利实体，同一个三维权利实体主要依据权利属性划分，同一个三维权利实体内部在土地利用类别、质量和时态等属性方面都具有一致性。

（4）连续性：从三维角度关注人地关系的变化，保持地籍信息记载的连续性和现势性，实现地籍的科学可持续使用。

3 三维地籍的数据模型

3.1 三维地籍的实体类型

在传统地籍管理模式中，宗地通常被抽象为在权利上具有同一性的封闭的二维多边形（面），二维地籍涉及的实体类型可以概括为点、线和面三种。延续该思想，在三维地籍管理模式中，可以将三维宗地抽象为在权利上具有同一性的封闭的三维实体，其实体类型可以概括为点、线、面、体四种。

（1）点类型：包括点状地物和结点两种实体。其中点状地物是指由一组三维坐标（X,Y,Z）定义在三维空间中的点状地物，比如电杆、道路交叉点等；结点是指用来表示线段的空间位置以及拓扑关系的点，比如界址点、拐点等。

（2）线类型：包括现状地物、拓扑弧段和无拓扑弧段。其中线状地物是指由一条或者若干条弧段组成的线状地物，比如道路、地下管线等；拓扑弧段是指具有起点和终点、方向、不分叉、不相交和有左右多边形的线段，比如界址线、行政界线等；无拓扑弧段是指简单的无起点和终点、方向等特性的无分叉线段，比如等高线等。

（3）面类型：包括面状地物、拓扑面和面模型。其中面状地物是由一个或者若干个面块组成的实体对象，或者由面模型表示的实体对象，比如地块、水域等；拓扑面是指由一条或者若干条拓扑弧段组成的封闭面，由弧段方向定义面方向，具有左右体目标，比如权属界面等；面模型是指用网格或者TIN表示的面状对象，具有任意投影方向，比如地形面。

（4）体类型：包括体状地物和体模型。体状地物是指由一个或者若干个面块组成的三维体状实体，或由体模型表示的三维对象。比如三维宗地、建（构）筑物等；体模型是指由三维格网或不规则四面体格网表示的体状对象，具有任意投影方向，比如地下空间及其建（构）筑物等。

3.2 三维地籍的数据模型

GIS应用于三维宗地信息管理的基础是构建三维宗地的数据模型。因此需要研究三维宗地数据模型构建的几何理论基础，实现对研究客体（三维宗地）的理解和抽象，以合适的精度和质量来描述和管理目标的几何形状和空间位置。

在GIS中，三维数据模型主要分为面模型(Facial Model)与体模型(Volumetric Model)两大类型，前者包括边界表示模型、三角网与格网模型、线框模型，后者包括结构实体几何模型、三维体元模型以及八叉树模型等。目前，三维数据模型对应的主要商业软件数据格式包括：基于面模型数据格式并在主流GIS软件中较为通用的grid和tin数据格式；基于体模型数据格式并主要在Google sketch 的skp格式、Arc Scene的wrl格式、3D max的3ds格式、skyline的flt格式。研究各种数据模型、数据结构之间的差异和特性，找到适合于构建三维宗地模型的数据格式，以实现对研究客体的抽象和数字化。

三维地籍数据模型构建的关键是给出其核心对象三维宗地的数据模型，根据三维地籍的点、线、面、体四种实体类型，结合三维地籍的权利属性，可以给出三维宗地的数据模型。

从地籍管理的角度考虑，三维地籍数据模型仍然主要关注位置、距离和拓扑关系。结合土地空间开发利用的现状特性和科学规划趋势，三维宗地的空间关系主要包括邻接（共点、共线、共面三种）和分离，还有少量包含情形。研究计算机管理三维地籍信息，需要基于上述三维宗地空间关系，解决三维宗地空间拓扑关系的分类、表达、存储、查询问题，三维宗地及其之间的位置关系和距离关系的表达、存储、查询问题，以及三维地籍信息的现势性和连续性问题。

4 结束语

三维地籍的建立不是一蹴而就的，需要从其涉及的法律框架、理论框架以及调查和管理等技术体系方面进行系统研究，考虑各部分的互相支撑和有机衔接。此外，还应考虑与目前传统地籍管理模式的衔接问题，以充分实现现代多用途地籍的功能。

参考文献：

[1] 林增杰,谭峻,詹长根,等. 地籍学[M]. 北京:科学出版社,2006.

[2] 詹长根,齐志国,赵军华. 三维地籍的建立分析[J]. 国土资源科技管理,2006,(2):79-81.