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    1.立項背景
從抗日戰(zhàn)爭開始，為了戰(zhàn)備和市民防空的需要，重慶市就開始在渝中區(qū)、沙坪壩等地大量地挖掘防空洞，時至今日已出現(xiàn)了一大批諸如地下商城、地下停車庫、騎街樓、輕軌上蓋物業(yè)等不同形態(tài)的土地資源立體化利用實例。這些立體化利用的重要特征是垂直方向上產(chǎn)權主體的多元化，即地表、地上、地下空間可以分層開發(fā)并分屬不同權利人。土地利用方式的轉變，也使得人們對土地的理解從二維的平面變?yōu)槿S的立體。
傳統(tǒng)的二維地籍管理模式已經(jīng)不能滿足立體空間地房籍的管理，尤其在劃地、土地房屋核查、出圖等這些涉及三維空間管理的環(huán)節(jié)，以及為解決土地立體化利用過程中產(chǎn)生的諸如地產(chǎn)、房產(chǎn)法律糾紛等問題，必將促使未來的地籍管理方式由平面的二維地籍向立體的三維地籍轉變。因此，迫切需要系統(tǒng)研究立體空間地房籍的理論與方法，在應用的層面上解決立體化土地開發(fā)利用中的地房籍管理問題，同時為不動產(chǎn)統(tǒng)一登記提供技術支撐。
為此，重慶市國土資源和房屋管理局下達了本項目任務（渝國土房管發(fā)[2014]9號文）。本項目旨在系統(tǒng)研究立體空間地房籍的理論、技術、法律、管理及應用問題，進行地房籍管理關鍵技術研究，形成完整的土地利用空間使用權管理解決方案，并選取典型區(qū)域開展示范應用，為土地資源和房屋管理立體化應用提供技術支撐，為在重慶市開展立體空間地籍、房籍應用進行技術儲備和經(jīng)驗積累。
2.項目名稱及編號
課題立項名稱為《重慶市立體空間地房籍管理關鍵技術研究與示范》，立項編號：CQGT-KJ-2014031。
3.項目主要內(nèi)容
（1）重慶市立體空間地房籍管理的必要性和可行性研究。通過對重慶市地上地下開發(fā)管理現(xiàn)狀進行調查，找出在立體空間管理方面存在的各類問題，充分借鑒國內(nèi)先進地區(qū)的做法和經(jīng)驗，從法律基礎、理論支持、技術實現(xiàn)方面進行了必要性和可行性研究。
（2）重慶市立體空間地房籍管理關鍵技術研究。以現(xiàn)有的先進測繪技術如虛擬現(xiàn)實、三維可視化等為支撐，對數(shù)據(jù)補充采集、模型構建、數(shù)據(jù)管理等關鍵技術進行了研究。
（3）重慶市立體空間地房籍數(shù)據(jù)庫架構研究。在充分研究重慶市現(xiàn)有地房數(shù)據(jù)庫架構的基礎上，探討確定適當?shù)募夹g方法和手段，提出重慶市立體空間地房籍數(shù)據(jù)庫架構，實現(xiàn)重慶市地房籍數(shù)據(jù)的平滑過渡。
（4）研發(fā)重慶市立體空間地房籍管理功能模塊。研究基于PLC擴展的邊界設計表達二/三維地房籍數(shù)據(jù)統(tǒng)一模型，實現(xiàn)三維產(chǎn)權體的精確表達。研發(fā)基于虛擬現(xiàn)實的重慶市立體空間地房籍管理功能模塊，實現(xiàn)立體空間地房籍數(shù)據(jù)瀏覽、變更、查詢、統(tǒng)計功能。
（5）重慶市典型區(qū)域立體空間地房籍管理示范。選擇重慶市立體空間利用較為發(fā)達的典型地區(qū)，應用立體空間地房籍管理功能模塊，驗證研究成果的科學性和可操作性。
4.項目實施情況
2014年7月-9月，項目組完成了國內(nèi)外技術現(xiàn)狀研究；2014年10月-12月，完成了總體技術設計；2015年1-3月完成了示范區(qū)的選取并收集了示范區(qū)相關資料，對示范區(qū)進行了實地考察并采集相關數(shù)據(jù)；2015年4月、8月，項目組先后對長春三維地籍數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和深圳三維地籍進行了調研，收集了長春三維地籍數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及深圳三維地籍相關資料；2015年5月-2015年12月，完成了關鍵技術研究，對示范區(qū)三維產(chǎn)權體進行了構建；2016年1月-6月，研發(fā)了立體空間地房籍管理功能模塊；2016年7-8月，項目資料整理，完成了項目預審；2017年3月9日，市局驗收。

    國內(nèi)外學者從現(xiàn)狀和實際需求角度出發(fā)，對三維地籍相關的法律、制度、技術等問題進行了比較深入的研究，并且取得了一定的成果。但三維地房籍的研究仍然存在許多法律、管理模式以及技術方面的問題，其中，技術問題是制約三維地籍研究的關鍵，而且這些研究中將地籍管理和房籍管理同時考慮的，國內(nèi)還沒有相關成功案例。
根據(jù)項目合同和項目實際開展情況，將項目研究工作總結如下：
（1）對當前重慶市地房籍管理現(xiàn)狀及存在問題進行了全面分析，基于此提出了重慶市立體空間地房籍管理的需求。
（2）系統(tǒng)研究了立體空間地房籍管理的相關理論進行了系統(tǒng)研究，包括法律法規(guī)基礎、地房籍空間實體類型及劃分、當前立體空間地房籍管理方案以及管理基本單元等。
（3）對立體空間地房籍管理關鍵技術進行了研究，包括數(shù)據(jù)補充采集、立體空間數(shù)據(jù)模型、立體空間數(shù)據(jù)管理等。在立體空間地籍模型構建方面，分析設計了其概念模型、邏輯模型，并對三維產(chǎn)權體的拓撲構建、合并與分割相關算法進行了研究。
（4）立體空間地房籍數(shù)據(jù)庫架構研究。在充分研究重慶市現(xiàn)有地房籍數(shù)據(jù)庫架構的基礎上，確定了適當?shù)募夹g方法和手段，提出了重慶市立體空間地房籍數(shù)據(jù)庫架構。
（5）對立體空間產(chǎn)權證權證圖的需求、內(nèi)容和權證圖的設計進行了相關研究。根據(jù)多視圖原理，通過有限的組合視圖模式給予三維產(chǎn)權體空間形態(tài)的示意說明，并附加相關權屬信息等內(nèi)容說明。
（6）項目組開發(fā)了立體空間地房籍管理系統(tǒng)，研發(fā)了虛擬現(xiàn)實的重慶市立體空間地房籍管理功能模塊，實現(xiàn)立體空間地房籍數(shù)據(jù)瀏覽、變更、查詢、統(tǒng)計功能。
（7）實現(xiàn)了地表、地上和地下空間土地使用權的有效管理，能直觀反映地上和地下空間土地使用情況以及地上地下構筑物的相互關系，實現(xiàn)地上和地下空間土地使用權的立體化有效管理。
（8）實現(xiàn)二三維數(shù)據(jù)的一體化管理。通過檢索二維數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步展示三維產(chǎn)權體模型數(shù)據(jù)，完全實現(xiàn)了二、三維數(shù)據(jù)的一體化管理。
（9）不動產(chǎn)查詢功能。將三角化后的房產(chǎn)分戶矢量數(shù)據(jù)拉伸后的白模與房屋三維模型鏈接起來，實現(xiàn)了樓盤房屋的地房籍號、不動產(chǎn)登記單元號、坐落、套內(nèi)面積等屬性信息查詢及樓層結構查詢。
項目成果豐碩，主要獲得如下成果：（1）《重慶市立體空間地房籍管理關鍵技術研究與示范研究報告》；（2）重慶市立體空間產(chǎn)權體權證圖（草擬）；（3）建立立體空間地房籍管理應用典型區(qū)域1個；（4）軟件著作權1項：立體空間地房籍管理系統(tǒng)V1.0（登記號：2016SR269870）；（5）核心期刊論文2篇：①基于Skyline的三維地房籍管理的設計與研究（《數(shù)字通信世界》）；②重慶智慧國土建設現(xiàn)狀分析與模式探討（《上海國土資源》）。

    1.獨特的三維地籍和房籍統(tǒng)一管理。
采用C/S技術框架，基于Skyline三維地理信息平臺實現(xiàn)了2D/3D地房籍數(shù)據(jù)的一體化管理和應用，實現(xiàn)了界址點、界址線、宗地、宗地體、建筑產(chǎn)權體、三維房屋產(chǎn)權體等地房籍數(shù)據(jù)的瀏覽、查詢、變更、統(tǒng)計等功能，對不同高程的立體空間數(shù)據(jù)進行精細化和直觀化的管理，精準描述立體空間中的三維產(chǎn)權體，直觀反映不同地房籍產(chǎn)權體同周邊產(chǎn)權體的相互關系，真實再現(xiàn)各種土地、建筑、房產(chǎn)的空間關系，使決策者、管理者可以從多個角度直觀地觀察地籍環(huán)境，提高規(guī)劃管理水平。
上述工作主要分為四個基本流程實現(xiàn)：（1）地籍數(shù)據(jù)和房籍數(shù)據(jù)的補充采集；（2）界址點、界址線、宗地、宗地體等地籍數(shù)據(jù)的一體化顯示；（3）宗地內(nèi)地上地下產(chǎn)權體等產(chǎn)權體的一體化顯示；（4）通過唯一的房地籍號將地籍和房籍管理連接起來，實現(xiàn)地房籍數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、分析等管理功能。
2.地房籍數(shù)據(jù)補充采集技術。
從地上地下數(shù)據(jù)補充采集的方法及內(nèi)容分析了地房籍數(shù)據(jù)補充采集技術，對地房籍數(shù)據(jù)中的“存量”部分，采用機載lidar測量、傾斜攝影測量以及激光掃描測量獲??；對地房籍數(shù)據(jù)中的“增量”部分，采用三維激光掃描測量和野外數(shù)字測繪來補充采集新增的地房籍數(shù)據(jù)；地下空間三維界址點采用全站儀運用三維空間極坐標法獲取。
3.基于ArcGIS和3ds Max的三維產(chǎn)權體構建。
項目組基于ArcGIS和3ds Max實現(xiàn)了將二維的宗地和房產(chǎn)圖拓展成了精確表達的三維產(chǎn)權體，并以shp文件方式來組織和管理三維產(chǎn)權體。上述工作主要分為四個基本流程實現(xiàn)：（1）二維數(shù)據(jù)預處理。以建筑基底圖為基準，通過平移縮放等仿射變換操作，來校正樓層平面結構圖，校正后的樓層平面結構圖上的同名控制點應該與基底圖上的同名控制點具有相同的x,y坐標。（2）拔高樓層平面多邊形。使用3ds Max按層高拔高樓層平面結構多邊形，生成三維產(chǎn)權體的幾何體。（3）模型材質貼圖及批量導出。當產(chǎn)權體模型生成后，使用紋理材質貼圖表現(xiàn)產(chǎn)權體的實體幾何結構，使用批量導出工具可以生成.x模型格式文件和一個記錄模型中心點坐標的txt坐標文件。（4）基于shp文件方式來組織和管理三維產(chǎn)權體。將txt坐標文件轉為shp并添加相應字段，在Skyline中加載模型shp文件，對shp文件進行相關設置即可實現(xiàn)來批量加載三維模型。
4.基于房產(chǎn)分戶圖的房屋產(chǎn)權體構建及查詢。
基于ArcGIS實現(xiàn)了將二維房產(chǎn)圖拓展成了精確表達的三維產(chǎn)權體，并以shp文件方式來組織和管理三維產(chǎn)權體白模，將三維產(chǎn)權體白模與房屋產(chǎn)權體三維模型通過不動產(chǎn)單元號鏈接起來，實現(xiàn)了樓盤房屋的地房籍號、不動產(chǎn)登記單元號、坐落、套內(nèi)面積等屬性信息查詢及樓層結構查詢。
5.基于有限組合視圖的立體空間產(chǎn)權體權證圖設計。
根據(jù)多視圖原理，通過有限的組合視圖模式基于三維產(chǎn)權體空間形態(tài)的示意說明，突出三維產(chǎn)權體的空間特征、空間布局以及與周圍空間對象的關系。設計的組合視圖包括正北方向、正東方向、俯視方向以及位置示意圖。出證過程涉及三維產(chǎn)權體實體線框模型的消影、界址點注記的編輯、證書的導出以及打印等功能。
本項目將地籍管理和房籍管理同時考慮，結合重慶市土地立體化應用典型案例，形成完整的土地立體空間使用權管理和三維不動產(chǎn)管理的解決方案。項目研發(fā)的立體空間地房籍管理系統(tǒng)實現(xiàn)了立體空間地房籍數(shù)據(jù)瀏覽、變更、查詢、統(tǒng)計功能，實現(xiàn)了地表、地上和地下空間土地使用權的有效管理，能直觀反映地上和地下空間土地使用情況以及地上地下構筑物的相互關系，實現(xiàn)了將二維的宗地和房產(chǎn)圖拓展成了精確表達的三維產(chǎn)權體等關鍵技術，并將房屋三維產(chǎn)權體與房屋三維模型通過不動產(chǎn)單元號鏈接起來，實現(xiàn)了樓盤房屋的地房籍號、不動產(chǎn)登記單元號、坐落、套內(nèi)面積等屬性信息查詢、定位等。項目組在重慶市渝中區(qū)進行了典型區(qū)域示范應用，系統(tǒng)為國土資源和房屋管理部門提供更為精細化和直觀化的管理手段，提高了地房籍管理的技術水平及工作效率。

    1.社會效益。該項目研究及實踐的成果，可以為國土資源和房屋管理部門提供更為精細化和直觀化的管理手段，更好的保護人民群眾的土地房屋財產(chǎn)安全，使部分目前不清晰立體空間權利得到確認，避免由于地下、地表、地上建筑（構筑）物相互交叉、重疊而導致的糾紛。
2.經(jīng)濟效益。按當前土地價值500萬/宗和房屋總價100萬/套計算，預計實行立體空間地房籍管理后，每年至少能避免類似2起土地糾紛和10套房屋糾紛，可間接節(jié)約社會成本約2000萬元。
當前項目研究成果已在重慶市渝中區(qū)國土資源管理分局和重慶市不動產(chǎn)登記中心率先開展了示范應用，為下一步具體開發(fā)和實施提出了重要的理論依據(jù)和技術支撐，可有效助推不動產(chǎn)統(tǒng)一登記工作，其實踐的成果可在主城區(qū)及全市推廣，并對我國的地房籍管理有一定的典型示范價值。

    項目研究成果形成完整的土地利用空間使用權管理解決方案，并選取了典型區(qū)域開展示范應用，取得了良好的效果，為土地資源和房屋管理立體化應用提供了技術支撐，為在重慶市開展立體空間地籍、房籍應用提供了技術儲備和經(jīng)驗積累。當前，項目研究成果正在渝中區(qū)國土資源管理分局以及重慶市不動產(chǎn)登記中心進行推廣應用。
為滿足土地立體化應用不斷擴大形勢下的地房籍管理需求，系統(tǒng)在重慶市渝中區(qū)國土資源管理分局率先進行了典型區(qū)域示范應用，實現(xiàn)示范區(qū)地房籍數(shù)據(jù)瀏覽、變更、查詢、統(tǒng)計等功能，實現(xiàn)地表、地上和地下空間土地使用權的有效管理，能直觀反映地上和地下空間土地使用情況以及地上地下構筑物的相互關系，實現(xiàn)了樓盤房屋的地房籍號、不動產(chǎn)登記單元號、坐落、套內(nèi)面積等屬性信息查詢的及定位等功能，為土地資源和房屋管理立體化利用提供技術支撐，為國土房屋管理部門提供了更為精細化和直觀化的管理手段，大大提高了地房籍管理的技術水平及工作效率，解決土地立體化應用中產(chǎn)生的權屬糾紛等問題。
此外，為滿足不動產(chǎn)客體管理的需求，系統(tǒng)正在進行部分功能修改完善，系統(tǒng)升級后在重慶市不動產(chǎn)登記中心不動產(chǎn)客體管理中得到應用，真實表達不動產(chǎn)及其權屬的空間布局、樓盤外貌、房間結構、周圍景觀等內(nèi)容，準確反映不動產(chǎn)登記對象及其權屬的三維空間位置和邊界，使同一戶型的位置和朝向明晰化，為不動產(chǎn)客體的管理和登記提供更為精細化和直觀化的管理手段，滿足不動產(chǎn)客體的多樣化管理和不動產(chǎn)登記業(yè)務開展的要求。

    總的來說，國內(nèi)外學者從現(xiàn)狀和實際需求角度出發(fā)，對三維地籍相關的法律、制度、技術等問題進行了比較深入的研究，并且取得了一定的成果。但三維地房籍的研究仍然存在許多法律、管理模式以及技術方面的問題，其中，技術問題是制約三維地籍研究的關鍵，而且這些研究中將地籍管理和房籍管理同時考慮的，國內(nèi)還沒有相關成功案例。
當前我國正在開展建設的三維地籍系統(tǒng)主要有深圳、長春市等地。深圳市三維地籍信息系統(tǒng)是第一個投入實際應用的三維地籍系統(tǒng)，其先后在三維地籍建模、數(shù)據(jù)維護、可視化以及二三維地籍數(shù)據(jù)集成等核心技術上取得進展。長春市國土局采用激光雷達、點云建模、傾斜攝影、航空遙感等技術，在全國第一個開展了三維地籍數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設工作，研建了宗地體、界址模型、界標物模型等三維地籍概念模型體系，形成了三維地籍管理技術體系，成果達到國際先進和國內(nèi)領先水平。
本項目將地籍管理和房籍管理同時考慮，結合重慶市土地立體化應用典型案例，形成完整的土地立體空間使用權管理和三維不動產(chǎn)管理的解決方案。項目研發(fā)的立體空間地房籍管理系統(tǒng)實現(xiàn)了立體空間地房籍數(shù)據(jù)瀏覽、變更、查詢、統(tǒng)計功能，實現(xiàn)了地表、地上和地下空間土地使用權的有效管理，能直觀反映地上和地下空間土地使用情況以及地上地下構筑物的相互關系，實現(xiàn)了將二維的宗地和房產(chǎn)圖拓展成了精確表達的三維產(chǎn)權體等關鍵技術，并將房屋三維產(chǎn)權體與房屋三維模型通過不動產(chǎn)單元號鏈接起來，實現(xiàn)了樓盤房屋的地房籍號、不動產(chǎn)登記單元號、坐落、套內(nèi)面積等屬性信息查詢、定位等。項目組在重慶市渝中區(qū)進行了典型區(qū)域示范應用，系統(tǒng)為國土資源和房屋管理部門提供更為精細化和直觀化的管理手段，提高了地房籍管理的技術水平及工作效率。
通過比較，本項目研究成果達到西南地區(qū)領先水平，對山地城市地籍和房籍的立體化管理提供了技術支撐。

    項目研究成果形成完整的土地利用空間使用權管理解決方案，并選取了典型區(qū)域開展示范應用，取得了良好的效果，為土地資源和房屋管理立體化應用提供了技術支撐，為在重慶市開展立體空間地籍、房籍應用提供了技術儲備和經(jīng)驗積累。當前，項目研究成果正在渝中區(qū)國土資源管理分局以及重慶市不動產(chǎn)登記中心進行推廣應用。
為滿足土地立體化應用不斷擴大形勢下的地房籍管理需求，系統(tǒng)在重慶市渝中區(qū)國土資源管理分局率先進行了典型區(qū)域示范應用，實現(xiàn)示范區(qū)地房籍數(shù)據(jù)瀏覽、變更、查詢、統(tǒng)計等功能，實現(xiàn)地表、地上和地下空間土地使用權的有效管理，能直觀反映地上和地下空間土地使用情況以及地上地下構筑物的相互關系，實現(xiàn)了樓盤房屋的地房籍號、不動產(chǎn)登記單元號、坐落、套內(nèi)面積等屬性信息查詢的及定位等功能，為土地資源和房屋管理立體化利用提供技術支撐，為國土房屋管理部門提供了更為精細化和直觀化的管理手段，大大提高了地房籍管理的技術水平及工作效率，解決土地立體化應用中產(chǎn)生的權屬糾紛等問題。
此外，為滿足不動產(chǎn)客體管理的需求，系統(tǒng)正在進行部分功能修改完善，系統(tǒng)升級后在重慶市不動產(chǎn)登記中心不動產(chǎn)客體管理中得到應用，真實表達不動產(chǎn)及其權屬的空間布局、樓盤外貌、房間結構、周圍景觀等內(nèi)容，準確反映不動產(chǎn)登記對象及其權屬的三維空間位置和邊界，使同一戶型的位置和朝向明晰化，為不動產(chǎn)客體的管理和登記提供更為精細化和直觀化的管理手段，滿足不動產(chǎn)客體的多樣化管理和不動產(chǎn)登記業(yè)務開展的要求。