三维不动产信息系统的设计与实现

赵攸忠，陈功，蒋丹红

(1.南通市不动产登记中心，江苏 南通 226001； 2.南通市测绘院有限公司，江苏 南通 226006)

1 引 言

随着国家物权法的颁布和不动产统一登记的运行，对不动产管理的准确性与合理性提出了更高的要求。同时随着城市的发展，房屋建筑结构、形状及空间分布特性也呈现出多样化特点，导致不动产单元在三维空间上错综复杂，其权属界线可能会出现交叉、重叠等情况，当前二维平面数据不能表达不动产在三维空间上的分布状况。因此，利用三维场景对不动产进行统一管理是不动产统一登记跨越式发展的重要节点[1，2]。

目前，部分专家学者提出通过建立三维模型实现不动产三维可视化管理[3，4]，如通过激光点云进行建筑物三维建模，并通过分割构建三维不动产权籍体，或者通过人工建模的方式建立三维产权体，但是会遇到数据建模分块工作量巨大、数据海量，不太容易和现行的不动产登记管理系统进行对接，导致实际无法更好地应用[5～7]。因此如何在现有的不动产登记数据的基础上，实现三维不动产信息系统是本文需要研究的主要内容。

2 研究思路

本研究的总体研究路线分为4个阶段，包括准备阶段、现有数据成果整理分析、不动产地理信息空间数据库建设、三维不动产管理信息系统建设，如图1所示。

第一阶段是准备阶段，主要明确研究区域及研究技术路线；第二阶段是现有数据成果整理分析，主要包括对现有基础数据及不动产登记数据分析；第三阶段是不动产地理信息空间数据库建设，主要是在现有地理空间数据库基础上，针对二三维一体化的数据库需求，进行数据库设计和开发；第四阶段是三维不动产管理系统建设，以三维不动产数据库为基础，建立三维不动产管理系统，在三维场景中进行不动产数据统一管理。

图1 研究技术路线

3 关键技术

本文研究区域内的数据主要分为4类：三维倾斜模型、DEM、DOM等三维数据；宗地房屋等二维矢量数据；房产分层分户图矢量数据；不动产登记属性数据。三维倾斜模型数据主要是外业通过倾斜摄影测量技术采集三维场景模型数据，符合三维不动产系统应用精度；宗地房屋等数据主要来源于权籍测绘数据，其测绘精度完全满足地籍管理的需要；地籍测绘的矢量数据主要来源于地籍调查等阶段登记的测绘数据，主要包含界址点坐标、宗地面积、地籍图等信息；不动产登记业务数据主要来源于不动产登记簿，主要包括不动产权利的坐落、主体、用途、使用期限以及抵押、查封等信息。在不动产基础数据之上，通过对多源数据的清洗、整理、融合操作，形成三维不动产可视化数据，并挂接不动产登记数据，实现不动产信息的三维化管理。

3.1 数据预处理

数据预处理阶段，主要是以不动产登记中的空间地理信息为基础，收集整理宗地房屋的二维矢量数据，房产测绘的分层分户图矢量数据，试验区的数字线画图数据，不动产登记中的属性数据，包括不动产的坐落、主体、用途、抵押、查封等信息。空间数据通过空间坐标转换将坐标系统一到CGCS2000；登记属性数据通过清洗和整理，处理属性数据之间的冲突和错误信息。

3.2 图形整理与属性挂接

通过数据整理后，需要将空间数据与属性数据进行挂接，首先建立唯一标识码，并保证标识码的唯一性，通过建立的标识码将空间数据与属性数据进行挂接。将分层分户图、建筑面、宗地面进行空间叠加分析，建立分层分户图、建筑面、宗地面之间的空间关系，并将三类数据融合挂接，这样可以实现户室信息、建筑信息、宗地信息之间数据的相互查询。

3.3 整合分层分户信息

二维权籍空间数据包含宗地面、房屋面、分层分户数据，三类数据在空间拓扑关系上不能存在相交或者重叠。但是分层分户图由于其二维空间表现形式，导致大量的重叠，在视觉上错综复杂，在信息上难以确认，本文通过在二维矢量图的基础上增加房屋的层次高度，实现分层分户图在三维空间上的区分，例如地下室高度为负数，在地上的层数高度为正数，并随着高度的增加而增加。处理后的分层分户信息能更好地融合到三维场景中展示。

3.4 动态单体化技术

利用倾斜摄影测量手段获取到的数据，通过自动化建模软件生成三维倾斜模型，由于其成果是以整个场景进行建模，不能独立显示某一栋建筑或者建筑中的某一层，这对于大多数的应用系统而言，不能挂接建筑物和户室的属性信息，进行属性查询和统计。因此需要对倾斜摄影模型进行单体化处理。当前单体化处理的方式有直接切割模型、节点挂接属性等方法，本文利用动态单体化技术，将二维矢量面通过空间关系，叠加到三维倾斜模型场景中，并依据建筑物的高度自动生成体模型，并挂接相关属性信息，从而实现建筑物单独选中的效果。动态单体化技术是将二维与三维数据进行融合展示，可以充分利用二维数据中的属性数据实现查询和分析功能。

4 三维不动产信息系统设计

4.1 逻辑结构设计

系统采用B/S结构，即浏览器和服务器结构，使用三层架构模式。数据层整合宗地信息、不动产登记信息、二维矢量数据，为系统提供基础数据支持。中间件层利用自定义组件、服务等实现对基础数据的访问，为应用、展示层提供数据整合功能。应用层根据用户实际需求，为用户提供多样化的数据服务。

4.2 数据库设计

以三维不动产实体模型为对象，建立三维模型数据进行统一管理，将现行的不动产登记系统对接到三维系统中，通过业务编号或者不动产单元号进行关联，使用ArcSDE将空间数据存储在Oracle数据库中，空间数据和属性数据之间通过唯一编号进行挂接。

4.3 功能设计

该系统主要有场景浏览、地下空间、信息查询、统计分析、编号标注、距离量算六大模块。采用倾斜摄影测量技术，对试验区进行实景三维模型建立，并通过动态单体化技术，结合现有二维不动产登记数据，建立真实的城市三维场景，并在三维场景中对不动产数据进行查询和分析，并生成各类统计图表，为决策者更直观地展示不动产登记成果数据情况。

5 三维不动产信息系统实现

5.1 不动产数据融合

不动产登记相关数据有宗地数据、登记数据、二维平面图、三维倾斜模型、房屋竣工相关信息，不动产登记数据及其他数据的数据格式、坐标体系等存在多源异构情况，本文通过空间位置及属性表的主键信息，对多源异构数据进行整理和分析，并将数据进行融合处理，使数据能在时空粒度上统一，并在三维场景中叠加展示，如图2所示。

图2三维不动产信息融合

5.2 不动产信息查询统计

系统的查询功能包括宗地信息查询、楼幢信息查询、户室信息查询，可以对不动产数据在不同粒度上查询，显示相关属性信息。如图3所示，在三维场景中可以点击宗地、楼幢、户室等需要查询的不动产信息数据，系统显示该要素属性信息，并高亮显示选中的不动产空间信息，根据不同的查询统计要求，实现宗地查询统计、宗地详细信息查看、自然幢查询统计、自然幢详细信息查看、权利人信息查询、逻辑幢信息查询。

图3不动产信息查询

5.3 分层分户信息查询

采用二维地籍进行三维空间权属的管理，在二维平面中将导致不同空间划分的楼层布局重叠到一起，权属边界不能清晰地划分。在三维场景中，用户只需要点击三维场景中的任意一个宗地内的任意一幢房屋的任意一户，系统会在三维场景中展示相关不动产信息，如图4所示。

图4分层分户信息查询

5.4 不动产抵押查封分析

在三维场景中，用户可以在三维空间绘制需要分析的区域，分析出该区域不动产抵押查封的情况，并在三维场景中显示出抵押查封的户室空间分布及抵押查封信息，可以直观地表现抵押查封信息的空间分布特点，如图5所示。

图5不动产抵押查封分析

6 结 语

本文研究的三维建模技术和系统建设方法经论证有较高的可操作性和可行性，利用已有的不动产二维数据和登记数据，运用倾斜摄影测量技术采集城市三维模型，实现三维场景的建立。基于本文中的动态单体化技术，在不修改三维模型和不动产数据的基础上，实现三维模型与不动产登记信息的挂接，解决了三维空间上复杂的宗地、建筑、户室之间的权属关系，突出了空间的权属概念，实现不动产权属信息三维可视化表达和精细化管理，可为三维不动产信息管理系统的建设提供技术依据。