三维GIS在地籍管理中的应用研究

三维GIS在地籍管理中的应用研究

四川成都610000

摘要:随着社会的不断进步与发展,我国土地资源的管理工作也发生了相应的变化。当今社会对土地资源管理工作提出了更高的要求,在这种环境下如何做好土地地籍管理工作成为了业内人士所关注的重点。地籍管理主要就是指国家为了实现对国土资源的管理,而进行的土地调查、登记以及建立档案和管理系统等相关举措。地籍管理工作复杂和繁琐,其主要任务就是探清我国当前土地资源的面积以及土地资源的分配和流转情况,能够掌握土地资源的最新情况,进而便于对土地资源进行合理开发和利用。基于此,文章就三维GIS在地籍管理中的应用展开论述。

关键词:三维GIS;地籍管理;具体应用

引言

三维GIS的研究对象是三维空间,能对与三维对象相关的信息进行建模、表示、管理、操作、分析和决策。因此,将三维GIS应用于地籍管理工作中,不仅能实现传统地籍管理中特定地籍基于空间信息意义上的几何属性,定义土地地块的权属,同时也能在三维空间对土地利用的不同层面进行权利划分和登记,准确反映土地在不同层次空间的利用情况。本文结合三维GIS技术,探讨三维地籍管理的内容和构建要素,研发出三维地籍信息管理系统,实现空间产权的明晰化管理,为三维GIS在实际土地管理中的普及与应用提供理论及技术支撑,并进行了展望。

1GIS技术内涵概述

GIS技术是GeographicInformationSystem的缩写,又称为地理信息系统。该技术通过计算机系统对相关项目进行处理,并利用计算机软硬件对地球表层空间中的相关地理信息进行运算分析与处理,从而构建起相应的信息网络。该技术通过将计算机技术与空间地理分布数据相结合,能够为地球科学与环境科学、工程设计等领域提供有用信息。同时,这些信息对土地资源的规划与管理以及合理利用也有着重要的参考意义。

2地籍管理是国家管理土地的一项重要措施

2.1地籍管理是国土资源管理的重要基础和保障

地籍管理是国土资源管理和国民经济发展的基础性工作,是保障经济社会可持续发展、建立和谐社会的一项公益事业。近年来,我国地籍管理工作取得了显著成效。土地调查统计监测评价取得可喜成果,地籍管理覆盖面明显扩大。以城镇地籍调查和土地利用现状调查为主要内容的初始地籍业务体系基本建立,以土地产权管理为核心的地籍制度化建设日益完善。并以此为基础,地籍基础业务工作为国土资源管理事业和社会经济发展起着越来越重要的支撑和保障作用。

2.2地籍管理是规范土地市场的关键性措施

地籍管理是国家为取得有关地籍资料和为全面研究土地的权属、自然和经济状况而采取的以土地调查、土地登记、土地统计、地籍档案工作等为主要内容的行政措施。地籍管理的主要任务,是保护土地所有者和使用者的合法权益。因此,我们必须调整与优化土地利用结构,合理配置土地资产,强化政府对土地市场的宏观调控,促进土地市场的培育和发展,为土地有偿使用提供合理的土地级别、价格标准,为有关部门制定土地利用规划和计划提供科学依据。要严格要求土地登记发证的规范化,要严格执行国家的法律法规和部门规章。同时,要制定有效的管理制度,明确岗位责任,增强工作人员的责任感。另外,我们要全面落实各项地籍管理工作,促进规范土地市场秩序。要进一步完善规范有关配套政策,抓好土地产权登记管理,搞准土地调查统计数据,保证地籍管理工作的规范运作。

3三维地籍信息管理

3.1系统实施软件平台

系统实施软件平台包括:(1)三维建模平台:GoogleSketchUp;(2)系统开发平台:C#.net;(3)GIS二次开发平台:ArcEngine10;(4)数据管理平台:Access个人数据库。

图1MultiPatch数据模型

3.2三维地籍数据模型

本次研究采用一种基于矢量结构的数据模型—ESRI公司的多面体MultiPatch数据模型。为了在功能上向3D扩展,ArcGIS在以二维矢量数据模型(点、线、面)表达对现实地理世界的抽象时,在点对象模型里提供了一个Double型的字段以保存Z方向的值,由点组成线、由线组成面。同时为了提供对三维GIS的支持,ArcGIS使用如图2所示的3D表面数据模型(MultiPatch模型)。MultiPatch是一系列3D表面的集合。这些3D表面在几何上主要由TriangleStrips(三角片),TriangleFans(三角扇),和Rings(ring-groups)(环)所代表(见图1)。有了三角片、三角扇和环这三种基础构成单元后,就可以按照平面构成多面体了,多面体由多个平面构成。

3.3三维地籍数据采集

本三维地籍原型系统主要包括5类数据:地面高程数据、地面纹理数据、建筑物模型及纹理数据、三维产权体数据、地籍相关属性数据。

为了能满足地籍应用的精度要求,地面高程数据和地籍属性数据来自现有地籍数据库中。

地面纹理数据来自实验区正射影像图。

建筑物模型是以二维地籍数据库中的房屋矢量图层为基础底图,参照建筑物真实尺寸和比例制作,建筑物高度数据是通过航空摄影测量方法实际测量得到。建筑物纹理贴图的获取主要有2种方法:通过纹理贴图素材库和实地摄影采样;建筑物的屋顶纹理是从高分辨率的航空相片中提取。

三维产权体数据主要是三维界址点的位置数据。三维界址点数据应该来自实际测量,因为三维产权体还没有在实际地籍管理工作中投入使用,没有真实的数据可利用,所以在本次研究中三维界址点数据根据现有建筑物形状模拟确定。

3.4三维模型的构建

本次研究的三维建模平台选用GoogleSketchUp软件,通过其插件SketchUpESRI能够很好的与ArcGIS实现交互。将制作出来的三维模型导入到ArcGIS中使用,从而构建出逼真的三维场景。三维模型的构建主要包括几何建模和纹理贴图制作2步。

3.4.1几何建模

对地物要素的建模主要包括对点状、线状、面状地物模型的构建。

在地理环境中,对于抽象成点状要素的树、路灯、垃圾桶等简单地物的建模可以在SketchUp中直接拉伸绘制。本次涉及的线状要素主要是道路。建模时将这些线要素视为具有一定面积的立体面。首先在SketchUp中将其扩展成面的形式,才能对其进行纹理贴图制作。对于那些位于起伏地形基础上的道路,可以使用Sandbox(沙盘)工具中的Drape工具,将一条平面上的道路投影到起伏地形的曲面之上。

地理环境中很多地物以面状要素形式存在,如建筑物、草坪、空旷场地等。本系统中建筑物是最重要的地物。对建筑物的建模基本就是画线成面,挤压成型。所用到的工具有:推拉工具和路径跟随工具。对于形状较为规则的建筑物三维建模可以利用SketchUp从二维平面数据直接拉伸自动创建,而对于标志性且造型独特的建筑物的详细建模则需要经过3个步骤:定位建筑物地理坐标—绘制建筑物三维模型—修饰建筑物三维模型。

3.4.2纹理贴图

对于现有的建筑物,为使模型形象逼真,需要在模型上映射实景照片来代替模型细部,但是实景照片的分辨率不宜太高,否则影响速度。SketchUp中可以设置贴图的具体尺寸,并通过改变贴图坐标来调整贴图的位置,使用吸管工具完成具有相同贴图的面的贴图操作,实现贴图的无缝拼接。如果建筑物不规则,则必须用Photoshop对图片截取,然后分别对建筑物各个面贴图,调整贴图坐标,使图片与建筑物表面相吻合。

3.5空间数据与属性数据关联

三维模型建好后会以Multipatch(多面体)形式导入到Geodatabase数据库中,与建筑物或三维产权体相关的属性信息、权属信息也存在地理数据库中,空间数据与属性数据通过共同的ID字段进行关联,以便实现空间信息和属性信息的双向查询与交互。

结语

地籍管理是进行土地管理工作的重要前提,是我国进行土地使用制度改革的基础条件,对于我国的繁荣与稳定具有不可替代的作用。为此,我们应当做到努力创新和完善GIS技术在地籍管理工作的各项机制与方法,真正意义上发挥出土地地籍管理工作的价值和影响。

参考文献:

[1]胡甫船.基于嵌入式GIS的地籍管理信息系统设计与开发[J].电子技术与软件工程,2016(02):45-46.

[2]周立.基于嵌入式GIS的地籍管理信息系统设计与开发[J].现代测绘,2004(04):20-22+26.

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