自然资源三维确权登记关键技术研究

自然资源三维确权登记关键技术研究

王龙阳

广东省国土资源测绘院   广东广州 510500 

摘要：利用三维空间技术，可以将虚拟的现实世界变得更加逼真，这大大改变了传统的二维空间技术及其相关的思考方式，为各个领域的现代化进程带来了前所未有的可能性。基于此，本文立足于自然资源确权登记的相关规范要求，从三维可视化技术、三维建模技术、智能化数据处理技术、自动化数据质量检查技术、标准化成果输出几个方面对自然资源三维确权登记的关键技术展开论述。

关键词：自然资源；三维确权登记；技术

在自然界中，各种自然资源以其独特的形式遍布于地表、地上、地下等三维空间，但是，过去的权属登记仅仅局限于二维平面图形，缺乏更加全面的权属表达方式，从而导致了许多未能及时发现和解决的问题。由于二维平面权属登记模式无法准确反映自然资源的形态特征和空间范围，因此，有必要尽快开发出一种能够更加精细化管理的三维确权登记模式，以便更好地反映自然资源的实际状况。

一、三维可视化技术

1、三维浏览技术

通过使用三维浏览技术，用户能够快速地调整自然资源登记单元的三维模型，并且能够查看到更多的信息，例如放大、缩小、旋转、俯视角度、俯视高度和全景视图；此外，还可以通过将多种自然资源组合在一起，构建出完整的水体、矿体三维模型，使得用户可以轻松地进行拉帘浏览。

2、三维空间运算技术

通过三维空间运算技术，可以对自然资源登记单元的三维空间进行精确的查询、计算和比较，通过进行三维体对象空间的运算，可以获得一个完整的、精确的三维实体；采用截面投影等技术，可以有效地降低模型的维度，从而获得更加精确的二维数据；采用多种技术手段，如拉伸、放大、构建立体框架，可以有效地构建出自然资源登记单元的三维空间，并且能够准确地识别出它们之间的包容性、相互联系和分隔性。

3、三维量计算技术

利用三维量计算技术，能够准确地测量自然资源登记单元的三维空间，涵盖了多种参数，如空间位置、与地面的接触点、水平位置、空间面积、与地表的接触点和海拔高度等，从而实现对自然资源的有效管理和利用。

4、三维分析技术

通过三维分析，可以对自然资源进行全面的评估，包括剖面线分析、等高线分析、坡度坡向分析等多种技术。利用三维剖面线分析，可以准确地描述水体、矿体等三维物体的形状和结构，并创建一张完整的剖面线图，进而实现定位、测量、定向、定性分析等多种应用。利用等高线分析，能够准确地捕捉到三维空间中的所有等值线，并且能够根据不同的场景和特征，调节等值线的形状、颜色、纹理、透明度、最低点、最高点、等值距离，从而实现对该范围内的精确绘制。利用坡度坡向分析，可以根据地形的特点，采用多层次的设色策略，并结合指示箭头，创建出一幅精确的坡度坡向图，继而更加直观地感知到地形的变化趋势及其发展方向；此外，通过调整最大、最小可见坡度和颜色表，可以更加轻松地获取单点的坡度和坡向数值。

5、三维飞行技术

通过多种技术手段，可以在自然资源登记单元的三维环境中实现各种形式的三维飞行体验。能够自定义飞行路径，比如在自然资源确权单元内以一条河流的河道为航路、以自然资源确权单元界线为航路等；能够设置飞行的方向，如逆时针方向或顺时针方向；能够设置航行速度和航行高度；能够飞行路径回溯等。利用三维飞行，能够充分了解自然资源确权单元之内的地貌类型和资源分布状况。

二、三维建模技术

通过利用倾斜摄影、三维激光点云等手段，可以对自然资源确权单元的三维空间特点实施准确地建模。运用倾斜摄影智能化三维建模技术，能从数个不同视角，如纵向、倾角等，同时采集多台传感设备，并进行批量建模，生成准确的三维地表模型，这种技术不仅具有高精度、高效率、真实性强以及高效率的特性，同时还能为自然资源确权单元带来更加全面的三维数据。通过三维激光点云技术，可以快速获取被测物体表面的多维坐标、反射率、颜色和纹理等信息，从而实现对其三维模型的精确定位，并且可以生成多种形式的图件数据，这使得其变成自然资源确权单元获得三维空间数据的重要途径。另外，自然资源确权单元的三维空间基本要素三维建模还可对特定空间实体使用BIM、人工三维建模等手段，实现高效三维建模。

三、智能化数据处理技术

通过智能提取模块，可以通过第三次地理国情普查和集体土地使用权确权信息中快捷获取各种生态资源图层和权属图层，并形成临时管理图层。在明确了登记单元的区域后，可以按照关键信息快捷裁切临时图层，产生登记单元中的所有生态资源图层和权属图层。因为登记单元的区域难于单次明确，所以应经常做出调整，并能运用调整后的登记单元来开展临时图层的裁切，进而有效提升了工作效率。与此同时，运用临时图层的形式，只限200米的距离，大大降低了系统的运算量。计算赋值模块设计内嵌属性表命名、要素命名、要素编码等，通过引进区域规范、存储过程图层、预置过滤规则的形式，完成自然资源和权属等信息的识别码、要素编码、总面积的一键维护，同时支持即时调整计算，可大幅提升数值计算的时效性和精确性。

四、自动化数据质量检查技术

为了提高检查效率，合规质检模块不仅能够满足基本检查的要求，还采用了全面的完整性检查、精确性检查、一致性检查、有效性检查算法、多进程并行计算技术。

数据完整性检查算法模型：应当对图层、元数据、属性和空间数据进行完整性检查，以确保它们符合汇交清单的要求，并且不存在遗漏或多余的图层，同时，表格数据和制图数据也应当符合国家的相关规定。

数据准确性检验算法模型：运用对数据的拓扑结构进行检验，可以判断算法模型精确性。具体来讲，能够检测点层里的元素存在不存在重合，线层里的元素存在不存在自交叉的现象，还有面层里的元素存在不存在自交叉的现象，以及各种资源板块是不是和别的资源情况分布图层重合。

数据一致性检验算法模型：各自查验数据编号识别码、自然资源确权单元号选值、板块号选值、板块编号选值是不是唯一性，登记单元面积是否是国有面积、集体面积和争议区面积总和，权属分布图层、资源情况分布图层及公共管控分布图层的自然资源确权单元号是否是所属登记单元层的自然资源确权单元号等。

数据有效性检验算法模型：检验数字正射影像层及登记单元层，以保证栅格数据与矢量数据完全相同。在算法效率上，合规质检模块使用了多线程的多道工艺，此工艺能够有效运用CPU的数个关键资源，而且可以让数个单独的进程一起运行，并利用任务调度程序来协调各个进程的运行，从而加快数据分析和计算的过程，缩短数据处理的等待时间，提高工作人员的工作效率。

五、标准化成果输出

成果输出具体包含数据统计分析和一键制图模块。运用数据统计分析模块，能够快速精确地获取、梳理、分析各种自然资源数据，而且可以按照国家法定标准，直接与相关联的单元明细表、自然情况表、界址标识表及界址介绍表等彼此适配，从而实现报表的高效形成、可视化展示。利用预置符号库，一键制图模块能够实现标准化的制图风格，进而进一步提高外业工作效率，而且能够快速形成底图和成果图件。

结语：在我国大力开展生态文明建设的新时代背景下，依托于三维数据实施自然资源登记，可以降低权属重合现象，解决冗余数据，形象呈现各种产权的具体情况，化解了依托于二维GIS实施确权登记所存在的不足，实现了三维立体调查登记在自然资源确权的运用，契合了自然资源精益化管理的需求。

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