土地收储三维辅助决策系统的设计与实现

叶荣青

（1.福建省基础地理信息中心，福建 福州 350003）

土地收储三维辅助决策系统的设计与实现

叶荣青1

（1.福建省基础地理信息中心，福建 福州 350003）

分析了土地收储对3DGIS决策的需求，利用数字城市地理空间框架的数据成果，设计并实现了土地收储三维辅助决策系统，为土地收储工作提供辅助决策支持。

3DGIS；土地收储；辅助决策支持

在土地收储时，清晰地掌握土地收储资产的位置、数量（面积）、质量、权属和性质等信息至关重要。随着空间信息技术的不断发展，GIS凭借其强大的空间分析功能和数据管理功能被广泛应用于土地资源管理等领域。由于土地收储和整理项目不仅涉及平原地区，还涉及地形复杂的丘陵山地，因此只借助二维地图已很难从整体上直观、动态地了解项目情况，给土地开发整理项目规划设计带来诸多不便。与传统的二维地理信息技术相比，三维地理信息具有真实、信息量大的特点，符合人们视觉习惯，并能表现更多的空间关系。因此规划、国土、建设等部门对强时效数据的多时空高分辨率、立体直观的三维场景的需求日益增加。反映现实地形地貌、城市真实情况的三维场景，可有效辅助土地收储和整理工作，为政府部门的相关决策提供科学决策的依据。

随着福建省数字城市地理空间框架建设的推进，各城市均构建了三维地形数据，并采集了精细的三维建筑模型数据。基于数字城市的三维建设成果，可有效辅助土地利用、城市规划等行业的决策。本文将3DGIS应用于南平市土地收储和土地整理决策等方面，基于数字南平三维地理建设成果，开发了土地收储三维辅助决策系统，为土地收储整理等部门的相关工作提供决策服务。

1 需求分析

土地收购储备制度是由政府依照法定程序，运用市场机制，按照土地利用总体规划和城市规划，通过收回、收购、置换和征用等方式把分散在土地使用者手中的土地集中起来，由政府或政府委托的机构组织进行土地前期开发和存储，再以公开招标、拍卖等出让方式供应土地，调控各类建设用地需求的制度。

结合南平市土地收储的实际情况，土地收储三维辅助决策系统的需求如下：

1）土地收储地块管理。帮助管理人员了解已售出地块、收储地块和预收储地块等各类地块的分布情况和地块的详细信息。

2）地块收储辅助决策。基于三维地形模型，结合土地利用、城市规划、房屋建筑等专题数据，对预收储的地块进行分析，辅助土地收储人员和规划人员合理地确定地块等级、评估价格、拆迁成本和开发整理工作量等。

2 相关技术研究

土地收储辅助决策工作主要包括收储地块价格辅助评估和地块整理工作量评估等。本文借助3DGIS，对三维基础数据集构建、土地收储专题数据集叠加分析、三维分析、三维场景视频输出等关键技术展开研究。

1）收储地块价格辅助评估。利用Skyline三维平台构建多源、多级（包括影像、高程模型、核心矢量要素等）的三维数据集，在此基础上，通过收集各种专题数据的叠加分析可为土地价格评估提供参考。通过叠加基准地价图、土地利用现状图，评估收储地块的价格等级；并通过与以往条件相似的收储和出售地块价格的对比，为收储地块价格的确定提供参考。

2）地块整理工作量辅助评估。土地整理工作量涉及地块合并、土地平整、基础设施建设等。填挖方是土地整理的一项重要内容，基于三维场景的土方量平衡计算方法，利用Skyline三维平台的相关接口，实现基于格网的填挖方计算。通过设置地块平整的高度和采样间隔，可以计算预收储地块范围内的挖方量、填方量及平衡后的土方量。采用精细程度较高的DEM制作三维地形场景，并设置较小的采样间隔，可以取得较为准确的效果。

3）三维场景视频输出技术。为满足不同部门在离线情况下也能对预收储地块的地形地貌和地理位置有全面了解，基于Skyline三维平台开展三维场景视频输出技术研究，将地块周边环境叠加各类专题图层的三维场景输出为avi等格式的视频文件，有助于相关主管领导较全面地了解收储地块区域现状。

3 系统研发

3.1 系统总体结构设计

经综合研究比较，本系统采用Skyline TerraExplorer Pro6.1作为三维基础平台，采用C/S架构，通过开发三维立体的大场景城市景观浏览、地名查询、周边查询、专题图层查询浏览、收储地块查询浏览等功能，为土地收储管理提供直观、科学的决策服务。

系统的总体架构分为运行支撑层、数据层和应用层，如图1所示。系统的运行环境为局域网；数据层包括三维地形场景、三维建筑模型、道路、境界、地名等，以及土地收储地块、土地利用等专题数据；应用层主要为用户提供可视化的访问窗口，通过该窗口，决策者可进行决策分析。

图1 系统总体架构

3.2 专题数据库建设

土地收储相关辅助决策工作的开展，需要建设三维基础地理信息数据库以及各类专题数据库，并将各类数据有序组织，满足决策功能实现的要求。

首先是三维地理信息数据库建设。数字城市地理空间框架建设项目生产了丰富的影像、DEM和地理实体数据。利用覆盖城区的遥感影像、高分辨率DOM数据和高精度DEM数据构建三维地形模型，使之作为整个系统数据平台的骨架。在三维地形模型的基础上，叠加道路、境界、地名等基础地理信息以及精细的建筑模型。各类数据通过符号化和显示效果设置，分层组织，形成信息丰富、立体直观、调用方便的三维决策支持数据平台。

其次是土地收储决策支持专题数据库建设。土地收储辅助决策需要国土、房屋、道路、地名地址等专题数据以及各种基础地理信息数据。系统从已建成的土地利用相关系统、地籍信息系统和二调数据库中提取了土地利用现状、土地利用规划、基准地价数据等专题数据，并从数字城市地理空间框架数据库中提取了房屋专题数据，地名地址、道路等基础地理信息数据。各类数据经过格式转换、投影变换、数据入库等操作，构建了三维决策支持专题数据库。

3.3 系统功能研发

根据需求，系统开发实现了查询定位、专题图层叠加分析、三维分析、土地收储管理等辅助决策功能，有助于用户全面了解地块周边环境信息，可有效辅助土地收储工作。系统界面如图2所示。

图2 系统界面图

1）查询定位。该功能提供了多种查询与定位方式，包括行政区划定位、地名模糊查询与定位、周边查询定位、输入坐标定位等，可帮助用户在三维地图上快速定位到感兴趣的位置，并了解地块周边的酒店、学校、医院等各类配套设施的分布情况，辅助分析地块价格。

2）土地收储三维分析。在确定收储选地时，需要了解地块周边的地理环境。系统基于三维地形模型，提供了一系列三维分析工具，可实现地形剖面线分析、地形填挖方分析、地面坡度坡向分析、三维空间面积距离量算、坐标和高程查询等，可直观地辅助用户了解收储地区的地形地貌、土地平整的施工量等。

3）地块查询。系统导入了已售出地块，可查询并在三维地图上显示地块的分布情况，查看地块的详细信息，包括地理位置、成交价格、成交日期、容积率、使用年限等，帮助用户对比了解相同地段地块的以往的价格及变化情况。

4）地块预收储分析。系统提供了多种方法生成预收储地块，包括三维地图选点绘制地块，导入dwg或shape图形绘制地块等；并对地块进行分析，辅助确定收储的地块范围，可对预收储地块的价格和平整施工的工作量进行评估。

根据预收储的地块范围，可以叠加土地利用、城市规划、基准地价等专题图层，查看预收储地块的规划用地情况、现有土地利用情况、基准地价等，对预收储地块进行辅助分析，并可沿地块环绕浏览，全面了解地块的周边地形地貌和建筑情况，辅助确定地块价格，通过与历年出让的类似条件的地块进行对比分析，预测出让底价。挖填方是土地收储整理的重要工作，挖填方量计算精度的高低直接关系土地收储整理项目投资预算。根据三维地形模型和地块范围，测算地块面积，分析地块平整的挖填方量，测算土地平整的工作量。此外，通过叠加规划图，还可分析预收储地块的可用用途与规划的土地利用类型是否一致。通过分析影像或叠加建筑模型，可以辅助分析地块的拆迁安置成本。

5）地块概况视频输出。地块的收储需要征询规划、国土资源等多个部门意见。系统提供了视频输出功能，通过导入或手工绘制沿地块的飞行漫游路线，生成沿路线的三维场景视频，并输出到文件；可将视频文件发送给用户或用于演示汇报PPT等，帮助领导和用户更好地了解待收储地块的实际情况。

4 结 语

本文基于Skyline三维地理信息平台，充分利用数字南平地理空间框架建设成果，结合收储地块、土地利用、房屋建筑、城市规划等专题数据，开展了3DGIS在土地收储方面的辅助决策支持研究，构建了土地收储三维辅助决策系统。目前该系统部署于南平市土地收购储备中心，为南平市土地收储和整理部门开展土地收储决策提供辅助支持，取得了较好的效果。在后续的工作中，需要结合土地收储与整理的要求，进一步丰富完善系统的功能，以更好地辅助土地收储具体业务的开展。

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P208

B

1672-4623（2016）07-0062-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.07.019

叶荣青，高级工程师，主要从事地理信息系统研究。

2016-03-17。