地下空间的三维地籍确认

地下空间的三维地籍确认 208西部探矿工程2007年第7期 地下空间的三维地籍确认 刘敏 (广州市城市勘测设计研究院,广东广州510060) 摘要:随着地下空间的开发,迫切需要利用三维地籍对地下空问进行数据管理和空间确权.介绍三 维地籍的概念和特点,简述了地下空间利用中的立法薄弱和地下空间与三维地籍之间的关系;并指出 现有的三维地籍所存在的问题. 关键词:地下空间;三维地籍;3DGIS 中图分类号:P285.23文献标识码:A文章编号:1OO4—5716(2OO7)O7一O2O8一O3 1开展此项研究的意义和背景 全面建立地籍信息系统,是实现城市现代化管理的 必备条件.而地下空间地籍信息系统,由于其特殊性, 它的建立相对于其它地上系统又更加具有现势性和紧 迫性.城市地下空间信息包括地层结构,市政管线及地 下建构筑物,是一切城市规划建设的基础,尤其是当地 下建筑越来越多,位置要求越来越精确,地下空间信息 是否完备准确,对于规划,设计,施工都至关重要.地下 空间信息散布于不同的部门.’目前对地下管线基础信 息的掌握,大多以基础图纸和资料为主,并保存在各自 的档案室或资料室.在已开发的地下管线信息系统,相 互问也是独立无关的.地下空间资料不全,查询不便, 更新速度慢,造成信息与现状不符.地下信息分类存 放,很难以直观的形式表达地下空间的综合状况,这同 样不能满足规划,管理和施工的需求,难以对现有的信 息进行深层次的综合统计和分析,不能给城市建设的决 策部门提供全面的决策信息. 建立全面,系统,准确地反映地下空间分布现状,运 行状态,相关关系的基本信息系统,以及经整合后能综合 显示这些基本信息的地下综合信息系统,以满足各种机 构,各种应用,各种事件处置的要求.建立一个统一的, 整合的地下信息平台,信息共享就不是一个难解的题. 地下空间信息的多样性,复杂性使得虚拟技术的易 理解的优势更为明显突出,使得3D地籍运用于地下空间 信息更为迫切与重要.提出以现有资料为基础,多手段 综合勘查为补充,三维可视化技术为支撑,构筑城市地学 信息管理与服务系统,为政府决策搭建基础平台. 确立地下空间的合法使用权,为避免地下空间开发 和城市建设脱节,影响城市建设与地下空间的综合利用 和发展,造成地下空间的浪费,减少地下空间使用权的 纠纷,尽快掌握地下空问基础数据,建立三维的地下地 籍管理系统是作为城市地下空间开发利用中重要一环. 23DGIS及3D地籍概况和特点 3D地籍测量是3DGIS的重要组成部分和重要发 展方向.3DGIS技术的发展为3D地籍测量概念的提 出奠定了基础. (5)开展外交活动. 7不可忽视的最后一个环节——递送投标书 在投递投标书之前,应详细检查投标书内容是否完 备.要重视印刷装帧质量,使工程业主或采购代理能从 投标书的外观和内容上感觉到投标人工作认真,作风严 谨.递送方式可以邮寄或派专人送达.后者比较好,可 以灵活掌握时间,例如在开标前1h送达,使投标人根据 情况,临时改变投标报价,掌握报价的主动权.邮寄投 标文件时,一定要留出足够的时间,使之能在接受标书 截止时问之前到达工程业主或招标代理的手中.对于 迟到的投标书,业主或招标代理将原封不动退回投标 人,这样的例子在实际工作中也是常见的. 总之,工程施工投标是一项系统而复杂的工作,往 往有许多因素无法确定,要靠积累的经验去分析判断. 所以,作为承包商要注意工程投标经验的积累,以取得 工程投标的更大成功. 参考文献: [13中华人民共和国交通部公路司.公路工程国内招标文件范 本[s].北京:人民交通出版社,2003. [23李春亭,等.工程与管理[M].北京:中国建筑工 业出版社,2004. 2007年第7期西部探矿工程209 3D地籍测量与城市三维虚拟现实技术的主要任务 是利用现有的二维平面地籍测量资料,利用空间图形处 理技术实现数据库系统无法或难以实现的统计和分析 功能,同时能使信息的表现更加图形化,形象化和可视 化,并且提供相应的操作与分析功能.随着计算机三维 技术的发展,空间信息的三维视觉化是GIS与地籍测量 发展的重要特征之一. 为了更加直观地理解空间查询和分析的结果,提高 空间分析的水平,有必要恢复三维空间关系,并进行透 视显示.由于在三维表达,分析与模拟等方面独特的直 观性与丰富的信息特性,人们依靠自己已有的经验与理 解,就可以快速做出准确的空间决策. 3地下空间信息概况 由于城市化进程的加快,开发潜在的地下空间资源 成为城市发展的首选理念.在发展地下空间资源时,建 构地下空间资源的有效管理与优化系统是迫切的和适 应现代城市信息化要求的.城市建设地面,空中和地下 三维发展必将成为一种趋势,也成为衡量一个城市是否 现代化的重要标志. 3.1现有地下空间信息的内涵 (1)地层构造系统:包括地层,地下水,地表水分 布; (2)地下建筑系统:建筑物地下室,城市地铁,人防 工程,地下过街隧道或商业街,地下商场,地下娱乐场 所,地下停车场,地下仓库; (3)地下管网:包括自来水管网,地下污水雨水管 网,地下燃气管网,地下电力管网,地下通讯管网,地下 热力管网等; (4)地下文物或遗迹; (5)地下矿山巷道. 城市地下空间设施还具有数量多,分布广,形态错 综复杂等特点.因此,要进行城市地下空间的开发利 用,开展城市地质调查,管线普查,地下建(构)筑物竣工 验收是一项基础性工作. 3.2地下空间使用权的法律空白和地下空间管理的混 乱 随着地下空间的开发利用,也暴露出不少问题,其 中关键问题是地下空间的权属关系不明确.目前,我国 关于地下空间利用方面的立法尚属空白,对城市地下空 间使用权问题尚未有明确的规定.相应权属登记规范 不完善,致使许多地下空间没有确权,权属争议不断. 由于没有必要的政策和技术方面法规的引导,协调,保 障和制约,地下空间开发利用的开发规模与水平难以适 应城市发展的需求. 国内地下空间开发利用涉及众多管理部门.现有的 地下信息分属不同的专业部门来管理,管理的信息平台 也不尽相同,为地下空间资源的共享及整合带来了困难. 地下空间开发应纳入城市建设总体规划.整合地 面和地下空间资源,制定详规,使地下空间能够有序开 发,改善城市的生态环境,健全城市的配套功能. 4地下空间的地籍确定 由于地下空间土地使用权和建筑物所有权的事实 存在,地下空间的边界应以三维坐标确定.即除需要测 绘水平投影面积外,还应测量三维空间,平面以地下建 筑物的建筑占地面积为准,土地深度计算以地下建筑物 的最深基础桩位平面以上为实际使用的相对深度. 地下空间设施的边界可根据其历史保存下来的资 料通过不同的方法进行确定,无地下空间设施资料的, 通常采取测量与物探方法相结合来获取现场的实测数 据,最终确定地下空间设施的实际建筑面积. 地籍图上用虚线划出地下建筑物的水平投影位置, 标出地下范围.这样才能界定相应空间范围.对地籍 编号可在编号后加识别码以区别地面地籍编号. 地下空间使用权的登记,主要记载项目名称或坐 落,产权人,地下空间使用权的取得方式,用途,使用期 限,相对应的地号,地下三维坐标位置,地下建筑面积, 建筑结构,地下层数,部位,建筑类型,竣工日期,地下空 间出入口的权属问题等. 5地下空间信息的管理及地下空间的3D地籍确认 随着地下空间应用的深入,人们越来越多地要求从 真三维空间来处理问题.在应用要求较为强烈的部门 如采矿,地质,石油等领域已率先发展专用的具有部分 功能的三维GIS,如加拿大I.YNXGeosystems公司的 LYNX软件,但由于它们一般是针对自己的领域开发 的,没有从理论上加以系统完整的研究,没有面向通用 平台进行设计,因此具有较强的局限性. 随着对地观测和计算机技术的发展,空间信息及其 处理能力已得到极大的丰富和加强,利用这些空间信息 来正确认识和把握地下空间,进行虚拟,科学预测和调 控.三维GIS在提供三维视觉认知的同时,还提供更深 刻的解析的空间分析功能.三维GIS最有特色的也许是 其基于三维数据的复杂分析能力,如计算空间距离,表面 积,体积,通视性与可视域等.针对迅速增长的三维应用 需求,越来越多的GIS软件都在强化其稳健的三维能力. 图1是城市地下轨道交通的三维地籍示意图. 尽管有关三维GIS的研究与实践在国内外已经十 210西部探矿工程2007年第7期 图1城市地下轨道交通三维地籍示意图 分广泛,但大多数成果由于立足于特定的有限领域而且 都还是分散的,不全面的.市场上还没有得到公认的能 集查询,显示,分析,评价和辅助决策为一体的成熟的商 品化三维地理信息系统.已有软件的共同缺点是仅重 视表达三维对象本身,对各对象间关系的表达没有足够 的重视,因此管理大批量三维空间对象的能力较弱,也 不能做一些GIS需要的空间分析.总体说,已有软件在 构造噫达三维对象上具有较强的能力,但管理和分析 能力较弱. 三维GIS对客观世界的表达能给人以更真实的感 受,它以立体造型技术给用户展现地理空间现象,不仅 能够表达空间对象间的平面关系,而且能描述和表达它 们之间的垂向关系;另外对空间对象进行三维空间分析 和操作也是三维GIS特有的功能.而与CAD及各种 科学计算可视化软件相比,它具有独特的管理复杂空间 对象的能力及空间分析的能力.三维空间数据库是三 维GIS的核心,三维空间分析则是其独有的能力.与功 能增强相对应的是,三维GIS的理论研究和系统建设工 作比二维GIS也更加复杂.三维GIS的可视表现也比 二维GIS复杂得多,以至于出现了专门的三维可视化理 论,算法和系统. 三维空间数据库是三维GlS的核心,它直接关系到 数据的输人,存储,处理,分析和输出等GIS的各个环节, 它的好坏直接影响着整个GIS的性能.三维空间数据结 构是三维空间数据模型的具体实现,是客观对象在计算 机中的底层表达,是对客观对象进行可视表现的基础. 但还没有形成能为大多数人所接受的统一理论与模式, 有待于进一步研究与完善.获取地学三维数据的能力的 弱小是阻碍三维GIS迅速发展的一个重要原因. 6结论 3D地籍不是要取代二维平面地籍,而是对其的扩 展与增强,也只具有同时提供多维地下空间数据处理的 能力.基于3D地籍的应用有着越来越明显的优越性和 不可替代性.在当前地籍管理中,传统的地籍已经能够 满足大部分实际需求,对三维地籍的需求仍然只占少部 分.如果完全采用三维地籍,势必将花费高昂的系统建 设费用,在传统平面地籍能够满足需要的情况下,用户 没有必要去一味追求高性能.建议在一般情况下进行 二维显示与分析,当有特殊需要时可以调出三维结构作 相应处理. 从现实角度来说,当前的二维登记和2DGIS 是可以满足需要的,但对于地下空间复杂的空间使用 权,传统的地籍和地下空间GIS面临着种种挑战.建立 一 套可持续的,统一高效的三维地籍登记制度寻求三维 解决是个大方向.在地下空间登记中引人三维地 籍是个长期目标,这决定于法律的完善和3D技术的发 展. 参考文献: [1]方锋.GIS支持下的广州市城市地下空间信息平台建设 I-J].工程勘察,2005(4):56—59. 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