城市空间的各种建筑形式不一，明确空间单元形式成为土地立体化管理过程首要解决的问题。本研究首先阐述土地立体化管理技术的国内外发展状况，然后给出可能的管理单元空间形态，并且提出采用法律语义融合的方式来描述管理空间单元。1三维地籍发展过程1.1前沿状况为了解决土地立体利用与管理相关的政策、法律、技术等方面的问题，国际测量师联合会于2001年开始定期组织三维地籍工作组会议，通过调查世界各国的土地管理状况、所遇问题，探究具有兼容性的土地立体化管理方案。我国深圳市于2012年开始探索构建三维地籍系统，并在前海等地区推进土地立体化管理方案[1]。1.2土地立体化管理成因与难题三维地籍首先应用的区域是城市区域，在城市中，各种奇异的建筑形态依据不同的地形地势建造，清晰明确地界定人工建（构）筑物之间的权属关系是政府管理上遇到的难题[2]。传统的二维图形只能采用投影面的方式反映权属关系，并进行土地权益记录（权利、限制和责任），这导致用于登记法律地位的地块边界通常固定在二维空间中，很难反映房、地等空间对象在法律语义下的垂直维度。在土地集约利用的城市区域，地上、地表和地下的空间开发日渐增多，为这种复杂的三维空间进行定义和管理，实现其法律地位（如注册登记）成为三维地籍首先面临并需要解决的问题[3]。以重庆市为例，地形复杂的洪崖洞建筑依山而建，对其构造空间单元必然不能采用投影平面；同样，轨道交通的空间范围和住宅范围相互穿插，因此，也必须采用三维空间单元管理模式。2土地立体化管理过程中的空间单元形式2.1考量依据与过程土地立体化管理中，空间单元的类型确定能够为三维地籍系统的开发提供指导。在实际的地籍数据库开发中，需要考虑库中可容纳及应容纳的三维空间单元，针对不同类型的空间单元采用不同级别的编码形式，现有的编码形式有多种，如“基于文本的”“基于点的”“基于线的”“基于多边形的”和“基于拓扑”的单元编码等[4]。实际中的三维空间单元形式多样，往往无法仅依靠一种编码形式实现，建立空间单元的类型库，可以有效支持空间单元的编码，从而方便在数据库中存储。ISO-19152国际标准中，以概念形式提供了地籍库中可记录的空间单元分类框架，该框架理论支持正式的、非正式的、历史的、当前的、计划的等形式的空间单元编码。2.2物理实体空间单元利用三维地籍系统进行土地立体化管理时，由于三维GIS系统为底层依托，因此其对空间单元形式的构造多数依赖于图形结构和拓扑，最为常见的即三维的封闭体，是一种具有语义特征的可计算的三维实体对象，也称水密体，这些体必须经过有效性验证以符合入库规范，它们是三维地籍系统实施的基础[5]。本文针对实践过程中物理实体对象的形态，从数据库内图形编码的角度出发，依据现实中地籍登记的情况来对空间单元进行形式分类和界定，这样界定的体系是基于当下的各类地籍系统中空间单元形式的一个汇集和总结。空间单元的基本类型判断从编码级别、真实案例类型、几何描述方式三个方面进行考虑，从而形成7种基本形式：2D图形表达的三维棱柱空间单元、建筑格式的空间单元、半开放空间单元、多边形切片空间单元、单值步进空间单元、多值步进空间单元、常规三维空间单元。2.3管理空间单元物质实体不可相交，位置不能重叠，是土地立体化管理中的被管理者，而相应地，为了实现管理职能，则要划定管理空间单元来实现实体管理。我国的管理空间单元以层级方式组织，上层单元以一定的依据细分形成下层单元，如省（自治区、直辖市）、县（自治县、市）、乡（民族乡、镇）等，管理空间单元的边界划定具有历史、人文和地域等因素影响，往往缺乏一致性和统一的标准。本文界定的管理空间单元具有如下特点：（1）本质是公权力空间化的表现；（2）从层级上实现了公权力的粗放式配给；（3）层级式细分管理空间单元过程具有多重规则。3物理实体对象与管理空间对象3.1对象构造依据从城市土地管理的角度上来说，国家使用法律工具实现自然资源实体及空间的保护、开发与利用，实现全民所有资源的权益。各类物理实体因其可见、可测而容易被描述和在信息系统中重现，从而形成物理实体对象。支撑管理这些实体对象背后的不可见法律内容包含国家公权力和百姓私权利的双重体现，明确这些内容在地理空间中的形式和关系是“管理”一词所具有的重要意义[6]。因而，为了实现空间单元到信息系统中的映射，采用对象化技术实现。对象化概念源于计算机程序设计，一方面表示客观世界命名空间中的某个具体事物，另一方面也表示信息系统中解空间的基本元素。因此，本文需要依据上述的界定方式来构造物理实体对象和管理空间对象。3.2管理空间对象界定与含义物理实体对象是对物的逼近表达，这里不做赘述。本文引入了管理空间对象来实现物理实体对象相关的法律空间内容表达。这里在有限范围内给出的管理空间对象界定如下：（1）管理空间对象是对一个可界定空间赋予法律/管理方面语义后的对象；（2）管理空间对象必然依托地理空间或者物理实体对象而存在，是法律语义的空间具化，地理坐标是该对象的“基因”；（3）管理空间对象依需求设定，不同的管理空间对象之间可以产生重叠；（4）管理空间对象所表达的是可以进行空间化的法律内容（如地役权），但不是所有法律内容都可以实现空间化表达；（5）管理空间对象可以作为公权力对象（如面向空间规划权）和私权利对象（如面向林木所有权），或者权利束对象；（6）管理空间对象的几何形态可以用数学方法归纳，使其能在信息系统中刻画，封闭体是其中的形式之一（如三维产权体）；（7）空间边界刻画是管理空间对象实现管理意义的重要凭据。3.3对象间的关系本文描述了三个概念，分别是管理空间单元、物理实体对象和管理空间对象，这里对其进行形象化说明，以表明其间关系和特征。如图1所示，设定范围为一个管理空间单元。10.19301/j.cnki.zncs.2022.09.015.F001图1三维空间单元中的对象图1（a）中的物理实体对象有地表的建筑、道路、林木、河流、耕种地等，地下有土石层、矿质层、地下水层等，这些都是物质实体，在一个空间单元中存在；图（b）所示为对应的管理空间对象（示意性），如林木所有权对象（浅色）用于标识该片空间域的林木所有权权属。概念界定关系以及重要特征描述：（1）管理空间单元是对地理空间的完全划分（即空间连续），物理实体对象和管理空间对象可以离散或连续。物理实体对象是管理空间单元中实体在计算机中的数字刻画，管理空间对象是管理空间单元中对应于实体或空间在计算机中的法律内容刻画。（2）对一个空间管理单元进行全部空间化的“权力+权利”束集成可以形成一个该单元内最上层级的管理空间对象，如全民所有的土地所有权（城市土地所有权）。（3）物理实体对象在管理空间单元中具有空间排他性，管理空间对象没有。其原理在于，绝对的地理空间中物理实体不可能产生交叠，而管理背后的法律内容交叠可以存在，如城市建设用地上的多个地役权设定。（4）物理实体对象与管理空间对象具有一致性。这种一致性体现在对象的共同“基因”都是地理坐标，且管理空间对象不凭空存在，而是依托于物理实体对象存在。同时，这个物理实体对象具有时态性（即该物理实体对象可以是过去存在现在灭失的、现在存在的、未来规划的）。（5）物理实体对象与管理空间对象的建模目标差异导致的构模方法差别。物理实体对象构模目的为现实实体的数字化逼近，通常采用大体量三角面片建模，对象的独立表达是其难点；管理空间对象的构建依托于法律体系支持的高精度界址建模，建模的特点为规则化的数学形式，可校验的“数学法则+语义法则（知识图谱）”保证“权”的可靠。4三维对象的建模技术本文针对上述的空间对象采用三维地籍技术进行建模，将空间对象的统一几何表示为三个层，即对象层、拓扑层和几何层，三层结构建模实现从基本几何单元到自然资源的真实描述，如图2所示。三维地籍中的对象可以分为三维矢量对象表达和体对象表达。三维矢量对象的构造过程依据低维对象组合形成高维对象，如两个点连接形成线对象，同时，各个维度对象自身也可以作为几何代表，因此形成了点、线、面、体的四种对象级别。体对象表达采用的是体栅格化思想，即通过构造不可分割的基础体单元，以基础体单元的组合来形成三维对象，包括非规则基元的构造实体几何方式和规则体元组合方式，常见的规则体元有正四面体、六面体、八面体、十二面体、二十面体以及正棱柱等。10.19301/j.cnki.zncs.2022.09.015.F002图2三层结构建模基本几何单元到自然资源几何层方面，以点（Point）为基础，构造弧段（Arc）和多边形（Polygon），而三角网（TIN或TEN）则可以直接形成体积（Volume）。几何要素是形体的数学表达，表示对象的“形”，而无对象的“意”拓扑层方面，采用结点（Node）、边（Edge）、表面（Face）和体（Body）四要素。这四要素并不直接表达实体或对象，而是用于表达对象间的关系，如要素间的相邻、相交、相离等关系。对象层方面，所有的空间对象在该层则形成了具体的语义，可直接对应为前文所述的管理空间对象和物理实体对象，如宗地对象、房屋对象等。5结语本文对土地立体化管理过程中的空间单元进行了明确的分类和界定，由管理空间单元组织物理实体对象和细化的管理空间对象，这些对象采用三维地籍技术中的层次建模结构来实现，这样的组织能够让现实中的土地立体化管理结构映射到计算机中去，从而便于采用三维地籍系统实施，实现土地立体化管理。