随着科技水平的不断提升,大数据处理技术、实景三维技术、智能平台应用技术等新兴技术的出现,促使自然资源管理部门的国土空间规划及土地管理方式发生转变。相比传统的二维规划模式,三维实景空间规划具有更直观、更科学、携载信息量更大等多重优势,与自然资源管理国土空间规划中亟须解决的若干问题相契合。因此,探索将实景三维技术应用于自然资源管理国土空间规划及土地管理方面的方法是重要的研究方向。文章基于实景三维技术及三维模型等数据,在国土空间规划大框架下探讨实景三维技术在国土空间规划管理中的应用,对推动国土空间规划及土地管理工作的应用技术变革具有重要意义。1实景三维在国土空间规划管理中的应用思路实景三维模型研究流程如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.10.018.F001图1实景三维模型研究流程在自然资源国土空间规划框架下,利用倾斜摄影技术、自动化三维建模技术、三维激光扫描技术等,高效快速获取相应数据,以三维实景数据和三维地形模型为基础,通过现状分析、综合比对、国土部门职能分析等,确定自然资源管理部门各个科室工作职能与实景三维的关联性等级。对重点国土科室与实景三维模型融合应用进行深入研究,制定可操作性的实施策略。2实景三维在国土空间规划管理中的应用2.1在自然资源资产管理和不动产管理中的应用将实景三维数据及模型嵌入基础数据平台,制定自然资源资产管理和不动产管理模块,利用实景三维独特的全局可视界面,决策者能够直观清晰地查看各类自然资源资产单元和不动产数据单元的区位地理位置、地形地貌、周边地物等信息;能够查览所选要素涉及的全部属性,包括权利性质、面积、坐落、产权信息、四至状况、颁证情况等。利用实景三维技术能够更直观、全方位地对管理单元进行日常查询及管理,对需要新增或数据更新的单元可以进行新增变更操作。基于实景三维基础的自然资源资产管理及不动产管理模块,可以对所选模型进行常规操作,如放大、缩小、移动、多角度查看等,能够测量模型中各类地物的长度、宽度、高度、面积、体积等参数,且与实际地物的数据信息一致;可以获取相对应宗地权利人信息、权利人家庭成员信息、界址点坐标、宅基地面积、房屋建筑面积、相应权源资料、房屋和附属设施边长及相关的属性数据;能够对各类单元进行多元化的空间聚合叠加分析,包含空间三维量算及空间三维分析,满足不同层次的三维应用需求。实景三维的应用可以缩短外业的作业时间,降低外业的工作强度,直观查询目标单元空间现状,有效解决入户测量困难的问题。2.2实景三维在自然资源开发利用中的应用通过实景三维基础地图,创建土地节约集约、土地开发利用管理模块,模块对不同的土地用途实行差别化的节约集约管理。针对农用地,将农作物结构、平均单产量、分等定级、平均资金成本、劳动力等要素投入作为指标,进行辅助决策。针对经营性建设用地,将规划布局、产业集中度、产业定位、建筑密度、结构匹配度、容积率、空置率、成本、税收、利润、能量使用等因素作为属性参数,利用模块进行科学管理。将非经营性建设用地涉及的量能适度、服务辐射半径、服务水平、社会获得感、社会整体效益等因素作为参数,进行节约集约管理。针对农村宅基地,实景三维可全局化考虑村庄规划的科学性及规划准确性,查看全域宅基地布局、村域户均数量、各户宅基地面积、家庭人口结构、房屋建筑结构、建筑容积率等[1]。在可视化的实景三维界面中,决策者能够直观查看土地节约集约利用度及开发利用度,动态化进行土地市场监管及土地储备管理。2.3实景三维在国土空间规划中的应用自然资源国土空间规划工作离不开地形地貌分析,如双评价中的资源环境承载能力评价、水源涵养评估、三区三线划定、城市开发边界、生态红线划定等。借助实景三维技术,真实展现规划范围内的建构筑物和周边地物情况,对规划面积、规划体量、控高、日照等关键指标进行准确评估,利用可视域分析、限高分析、坡度分析、风向分析、日照分析等功能,辅助开展国土空间规划及土地管理相应工作[2]。可以将建设单位提供的竣工测量CAD成果数据与实景三维模型进行空间叠加,对用地范围和坐标放线进行全局审查,如道路、绿地、居民点、水暖电气、建筑高度等是否符合建筑工程规划许可证的相关规定。2.4实景三维在国土空间用途管制中的应用2.4.1用途管制方面的应用将建设用地用途管制区数据嵌入实景三维模型,空间化展示用途管制区数据,设定各类用途管制区显示方式,以直观可视化的色差区域划分不同管制区,分析各管制区内部土地利用现状及地物冲突情况,辅助决策用途管制区相应地物调整方案。立体三维展示各地类用途管制信息,读取涉及的参数数据,以数据可视化的方式(动态图表、趋势图、饼状占比图等)对用途管制区进行地物查看及日常管理,更好地落实管制要求。2.4.2建设项目用地预审和选址、规划条件和用地规划许可工作方面的应用将预建设项目进行三维单体化建模,依据预建设项目选址方案,将单体化的预建设项目模型进行同位置现场叠加,对预建设项目进行坡度分析、日照分析、用地分析、预审分析等,查看预建设项目全域规划中的各类空间属性,科学合理地进行建设用地预审及综合选址工作。2.5实景三维在建设工程规划管理中的应用构建实景三维建设工程模型,全面展示工程基础信息及工程施工进度,实景展示工程生产效果及预期影响,利用建设工程属性数据库查询监测整体工程的生产施工质量。可以将地下空间相关数据库(地下管线、管网、地下静态交通、人防设施等)加载至实景三维模型中,立体可视化管理建设项目地上、地下全域空间。2.6实景三维在国土空间生态修复中的应用可以将地质勘查项目区域化、单体化、模块化,将对应数据模型嵌入实景三维数据平台。实时查看勘查项目的项目范围、用地情况、勘查状况等相关属性信息。全流程把控及监测地质勘查项目的进展状况,将地质灾害点(地裂缝、地面塌陷、坑道突水等)矢量数据嵌入实景三维模型,设置灾害辐射半径,划定灾害涉及范围。决策者能够清晰、直观地查看各类地质灾害点所处位置中心点,可视化查阅灾害辐射范围,科学制订灾害预警机制及安全预案,辅助日常工作管理。在国土空间综合整治、矿山地质环境恢复治理、地质灾害防治方面,可以通过单体化建模,将综合整治区域地类地物叠加到实景三维模型中,通过色块划分整治地物类型,清晰直观区分农用地整治、建设用地整治、生态保护修复等各类整治项目。可以点选查看整治区各类属性信息,科学合理进行国土空间生态修复整治管控。此外,实景三维技术在地质勘查和地质遗迹调查工作中也具有重要的应用价值。一是可以将区域调查数据叠加导入实景三维数据模型,查阅浏览各类、各比例尺下的地质勘查数据;可以叠加不同比例尺的新时相地形图,全面参考实景三维展示的地物地类,以全局化的视角管理地质勘查项目全流程。二是可以将区域性地质遗迹调查、地质遗迹集中区调查、地质遗迹点调查数据载入实景三维模型,对范围内的地质遗迹进行整体概略性查阅及管理;可以对地质遗迹进行单体建模,实景化展示地质遗迹全貌,全面打造智慧展览工程,构建智能化新型展览模式。2.7实景三维在耕地保护监督中的应用将全域耕地数据导入实景三维模型,录入耕地地块涉及的各类属性信息,以地块为基本单元查看耕地基础信息,包括耕地面积、地力等级、耕地质量等别、耕地坡度级别等。配套多元化空间分析统计模块,按行政区、按指定范围、按单地块进行各类耕地面积统计,通过数据可视化形式展示耕地面积、耕地保有量、平均耕地质量、耕地分布状况、田坎系数等重点指标数据。充分利用实景三维模型,依据耕地图斑范围等矢量数据,严格落实监测耕地范围内非耕地物的现状及耕地非农化的情况,对执行耕地保护制度工作具有积极作用。将永久基本农田划定数据库、基本农田储备区数据库、高标准农田建设数据等相关成果叠加至实景三维模型中,可视化查看永久基本农田现状及管理范围,管控永久基本农田、基本农田储备区、高标准农田数量及变化状况,管理基本农田配套设施设备,辅助耕保日常工作。充分利用三维实景模型高精度、高分辨率、高清晰度的特点,将耕地数据、土地管理信息加载到实景三维模型中,精准、真实地反映自然景观及附属物的位置信息、生态地貌,为资源保护、生态修复、耕地保护和综合治理提供支撑。对工程建设占用耕地实行占补平衡,即占多少垦多少、占优补优。由于以前技术手段相对单一,数据获取较为困难,数据时相相对较差,难以做到精准管理,利用实景三维地图,补充耕地的地理位置、面积、坡度、是否适宜耕种等,在图上可以直观显示,管理更方便。把耕地和基本农田数据等导入实景三维地图数据平台,与最新遥感影像数据进行叠加比对,能够监测到新建房屋的位置、新增非农化问题以及建筑物在基本农田中的情况,利用监测得到的地块信息,配套GPS定位,直赴现场,进行精准查处。2.8实景三维在自然资源执法中的应用充分探究实景三维模型数据与自然资源执法监察系统各专题应用的相互融合,利用实景三维系统与遥感一张图监测监管平台的技术链接,实现实景三维在自然资源执法平台的嵌入、融合与应用,实现“看实景、查现状、观全局”。将实景三维成果作为自然资源执法内业核查的基础时点和数据底图,有效排查比对新增土地出现的问题;构成有效监督,实现同步辅助外业核查,降低自然资源执法成本,提高执法效率。2.9实景三维在矿产资源保护监督中的应用矿产资源保护监督科日常工作主要围绕矿业权管理、矿产资源储量监管方面。以实景三维模型为基础,通过矿井位置、矿产开采区侵占土地、矿井固体废物堆放点、尾矿库分布、矿区污染辐射范围等信息,确定采矿沉陷范围区的地表形变、矿山用地地表覆盖、分析统计矿区坡度高程、矿山范围各类用地地表覆盖面积、矿区边坡形变等各类可量化指标,更全面、更准确、更及时地掌握各监测指标现状、动态变化和发展趋势。利用多时相实景三维成果,动态监测矿产资源的变化,结合矿产资源分布情况以及开采量,分析、预警矿产资源利用率及生态变化,为矿产资源管理部门提供基础数据。3结语随着实景三维技术的全面推广,将实景三维渗入各行业,可以加快各行业科学发展,促进空间信息从二维走向三维。实景三维可以为产业带来新的市场机会,作为新型基础测绘的标准化产品,将推动和促进地理信息产业的技术创新与应用服务升级。实景三维涉及面广、覆盖面全、任务量大、新探索多,自主可控、自动化、智能化技术体系的建设是需要解决的技术难题,相关部门、科研院校、事业单位与企业等要形成合力,共同为实景三维建设助力。
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