探索 | 房地一体化不动产权籍三维建模技术研究
1
引言
针对当前房地不动产管理中，二维管理模式无法准确刻画不动产的三维空间特性和产权的立体特性，以及难以表达跨街建筑、地上地下综合体、地铁与地下管网等相互交叠的立体产权主体及其相互间错综复杂的产权关系等问题，我们开展了三个方面研究：
（1）城乡一体化房地不动产权籍三维建模技术的研究，构建了BIM与不动产整合的城乡一体化房地不动产权籍模型，服务于不动产登记和各类具体应用；
（2）探索多层次城乡一体化房地不动产权籍三维建模方法，实现了不动产三维全覆盖，支持实景三维一张图建设；
（3）研建了城乡一体化房地不动产权籍三维建模系统，将不动产权籍数据立体化，让不动产权籍管理更加直观有效。
2
现有建模方法
对比分析
目前，常见的不动产三维建模技术有：基于人工交互的建模方法、基于现代测绘技术的建模方法、基于存档图件的建模方法、基于施工/竣工CAD数据的建模方法、基于房产测绘数据的建模方法和基于BIM数据的建模方法。
（1）基于人工交互的建模方法，借助三维建模软件创建三维模型，这一方法周期长、成本高，效率低，难以满足建筑物房产大批量建模的需求，且房地不动产空间边界的定位精确性和合理性难以保证。
（2）基于现代测绘技术的建模方法，如倾斜摄影、激光Lidar等，可以直接获取真实建筑的三维表面信息，适合建筑物房产的快速表面建模，但是需要以真实存在的建筑物房产为建模对象，无法胜任房产预测阶段的建模任务，而且由于无法获取墙体厚度等信息，实体对象通常和房地不动产空间范围并不一致，更难以获得建筑物内部结构信息。
（3）基于存档图件的建模方法，基于早期的纸质图件或扫描图件方式进行半自动建模，受图纸保存质量影响严重，建模效率低、建模质量难以保证。
（4）基于施/竣工CAD数据的建模方法，通过对提取的建筑图纸信息进行加工分析得到建筑物三维模型，并通过解决建筑信息到房地不动产权籍信息的转换问题，可实现房地一体化不动产权籍三维建模。
（5）基于房产测绘数据的建模方法，将宗地图或者房产分层分户图中的界址点、线、面对象进行三维建模，缺少门窗、屋顶以及户内的地理实体，破坏了墙体、凸窗、阳台等地理实体，无法准确表达建筑物房产的真实结构。
（6）基于BIM数据的建模方法，直接在BIM数据中提取建筑物三维信息，并采用和基于施/竣工CAD数据的建模方法类似的方法得到产权空间三维模型。但由于BIM技术推广的难度，此类数据目前难以获得。
上述六类建模方法从数据成本、信息完整度、建模效率角度，对比总结如下：
图 1 不同类型的不动产三维建模技术对比
综合比较，基于CAD数据的建模技术，数据成本低，信息完整度高。因此，我们在解决了一系列关键技术的基础上，研发出了一套基于CAD数据的高效、高精度的城乡一体化房地不动产权籍三维建模产品。
3
基于施竣工CAD数据的城乡一体化房地不动产权籍建模方法
城乡一体化房地不动产权籍三维建模技术的研究，主要从资料收集与整理、模型设计与构建、建模方法探索与实现、模型及建模方法验证等方面来开展，将城乡一体化房产不动产权籍数据立体化，建立“宗地-幢-层-户-室”的多层次三维不动产数据模型，让不动产权籍管理更加直观有效，更好地服务于不动产登记和各类具体应用。
3.1城乡一体化房地不动产权籍模型
我们从“宗地-幢-层-户-室”的多层次视角，构建城乡一体化房地不动产权籍模型的概念框架；扩展IFC模型，设计并构建BIM与不动产整合的城乡一体化房地不动产权籍三维数据模型。该模型除了能表达符合我国体制的房地不动产对象外，还关联了BIM模型中的建筑构件、建筑空间，以便进一步与CIM模型对接，更好的服务于城市建设与运维管理。
图 2 基于IFC标准扩展的城乡一体化
房地不动产三维数据模型
3.2 城乡一体化房地不动产权籍建模方法
我们探索了基于施竣工CAD数据的城乡一体化房地不动产权籍三维建模方法，研发了相应的软件系统，提出基于建筑物构件自动识别方法，可以自动对建筑施竣工电子CAD数据中各类制图错误进行自动检查与标准化处理，其处理结果可以支撑后续的自动化三维建模等各类应用。
图 3 建筑施竣工图纸标准化系统界面图
该软件系统，不仅可以满足简单居民楼的自动化三维建模，还可支持大型商业建筑物、下沉广场、复杂综合体的自动化三维建模。部分建模成果如下图所示：
图 4 新街口区域部分建筑物建模效果
建筑实体建模房产后，可进一步进行产权空间的三维建模、首先明确建筑空间和产权空间的差异性，再通过构建复杂建筑物的墙体中心线自动提取算法，实现建筑空间向产权空间的转换。再通过建立可拓展的囊括国家，省（自治区）、直辖市、地方政府颁布制定的各种标准规范的房产面积测算知识规则库，结合提取房产面积的算法，自动推算出房产面积，进而实现产权空间进行三维精细化表达，为快速构建房产三维模型服务。
图 5 产权模型三维建模流程
通过将所得的预测绘房产面积与实际房产面积进行对比（见图 4.4中的对比表格），验证了本建模方法的可行性，生成结果的精确度符合国家有关规定。
图 6 基于房产测量规则的产权空间三维建模
4
推广与应用
在部和江苏省开展的新沂市多维一体化不动产电子证照试点中，我们应用了该研究的数据模型及建模方法等关键技术，完成了38个小区共477栋楼的宗地（小区）三维建模、建筑单体与相应房屋产权三维建模，开发了与不动产登记数据无缝对接的房地一体化三维可视化系统平台。同时，相关技术方案也得到了以郭仁忠院士为组长的专家评审小组的高度评价。
图 8专家团队评审本项目技术方案
图 7新沂市试点项目成果
此外，本技术还可以应用在“一码管地”不动产全生命周期管理中，在从土地收储到不动产登记发证的全流程中实现三维化管理，使规划审核更直观、更高效、更精细，全面提升不动产管理工作水平。
丨投稿邮箱丨