多层次三维地籍产权体模型的语义表达研究

针对我国不动产传统登记中的二维表达、房地分离的管理模式,在综合分析产权体的定义基础上,提出三维地籍产权体的定义和对象类型,并从概念层次引入一种基于语义的多层次三维地籍产权体模型。该模型能综合考虑土地和房产管理模式,将产权体划分为街坊、三维宗地、三维地籍物、分层空间与单元空间5个空间管理细节层次,探讨根据产权体的权属情况划分产权体层次的过程,并通过语义详细描述每个层次产权体的空间关系、权属关系和几何实体拓扑关系。基于以上的理论和方法,选取了某片区地籍数据作为试验数据,实现了多层次三维地籍产权体模型的语义表达,从而明晰了不动产产权三维登记,为"房地合一"地籍管理模式进一步深化了技术基础。     

基于PNAT描述的三维地籍ArcEngine开发方法

针对三维地籍对二维数据兼容不良问题,本文基于PNAT模型,利用ArcEngine开发出城镇三维地籍系统。通过对三维地籍要素进行描述与表达,推演出地上地下三维宗地体,并在ArcGIS中构造出三维宗地体模型。实验证明,运用ArcEngine开发的三维地籍系统,可完美兼容已有二维地籍数据,极大地减少了开发成本,提高了效率,同时系统兼具ArcGIS提供的分析功能,稍加改进即可实现自定义查询,实现三维地籍图属联合分析。基于ArcEngine的三维地籍开发是一种效率高、功能丰富的二次开发方法,其数据兼容性及空间分析功能明显优于其他非GIS二次开发平台。     

二维地籍模型到三维地籍模型的转换方法

由于传统二维地籍管理模式已无法满足城市多元空间管理的需要,三维地籍模式逐渐成为城市地籍管理的主要方向。利用已有的二维地籍数据建立三维地籍模型,既可以避免原有数据的浪费,也可以保证管理的连续性,缩短三维地籍建立的时间。主要研究从二维地籍模型到三维地籍模型的转换方法和技术路线。在介绍二维地籍模型和三维地籍模型的各自特点的基础上,提出二维地籍数据向CO3D三维地籍数据转换的流程与算法。实例验证表明,此方法可行,转换结果正确,可以应用于实际的地籍管理工作。     

三维地籍建模方法研究与实现

传统的地籍管理是以地表权利为核心的,不能满足地上或地下空间利用权利登记和管理的需求。因此,迫切的需要引入三维地籍来解决这些问题。本文分析了国内外三维地籍的研究现状,从技术角度入手,提出了面向三维地籍产权体的模型。基于该模型,建立了三维地籍系统,实现了诸如产权体的可视化、查询等功能。结果表明,该模型对三维地籍建模具有一定的参考价值和指导意义。     

城市3维地籍系统设计与功能实现

随着城市空间利用多元化的不断深入,地籍管理中2维宗地图常因界址不明而引发土地纠纷,这种2维地籍管理模式已不能真实、直观地表现土地的3维立体化利用情况。当前,3维地理信息技术与地籍管理的结合,产生了一种崭新的地籍管理模式——3维地籍管理。3维地籍管理在实践中取得了较好的效果,是未来城市地籍管理的一种重要手段。本文以长春市城区3维地籍数据库系统建设为例,详细介绍了该系统的设计思路以及功能实现,并对其关键技术进行分析。     

3维地籍实体数据模型设计的新方法

3维地籍管理模式是现代地籍管理的必然趋势,能够适应新形势下城市空间立体开发的需要。本文回顾了地籍管理发展的历程,探讨了3维地籍管理的必要性,总结了3维空间数据模型的研究成果,对OO3D模型进行扩展,提出了一种面向地籍对象的3维数据模型CO3D,最后给出了CO3D模型结构与数据组织方式。     

三维地籍空间拓扑数据模型研究与实现

本文提出了一种适于表达三维地籍的空间拓扑数据模型,并分别在概念层次和实现层次给出了概念模型和逻辑模型。概念模型分为3层:要素层、几何层和拓扑层。要素层用于表述地籍管理对象,几何层用于描述实体的几何形态,拓扑层用于表达实体间的拓扑关系。在概念模型基础上,给出了对应的逻辑模型。实验结果表明:所提出的模型有效、可行。     

基于ArcEngine的三维地籍原型系统

为实现土地空间权利的登记和三维空间权属的管理,在三维地籍模型中引入三维地籍基本单元产权体的基础上,采用二维宗地与三维建筑物相结合的方法,依据现行的土地产权制度对三维产权进行了登记。以某小区三维建筑物为研究对象,构建了小区三维地籍数据库;并在.NET开发环境下,结合ArcGIS、ArcGIS Engine等技术开发了三维地籍原型系统。     

三维地籍测绘研究及其标准化探索

针对传统的基于二维地籍的土地管理模式不能很好地满足日趋紧张的城市空间管理需求的问题,本文首先分析三维地籍国内外发展现状,提出了基于三维地籍测绘解决土地立体化管理难点、痛点的技术路线,然后开展了三维地籍标准化探索,重点介绍《三维地籍产权体测绘技术规程》的编制过程和主要内容,并将研究路线及此标准应用到典型案例中,以证明该技术路线的可行性和标准的适用性。     

基于3维可视化环境的地质体空间形态分析

针对3维矿床地质体既具有复杂的几何形态特征,又具有连续的矿化分布与控矿作用分布等空间分布场特征,结合3维地质建模软件Datamine的可视化环境,基于线框模型研究了地质体实体建模与3维可视化过程;在此基础上将实体模型离散化输出为体素模型,提出采用趋势面分析方法和基于数学形态学的分析方法进行地质体空间形态分析,比较和研究了这两种方法提取地质体空间趋势形态和形态起伏特征的过程。实例研究和论证了基于数学形态学滤波的地质体空间形态因素分析和提取方法处理某方向上存在有超覆现象的可行性。     

多源地理空间矢量数据关联模型设计

多源地理空间矢量数据之间存在着隐含的关联关系，这些关联关系往往隐式存在，难以直观展示，也难以与空间数据映射交互展示，更无法进行查询分析，获取所需信息。针对这种情况，本文以多源地理空间矢量数据及统计数据为研究对象，首先定义了多源地理空间矢量数据关联的概念及分类，然后以此为基础设计了多源地理空间矢量数据关联模型，并将其分为3个子模型：基于自适应四叉树编码的空间关联子模型、基于几何匹配的空间关联子模型及基于语义匹配的空间关联子模型。该模型定义了多源地理空间矢量数据之间的关联方式，为关联关系的构建奠定了理论基础。     

四维宗地建模及其核心操作算法

传统地籍是基于某一时刻的土地二维剖分，不支持立体产权管理和时空权属查询，需要探索四维（三维空间+时间）地籍。四维宗地是四维地籍的登记客体，是宗地在四维空间的扩展，其创建、分割、合并与注销等操作是四维地籍最常用、最基本的功能。结合城市发展现状和地籍管理需求，分析时态产权特征，用UML建模四维宗地数据模型和基于拓扑数据模型的四维宗地操作算法。研究内容包括:①提出四维宗地数据模型；②提出基于"拉伸"的四维宗地创建算法以及基于分段时间的共享拓扑基元处理方法；③提出四维宗地的分割、合并算法。研究结果表明:四维宗地的构建为追踪产权的时空变化提供了理论借鉴和技术支持，也使得地籍管理向四维地籍迈进了一步。     

基于规则的地籍数据拓扑关系高效检测

为了提高地籍空间数据检查效率,在分析地籍空间数据库技术规范的基础上,对地籍要素拓扑关系进行了具体描述,提出了基于拓扑规则的拓扑关系验证方法(TRVR)。采用ArcEngine组件库,研制了地籍数据检测软件LR_Checker。经大量地籍数据的测试表明,基于拓扑规则的拓扑关系验证方法可明显提高数据检查效率,证明了该方法的正确性和合理性。     

Advances in techniques to formulate the watertight concept for cadastre

The world’s rising urban density expansion has resulted in a proliferation of attempts to efficiently use space and a higher level of spatial complexity in metropolitan areas. 3D geospatial data models are increasingly being embraced to facilitate communicating the spatial dimensions of complex built environments in different applications. For example, the use of 3D models in land administration systems has been recognized as a good approach for communicating the spatial complexity of legal spaces within multi‐storey buildings. The spatial extent of legal space—to which rights, restrictions and responsibilities relate in a 3D digital cadastre—needs to be accurately defined and geometrically closed; watertight. Therefore, this study aims to address the challenges regarding checking the closure of diverse 3D legal spaces and engage several techniques to formulate the watertight concept for cadastre. The research’s methodology is built on a 3D polyhedral surface using a half‐edge data structure. A primitive check is employed to assess the spatial consistency of lower‐dimensional primitives of 3D objects. Subsequently, advanced closure checks ensure the closure of volumetric legal spaces represented by 2‐manifold and non‐2‐manifold data models. The article concludes that, by adopting the proposed approaches, the internal spatial consistency of legal spaces in urban land administration will be certified.     

空间与谱间相关性分析的NMF高光谱解混

非负矩阵分解(NMF)技术是高光谱像元解混领域的研究热点。为了充分利用高光谱图像中丰富的空间与光谱相关性特征,改善基于NMF的高光谱解混算法性能,提出一种结合了空间与谱间相关性分析的NMF解混算法。算法针对NMF的通用性和局部极小问题,引入并结合高光谱图像两种典型的相关性特征,具体包括:基于马尔可夫随机场(MRF)模型,建立描述相邻像元空间相关特征的约束;通过复杂度映射技术,建立描述相邻波段谱间相关(光谱分段平滑)特征的约束;并将上述两种约束同时引入NMF解混目标函数中。实验结果表明,对于一般自然地物场景或人造地物场景,相对于分段平滑和稀疏约束的非负矩阵分解(PSNMFSC)、交互投影子梯度的非负矩阵分解(APSNMF)和最小体积约束的非负矩阵分解(MVCNMF)这3种代表性NMF解混参考算法,该算法可进一步提高高光谱解混精度;对于空间相关或谱间相关特征中某一种不显著的特殊场景,也具有更好的适应能力。通过将空间相关和谱间相关特征相结合,较全面地反映了高光谱数据与解混相关的重要特征,能够对绝大多数真实高光谱数据进行高精度解混,对高光谱解混及后续应用领域相关研究均具有参考价值。     

城市地下空间三维地籍的建立

随着城市建设中地下空间的开发,传统的二维地籍已难以满足地籍管理在三维方向上的扩展,迫切需要利用三维地籍对地下空间进行数据管理和空间确权。本文基于地下空间开发中各类地物的空间特征,首先从三维自然特性与法律特性两个方面建立了三维地籍的概念,并进而阐述了三维地籍数据模型以及二维地籍与三维地籍的一体化数据管理方法。     

面向地籍的三维数据模型设计与建立

本文结合三维地籍空间实体的特征,依据现代地籍管理需求,对OO3D数据模型进行扩展,提出了面向地籍的三维数据模型(CO3D),并详细阐述了CO3D的逻辑和概念模型,研究了CO3D拓扑关系类型、存储结构、查询方式的实现方法,探讨了模型的可视化原理及实现,并通过实例验证了CO3D模型的正确性和可行性。     

北斗接收机位置解算算法及验证

接收机位置解算作为卫星导航定位中极其重要的一环,所使用算法的正确与否,直接影响到定位精度。文中使用诺瓦泰接收机采集到的北斗星历数据和伪距观测量,对北斗接收机位置解算的经典算法,包括北斗卫星位置的解算算法和最小二乘法接收机位置解算算法,进行了计算及分析验证。结果表明,利用北斗空间控制接口文件所提供的算法计算所得卫星位置三维误差均在10 m以下,使用最小二乘法解算出的接收机位置三维误差均在5 m以下,均满足北斗官方性能规范要求,从而验证了算法的正确性以及可行性。