自然資源管理，三維GIS技術能做什么？

由于自然資源部的組建，“山、水、林、田、湖、草”作為生命共同體綜合管理是當前的迫切需求，原有的單要素的資源管理方式滿足不了當前的管理需求，需要技術上實現從二維到三維的轉變。

自然資源管理中技術與業務的雙轉變

隨著GIS的深入應用，人們越來越多地要求在三維的場景下還原現實。在技術方面，三維GIS先要將地理數據變為可見的地理信息，因此人們一方面從三維可視化領域向三維GIS系統擴展，這一點同早期的二維GIS來源于計算機制圖管理一樣，是從可視化角度出發的。在需求方面，由于自然資源部的組建，“山、水、林、田、湖、草”作為生命共同體綜合管理是當前的迫切需求，原有的單要素的資源管理方式滿足不了當前的管理需求，需要技術上實現從二維到三維的轉變。

1.機構轉變帶來的管理提升

2018年自然資源部部長陸昊在海南調研期間提出，自然資源相關業務系統要由二維系統變成三維系統，解決自然資源調查、確權和國土空間用途管控等問題。城市空間作為國土空間的重要組成部分，城市發展逐漸從平面轉向了空間，三維思維的城市發展理念及實踐的不斷涌現，既是城市空間形態的自然演進，又是城市發展過程中解決交通擁堵、環境惡化、資源匱乏等系列問題的路徑探索。從發展的角度來看，三維技術將是承載自然資源管理的重要技術，需要建立實現數據管理、空間展示、空間分析、業務應用、輔助決策等功能于一體的三維管理平臺。

2.三維技術突破帶來全新功能

隨著三維空間信息獲取技術的發展，大規模、高精度、低成本數據的獲取成為現實，三維應用建設成本大幅降低。除了成本之外，三維技術在以下幾點也實現了創新：利用BIM、三維實體數據模型，實現從物體表面與形狀的表達到內部結構的表達；新型三維數據（傾斜攝影、BIM、激光點云）與傳統數據（影像、矢量、地形數據、精細模型、地下管線）融合，實現提高了三維場景的建模成本和精度；基于WebGL技術的Web三維，為構建B/S架構的三維GIS應用提供了可行性，同時在跨平臺GIS技術的基礎上，發展出了Web端的三維空間分析能力；三維GIS標準化與數據共享降低三維Web應用的建設難度和建設成本。

3.技術與業務融合日趨深入

在自然資源的管理中需要體現個體及整體的特性，而自然資源中的個體又極為復雜，這給三維技術的應用提出了挑戰。眾所周知，每一種三維技術都各有特長，怎么樣“集百家之長，成自然資源解決之道”呢？三維技術的融合，為三維技術在自然資源管理中的應用提供了無限可能。在自然資源應用層面，利用不同三維技術的特性，能更好地還原現實。比如傾斜攝影動態單體化技術，借用矢量面數據模型，不僅可以做到單體化選擇、查詢，還可以實現緩沖區分析、空間查詢等功能；利用點云的精度、精細模型的美觀、樓盤表的內部信息，還原真實不動產客體信息。

三維數據

三維GIS技術助力生命共同體升維

自然資源在空間分布上位置不一、形態各異，自然資源的管理的不僅是各項指標，更需要模擬自然資源的真實分布情況，從實際出發、從需求出發，還原自然資源的利用情況、管制情況，更好地去規劃、保護、修復自然資源。

1.自然資源管理

摸清家底是實現自然資源資產化管理的重要一步，只有把握現在的數據與趨勢，才能決策未來的目標與方向。通過系統門戶能看到資源的概括情況，包括各類自然資源的數量情況、自然資源類別的分布情況、自然資源與不動產的關聯情自然資源與空間管制的情況。

自然資源與不動產信息管理基礎平臺

2.自然資源利用

壩子是山區或者丘陵地帶局部平原的地方名稱，主要分布于山間盆地、河谷沿岸和山麓地帶。云南省約有1100多個壩子，壩子的耕地占全省耕地面積的三分之一以上。貴州的壩子約占耕地的四分之一。在二維中，看不到補充壩子耕地的情況，又不能很好對壩子耕地及周邊進行很好的量算。用三維的方式展示和管理“山水林田湖草”組成的城市、農業、生態空間，為嚴守耕地紅線、實施土地整治提供支撐。

三維管理壩子耕地

3.空間用途管制

自然資源與用途管制、生態保護紅線、公共管制及特殊保護要求等有著密切的關系，在自然資源登記簿中需要載明上述幾者的關系。在自然資源三維平臺中，可以對自然資源、用途管制、生態保護紅線、公共管制等進行對比分析，為自然資源的管理提供依據和支撐。

4.三維礦體管理

自然資源是生態環境的命脈，可以用三維的方式為自然資源“把脈”。沒有了高度，山會變成平原；沒有了樹木，山也不會是金山銀山；沒有地下空間，也不會看到金礦銀礦。自然資源在空間分布上不僅僅是有廣度，還具備一定的深度。通過自然資源三維的建設，實現從地面到地下，從整體到個體，直觀的展示一層一層的自然資源在空間上的分布情況。

三維礦體管理

5.自然資源與不動產

不動產登記客體信息具備空間性質，第三維信息僅用樓層、高度、朝向等屬性內容來表述，未準確反映各地籍實體的空間位置及范圍，難以確定產權體的空間位置“唯一性”。利用建筑物三維，表達客體的真實空間位置情況，用三維樓盤表表達不動產單元的抵押、查封等信息，樓盤表、分戶圖、屬性數據三者結合，全方位還原不動產登記信息。

三維管理不動產登記信息

6.地上地下一體化分析

了解一座城市，只是到現場看看還不夠，因為既需要看到城市光鮮亮麗的表面，又需要看到城市的“生命線”地下管線。利用三維GIS對整個城市的三維立體空間進行統一描述，并充分準確地集成表達地下的地質、管線、構筑物，地上的土地、交通、建筑、植被等，形成與現實世界一致的三維立體空間框架。在單體建筑方面，可以利用三維城市規劃系統，可以在仿真的城市場景中實時互動地評估與分析規劃方案，為規劃管理者提供更加直觀與科學的依據。在整體方面，結合歷史及規劃數據，可以看到整個城市演變的歷程以及城市未來的面貌，為空間規劃提供支撐。

三維GIS地上地下一體化分析

7.天際線分析

天際線是我國城市規劃中重要的控制指標之一，天際線的優美程度主要依靠專家的經驗來確定，缺乏科學的、先進的輔助手段，具有主觀隨意性。同時天際線是具有三維空間特征的指標，將其放入三維場景下進行定量分析，實現天際線的提取，在城市規劃中具有較大的理論意義和實用價值。

8.隧道挖掘分析

交通是連接城市的重要紐帶，也是為城市發展運送人流、物流的重要通道。一條山路，貫通的是山，縮短的是城市之間的距離。但對于隧道挖掘占用的自然資源面積該怎么樣計算呢？由于隧道和自然資源在二維的投影上是相交的，實際上占用的面積并非等于相交的面積。以三維的方式，建立穿山隧道模型，實現二三維的對比分析，為自然資源的占用情況提供準確分析結果。

三維對比分析隧道模型

9.滑坡災害分析

我國地形復雜、山高谷深、溝壑縱橫，地質條件復雜，地質災害容易發生?？筛鶕叱虜祿?/span>三維地形建模 成果，利用坡度分析功功能，快速、全面、準確的找到地質災害風險點，為水土保持提供決策和監管參考。

三維分析滑坡災害