CN114328790A - 一种数字孪生城市的资源数据建库管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地理信息技术领域，尤其涉及一种数字孪生城市的资源数据建库管理方法，包括(1)三维模型构建；(2)标准地名地址数据矢量空间化；(3)法人数据矢量空间化；(4)房屋基底数据矢量空间化；(5)一体化建设。本发明以基础地理信息库、法人数据、不动产数据为数据基础，通过空间化、标准化、数据比对、整合、关联、数据统一等处理加工流程，实现了实现跨业务、多源、多时相、多类型的数据的一体化组织和管理，形成了一套全关联的城市空间化数据库；并且通过空间坐落信息，实现了二维平面与三维单体模型的关联及二三维数据的一体化管理。

Description

一种数字孪生城市的资源数据建库管理方法

技术领域

本发明属于地理信息技术领域，尤其涉及一种数字孪生城市的资源数据建库管理方法。

背景技术

新型智慧城市要创新基于大数据决策的城市治理新模式，用信息化手段更好感知社会态势、畅通沟通渠道、辅助决策施政。民众需要更加智慧的政务公共服务与生活服务，需要更加高效的服务型政府。

数字孪生城市是效能全面革新的线上服务场景，是新型智慧城市建设的关键之举，将二维空间底图、三维虚拟城市建模和空间数据融合成果结合起来，以三维可视化形式在虚拟城市中呈现城市的静态和动态信息，在场景设置、业务流程、服务效能等方面，全面重现并超越现实场景，形成大数据应用的全新线上服务场景；有利于提高政府效率和透明度，降低制度性交易成本，助力深化简政放权、放管结合、优化服务改革。如何实现二维空间底图、三维虚拟城市建模和空间数据融合成果结合是建设数字可视化孪生城市亟需解决的问题。

申请号为CN202110887356.1的专利公开了一种基于CIM的可视化平台，包括：数据处理模块，用于基础数据的汇聚与管理，将多源数据融合并管理；数据存储模块，用于存储CIM数据，包括二维空间数据、三维空间数据和业务数据；数据发布模块，用于区分所述二维空间数据、所述三维空间数据和所述业务数据并分别发布；平台可视化模块，将所述二维空间数据和所述三维空间数据一体化、显示一体化、分析一体化、服务发布一体化。所述数据处理模块中，对同一类型的数据服务进行聚合处理；对不同类型数据进行关联；在对不同类型数据进行关联时，根据唯一字段，将三维模型与二维数据(二维空间数据包括基础地理信息数据)进行图形、属性数据的关联，对历史数据进行治理、挂接，并将所有数据转换成2000国家大地坐标系，并对三维模型校正模型位置，建设二维、三维一体化的数据体系。所述三维空间数据包括三维模型，所述三维模型由点云模型、倾斜摄影测量模型、手工建模模型、BIM模型中的一个或多个组成。所述数据发布模块中，业务数据中的IOT数据通过后台接口的形式实时推送发布，不需要实时更新的数据通过唯一属性字段挂接到三维模型上，以使这些数据与三维场景融合。

上述专利公开了一种将二维数据(基础地理信息数据库)与三维模型进行图形、属性关联，建设二维数据、三维数据(三维模型)一体化的数据体系。但是该专利是通过赋予唯一字段将二维数据与三维模型进行关联，这个赋予的关联字段不具任何含义；在后期应用过程中需要维护更新数据时，通过这个无含义字段无法快速准确定位到需要维护更新的三维数据点进行删除、修改、增加。因此，上述专利提供的二维数据、三维数据一体化建设方法不利于数据的联动维护及更新。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种数字孪生城市的资源数据建库管理方法，具体是通过以下技术方案实现的：

一种数字孪生城市的资源数据建库管理方法，包括以下步骤：

(1)三维模型构建：采取城市空间的激光点云数据和倾斜影像自动建成三维模型；

(2)标准地名地址数据矢量空间化：将标准地名地址数据库、不动产登记数据、行政区划数据、规划现状数据、自然资源地理空间数据进行融合关联，融合后整合到基础空间数据库中；

(3)法人数据矢量空间化：以标准地名地址数据库为桥梁，对法人库进行空间化处理，并融合基础地理信息库，形成统一标准的法人空间数据库；

(4)房屋基底数据矢量空间化：以基础地理信息库为标准，将不动产数据进行提取、转换后，与基础地理信息库中现状建筑物整合，形成房屋基底数据库；

(5)一体化建设：将房屋基底数据库、法人空间数据库进行关联；将三维模型与房屋基础数据库进行匹配。

优选地，所述步骤(2)，融合关联具体包括以下过程：

(2.1)网格划分：将城乡社区、行政村及其他特定空间区域划分为可以无缝聚合的网格单元，每一个基础网格赋予唯一的编码，并基于空间坐标实现基础网格数据的精准落图；

(2.2)建筑物构面与核查：以地理空间框架数据为基础，利用高清影像数据以及相关部门提供的地名地址数据进行建筑物构面生产，基于空间坐标实现建筑物数据的精准落图；

(2.3)标准化清洗：归集各类结构化数据；按照标准规范中规定的地址分节标准进行数据分节，生成清洗库；对清洗库中的每一条标准地名地址描述赋予一个唯一的地址编码，生成编码库；编码库的数据导入基础空间数据库，生成标准地名地址关联数据；

(2.4)融合关联:以多部门地名地址数据关联融合、地名地址空间化落图为手段，建立融合成果数据与原始数据之间的血缘关系，形成一地一码多名多址的空间数据结构。

优选地，所述步骤(3)，空间化处理方法为：采用地理编码服务技术将法人数据中的地址描述与标准地名地址库中的地址信息进行匹配，匹配成功后将库中要素的空间坐标传递给与其匹配的法人数据，实现空间化。

优选地，所述步骤(3)，法人空间数据库的建立还包括：将空间化的法人数据与房屋基底数据做空间落图进行关联编码，并利用不动产数据中的分户数据进行展点，形成全关联；然后利用三维模型进行高程赋值。

优选地，所述步骤(4)，房屋基底数据矢量空间化具体包括以下过程：

(4.1)信息提取：提取不动产登记数据库中自然幢数据及户信息数据，保留自然幢图形信息以及与之关联的部分属性信息；

(4.2)标准转换：依据《不动产登记数据库标准》、《基础地理信息数据库标准》对提取数据进行转换；

(4.3)清洗、对比：将自然幢图形数据与基础地理信息数据库中现状建筑物图形数据进行清理、比对，根据图形位置整合建筑物图形数据；

(4.4)属性整理：整理户信息数据，保留空间信息以及与之相关联的属性信息，获得楼盘表，包括户信息、登记信息、权利人信息；

(4.5)楼盘表挂接：通过自然幢号与户的关联关系，建立楼盘表与建筑物图形信息空间关系，形成房屋基底数据库。

优选地，所述步骤(5)，关联方法为：将法人空间数据库的信用代码属性与房屋基底数据库的楼盘表进行匹配。

优选地，所述步骤(5)，房屋基底数据库通过空间坐落信息与三维模型匹配。

本发明的有益效果在于：

1.本发明以基础地理信息库、法人数据、不动产数据为数据基础，通过空间化、标准化、数据比对、整合、关联、数据统一等处理加工流程，实现了实现跨业务、多源、多时相、多类型的数据的一体化组织和管理，形成了一套全关联的城市空间化数据库。

2.本发明提供的方法以地名地址的空间坐落信息为桥梁，实现了二维平面与三维单体模型的关联及二三维数据的一体化管理；融合关联后的房屋基底数据库可以快速准确实现基础地理信息数据、不动产登记数据与房屋基底数据之间的联动维护与更新，大大提高了数据的管理、更新效率，降低了人工管理成本。

附图说明

图1为本发明资源数据库的空间矢量化流程图。

图2为本发明房屋基底数据矢量化、关联流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

一种数字孪生城市的资源数据建库管理方法，包括以下步骤：

一、三维模型构建

1、数据收集

收集城市的主要建筑、标志性建筑、重点景观的倾斜影像；利用航空摄影采集激光点云数据，包括：定位定向数据(POS数据)：差分GPS数据、IMU数据；激光扫描测距数据：测距数据、扫描角度、回波强度图像；检校数据：系统参数(仪器安置参数)；定标数据。

2、模型构建

利用激光点云数据和倾斜影像自动构建三维模型。

二、标准地名地址数据矢量空间化

将标准地名地址数据库、不动产登记数据、行政区划数据、规划现状数据、自然资源地理空间数据进行融合关联，融合成果整合到基础空间数据库中；具体过程如下：

1、网格划分

将城乡社区、行政村及其他特定空间区域划分为可以无缝聚合的网格单元，作为空间数据的管理单元，为每一个基础网格赋予唯一的编码，并基于空间坐标实现基础网格数据的精准落图。

2、建筑物构面与核查

以地理空间框架数据为基础，利用高清影像数据以及各个部门提供的地名地址数据进行建筑物构面生产，并基于空间坐标实现建筑物数据的精准落图。作业单位将到幢建筑物面以分布图的形式分拆至各镇街，以镇街为单位核查管辖区域内拆迁区域以及新增建筑房屋现状情况。

3、地址标准化清洗

地址标准化清洗包括数据汇聚、数据清洗、数据编码阶段和数据成果。

数据汇聚阶段需归集各类结构化数据，数据来源包括：采集的数据、各部门经过汇聚核查的源地址数据及第三方应用推送的救济地址。

数据清洗阶段主要是对汇聚来的数据进行标准化清洗，按照标准规范中规定的地址分节标准进行数据分节，生成清洗库。

数据编码阶段是将清洗库中已分节的地址数据按照标准规范中规定的地址编码规范进行数据编码，为每一条标准地名地址描述赋予一个唯一的地址编码，生成编码库。将编码库的数据导入基础地理空间数据库，生成标准地名地址关联数据。

4、空间化融合形成一地一码多名多址

以建筑物全生命周期管理为指导，以多部门地名地址数据关联融合、地名地址空间化落图为手段，建立融合成果数据与原始数据之间的血缘关系，形成一地一码多名多址的空间数据结构。

三、法人数据矢量空间化

以标准地名地址数据库为桥梁，对法人库进行空间化处理，并融合基础地理信息库，形成统一标准的法人空间数据库；具体过程如下：

1、法人数据收集

收集城市法人数据(文本类数据)，包含单位名称、法人、信用代码、企业地址、单位性质。

2、数据预检

检查法人数据的属性字段内容检查和属性字段缺失检查。

3、预处理

将地址字段内容进行规范性处理，以提高数据匹配率。

4、空间化

使用正向地理编码服务匹配对原始地址进行空间化匹配，返回平台匹配地址及空间位置坐标。

5、数据质检

检查空间化数据的空间位置检查和属性字段内容检查。

6、标记数据

现阶段暂无法进行空间化的数据，后续丰富地名地址库后进行处理。

7、信息落图

将空间化的法人数据进行与房屋基底数据做空间落图并进行关联编码，并利用不动产数据中的分户数据进行展点，形成全关联的一套数据库。

7、三维展点

将二维场景下完成后的法人数据，利用三维模型进行高程赋值。

四、房屋基底数据矢量空间化

以基础地理信息库为标准，将不动产数据进行提取、转换后，与基础地理信息库中现状建筑物整合，形成房屋基底数据库；如图所示，具体过程如下：

1、信息提取

提取不动产登记数据库中自然幢数据及户信息数据，并进行整理；对自然幢空间数据进行整理时，保留自然幢图形信息以及与之关联的部分属性信息，包括不动产单元号、楼幢坐落、建筑物名称、用途；对户信息进行整理时，保留房屋坐落、用途、面积、房屋分户图、登记业务全过程数据及权利人信息(权利人名称、证件号)。

2、数据转换

依据《不动产登记数据库标准》及《基础地理信息数据库标准》，按照既定的数学基础、数据格式、数据结构要求，完成不动产数据的转换；针对残缺的核心信息，通过补测、补录、完善等方式对信息进行补录，保证数据完整性。

3、建筑物图形整合

将不动产登记数据库中自然幢图形数据与基础地理信息数据库中建筑物图形数据进行清理、比对，根据图形位置整合建筑物图形数据。

4、属性整理

整理房屋销售、登记的空间数据，保留自然幢等空间信息以及与之相关联的属性信息。整理获得楼盘表，包括户信息、登记信息、权利人信息三方面。

1)住户信息

层号、坐落、面积单位、实际层、名义层、户号、室号部位、户型、户型结构、房屋用途、建筑面积、分摊土地面积、独用土地面积、房屋类型、房屋性质、状态、房地产平面图等信息。

2)登记信息

业务号、登记原因、土地使用权人、土地使用面积、土地使用期限、房地产交易价格、规划用途、房屋性质、房屋结构、所在层/总层数、建筑面积、专有建筑面积、分摊建筑面积、竣工时间、房屋所有权证号、登记时间、登簿人、附记等信息。

3)权利人信息

房屋所有人、证件种类、证件号、共有情况、权利人类型、登记类型。

5、楼盘表挂接

通过自然幢号与户的关联关系，建立楼盘表与建筑物图形信息空间关系，形成房屋基底数据库。

五、一体化建设

将法人空间数据库的信用代码属性与房屋基底数据库的楼盘表进行匹配。将房屋基底数据库通过空间坐落信息与三维模型匹配。

在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。

Claims (7)

1.一种数字孪生城市的资源数据建库管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)三维模型构建：采用城市空间的激光点云数据和倾斜影像自动建成三维模型；

(2)标准地名地址数据矢量空间化：将标准地名地址数据库、不动产登记数据、行政区划数据、规划现状数据、自然资源地理空间数据进行融合关联，融合后整合到基础空间数据库；

(3)法人数据矢量空间化：以标准地名地址数据库为桥梁，对法人库进行空间化处理，并融合基础地理信息库，形成统一标准的法人空间数据库；

(4)房屋基底数据矢量空间化：以基础地理信息库为标准，将不动产数据进行提取、转换后，与基础地理信息库中现状建筑物整合，形成房屋基底数据库；

(5)一体化建设：将房屋基底数据库、法人空间数据库进行关联；将三维模型与房屋基础数据库进行匹配。

2.如权利要求1所述的数字孪生城市的资源数据建库管理方法，其特征在于，所述步骤(2)，融合关联具体包括以下过程：

(2.1)网格划分：将城乡社区、行政村及其他特定空间区域划分为无缝聚合的网格单元，每一个基础网格赋予唯一编码，并基于空间坐标实现基础网格数据的精准落图；

(2.2)建筑物构面与核查：以地理空间框架数据为基础，利用高清影像数据以及相关部门提供的地名地址数据进行建筑物构面生产，基于空间坐标实现建筑物数据的精准落图；

(2.3)标准化清洗：归集各类结构化数据；按照标准规范进行数据分节，生成清洗库；对清洗库中的每一条标准地名地址描述赋予一个唯一的地址编码，生成编码库；编码库的数据导入基础空间数据库，生成标准地名地址关联数据；

(2.4)融合关联:以多部门地名地址数据关联融合、地名地址空间化落图为手段，建立融合成果数据与原始数据之间的血缘关系，形成一地一码多名多址的空间数据结构。

3.如权利要求1所述的数字孪生城市的资源数据建库管理方法，其特征在于，所述步骤(3)，空间化处理方法为：采用地理编码服务技术将法人数据中的地址描述与标准地名地址库中的地址信息进行匹配，匹配成功后将库中要素的空间坐标传递给与其匹配的法人数据，实现空间化。

4.如权利要求1所述的数字孪生城市的资源数据建库管理方法，其特征在于，所述步骤(3)，法人空间数据库的建立还包括：将空间化的法人数据与房屋基底数据做空间落图进行关联编码，并利用不动产数据中的分户数据进行展点，形成全关联；然后利用三维模型进行高程赋值。

5.如权利要求1所述的数字孪生城市的资源数据建库管理方法，其特征在于，所述步骤(4)，房屋基底数据矢量空间化具体包括以下过程：

(4.1)信息提取：提取不动产登记数据库中自然幢数据及户信息数据，保留自然幢图形信息以及与之关联的部分属性信息；

(4.2)标准转换：依据数据库标准规范对提取数据进行转换；

(4.3)清洗、对比：将自然幢图形数据与基础地理信息数据库中现状建筑物图形数据进行清理、比对，根据图形位置整合建筑物图形数据；

(4.4)属性整理：整理户信息数据，保留空间信息以及与之相关联的属性信息，获得楼盘表，包括户信息、登记信息、权利人信息；

(4.5)楼盘表挂接：通过自然幢号与户的关联关系，建立楼盘表与建筑物图形信息空间关系，形成房屋基底数据库。

6.如权利要求1所述的数字孪生城市的资源数据建库管理方法，其特征在于，所述步骤(5)，关联方法为：将法人空间数据库的信用代码属性与房屋基底数据库的楼盘表进行匹配。

7.如权利要求1所述的数字孪生城市的资源数据建库管理方法，其特征在于，所述步骤(5)，房屋基底数据库通过空间坐落信息与三维单体模型匹配。

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