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Land:深圳大学智慧城市研究院科研团队 国土空间立体化的新理解:国际标准驱动的城市低空交通空间语义模型

  Land:深圳大学智慧城市研究院科研团队 国土空间立体化的新理解:国际标准驱动的城市低空交通空间语义模型。论文标题:Modeling the Urban Low-Altitude Traffic Space Based on the Land Administration Domain Model—Case Studies in Shenzhen, China

   论文链接:https://doi.org/10.3390/land1312206

   期刊名:Land

   期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/land

   一、研究背景与意义

   随着城市土地资源日趋紧张,城市的低空空间作为新兴三维资源,在物流配送、载人交通、旅游观光等场景中应用激增。然而,低空利用活动涉及跨部门管理、空域边界模糊、空间表达复杂等挑战,传统二维土地管理难以有效覆盖。2020年起国际开始探讨并提出三维土地管理系统 (3D Land Administration System)的理念,平面的土地认知已经转向孪生的立体空间理解。低空空域既贴近地表,又衔接传统空域;既是一个空间过渡带,又是一个空间模糊带。理清土地立体化背景下的低空概念,支持空地协同、一体化发展与管理,具有重要意义。

   基于上述背景,本研究由深圳大学智慧城市研究院 (郭仁忠院士领衔) 李程鹏博士与赵志刚副教授团队成员共同开展。团队以城市低空交通这一典型低空空域利用活动为切入点,以国际标准ISO-19152土地管理域模型 (LADM,Land Administration Domain Model) 为基础,首次系统构建低空交通空间的语义模型,并以深圳为案例验证其可行性,为低空资源数字化治理提供新范式。

a)低空物流配送 b) 空中的士

   图1 深圳市以交通为主要活动的低空利用

   二、核心问题与方法创新

   1. 现行政策解析低空-地表管理边界识别

   我们整理了低空交通相关的中国政策文件 (包括交通、高层建筑和土地管理),根据政策文件中的重要定义,提出柔性混合边界概念,将低空管理空间划分为三类:

   •独立空间:由空域管理部门独立管辖 (如管制空域等);

   •共管空间:土地与空域部门协同管理 (如高层建筑周边等);

   •干预空间:一方授权另一方行使管理权 (如机场起降区等)。

   边界的动态调整通过硬边界 (政策规则,如300米限高)、软边界 (如结合实际建筑灵活调整) 和特殊边界 (如机场垂直限制) 实现。

   图2 空间管理边界结构

   2. 基于LADM实施的语义模型

   国际标准ISO-19152已经发展多年,形成了稳定结构,本研究通过现行政策解析出的核心概念,以LADM的核心类为基础,扩展低空空域描述的专属要素:

   •Party:涵盖个人、企业、管理单位等权利主体;

   •RRR:定义低空通行权、限制与责任 (如飞行信息服务);

   •管理单元:整合交通管理局、空管中心等跨部门职能;

   •空间单元:建模飞行走廊、禁飞区等三维实体。

   图3 飞行通道的核心概念层

   三、典型案例与实证分析

   多案例论证是本研究的重点,我们汇集了空中的士、低空观光、低空物流三类案例。

   案例1:eVTOL空中出租车 (深圳-珠海跨城航线)

   •场景:连接深圳蛇口与珠海九州港,行程由90分钟缩短至20分钟。

   •建模:飞行路径定义为浮动三维空间 (海拔100-300米),需联合空管、海事部门审批。

   •关键发现:通过LADM明确权责关系,解决跨行政区域协同问题。

   图4 空中的士实例

   案例2:低空观光 (深圳湾至福田区环线)

   •场景:穿越平安大厦 (599.1米) 等高层建筑群,涉及建筑安全与公共空间管理。

   •建模:固定飞行走廊 (限高500米) 需规避学校等密集区,体现空间相邻约束。

   •意义:验证LADM在复杂城市场景中对空间关系的动态表达能力。

   图5 低空观光实例

   案例3:无人机物流配送 (星河公园片区)

   •场景:美团无人机配送网络,覆盖多个三维地块。

   •建模:飞行廊道由公共空域与私有地块组合而成,需获得地权人许可。

   •创新:提出空间单元组概念,解决多地块跨越多重权限的难题。

   图6 低空物流实例

   四、研究结论与展望

   我们通过LADM框架成功实现了低空交通空间的语义描述与三维表达,以实现多维语义在数据库层面的概念统一,实例证实我们所提出的语义模型具有如下效能:

   •权责清晰化:明确空域使用中的权利、限制与责任;

   •管理协同化:破解土地与空域管理部门的分割问题;

   •空间精准化:通过柔性边界适应动态变化的低空活动。

   未来,我们将通过更多实际案例持续探索LADM框架的改进和扩容,如低空与地下、海洋空间等的关联空间建模等,并且推动全空间资源管理理念落地。本研究为智慧城市低空经济发展提供了关键理论工具,也为全球类似城市的三维土地管理实践提供中国方案。

   Li, C.; Zhao, Z.; Chen, Y.; Zhu, W.; Qiu, J.; Jiang, S.; Guo, R. Modeling the Urban Low-Altitude Traffic Space Based on the Land Administration Domain Model—Case Studies in Shenzhen, China. Land 2024, 13, 2062.

   Land 期刊介绍

   主编:Christine Fürst, University of Halle, Germany

   期刊创刊于2012年,期刊涵盖土地系统科学、地表景观、土壤和水、城乡发展、土地与气候相互作用、水-能源-土地-食物纽带关系 (WELF)、生物多样性研究和健康关系、土地建模和数据处理、生态系统服务以及多功能性等研究,并致力于人类可持续发展。现已被 Scopus、SSCI、AGRICOLA、AGRIS、GeoRef、RePEc 等多个关键数据库收录,5-Year Impact Factor: 3.4 (2024)。

   2024 Impact Factor 3.2 2024 CiteScore 5.9 Time to First Decision 17.5Days Acceptance to Publication 2.5Days
来源:Land

Land:深圳大学智慧城市研究院科研团队 国土空间立体化的新理解:国际标准驱动的城市低空交通空间语义模型

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