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        多源異構(gòu)的城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)整理研究

        2014-02-08 09:32:20曹健金鑫余曉波
        城市勘測(cè) 2014年2期
        關(guān)鍵詞:宗地數(shù)據(jù)格式界址

        曹健,金鑫,余曉波

        (1.大連市勘察測(cè)繪研究院有限公司,遼寧大連 116021;2.武漢市測(cè)繪研究院,湖北武漢 430022)

        1 背景

        城鎮(zhèn)地籍調(diào)查是在充分利用已有資料的基礎(chǔ)上,根據(jù)土地調(diào)查的相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),調(diào)查清楚項(xiàng)目區(qū)宗地的權(quán)屬、土地利用等信息,進(jìn)行地籍測(cè)量、地籍圖繪制、面積量算等工作,最后建立城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫[2]。所以在項(xiàng)目開展的過程中,會(huì)產(chǎn)生大量的多源異構(gòu)的城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù):已有的資料中包括宗地及土地利用相關(guān)信息數(shù)據(jù)(GIS格式或CAD格式)、現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的地形圖數(shù)據(jù)(GIS格式或者CAD格式)、現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的影像圖數(shù)據(jù)(Tiff格式或Jepg等)、登記發(fā)證數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)表格式或者紙質(zhì)文檔)等;實(shí)地調(diào)查過程中的宗地?cái)?shù)據(jù)(紙質(zhì)地籍調(diào)查表及CAD格式的宗地?cái)?shù)據(jù))、地形圖數(shù)據(jù)(CAD格式)。這些數(shù)據(jù)在整理的過程中可以歸納為三類數(shù)據(jù),即空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、事物數(shù)據(jù)[3]。空間數(shù)據(jù)是指與空間地理位置相關(guān)的宗地、地類圖斑、界址點(diǎn)等地籍相關(guān)數(shù)據(jù),房屋、測(cè)量控制點(diǎn)、行政區(qū)界線等地形相關(guān)數(shù)據(jù);屬性數(shù)據(jù)主要包括地籍調(diào)查表、權(quán)利人信息、權(quán)屬調(diào)查記事、界址標(biāo)示表、指界表、土地抵押信息、他項(xiàng)權(quán)利信息等;事務(wù)數(shù)據(jù)主要包括辦公過程中形成的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),比如各種掃描件,審批流程信息等。

        這些大量的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行整合,需要解決多源坐標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合、異構(gòu)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的屬性及拓?fù)潢P(guān)系處理以及數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查等問題,形成符合文獻(xiàn)[1]要求的數(shù)據(jù)。城鎮(zhèn)地籍調(diào)查項(xiàng)目時(shí)間緊、任務(wù)重,急需數(shù)據(jù)整理的高效率解決方案?;诖耍P者在Visual Studio開發(fā)環(huán)境下,基于ArcGIS Engine、AutoCAD、Microsoft Excel等二次開發(fā)平臺(tái),完成了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合方案。

        2 設(shè)計(jì)思路及整體框架

        該方案主要包括4部分,即多源坐標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合、異構(gòu)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)屬性及拓?fù)潢P(guān)系處理、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查及入庫。整體框架圖如圖1所示:

        圖1 多源異構(gòu)城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)整理整體框架圖

        多源坐標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合:將ArcGIS格式及AutoCAD格式數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,達(dá)到整合多源坐標(biāo)系統(tǒng)地籍?dāng)?shù)據(jù)的目的。

        異構(gòu)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換:在Visual Stutio中,基于ArcGIS Engine開發(fā)平臺(tái)通過將AutoCAD格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Arc-GIS格式數(shù)據(jù),并且對(duì)需要構(gòu)面的要素進(jìn)行構(gòu)面處理。

        數(shù)據(jù)屬性及拓?fù)潢P(guān)系處理:在Visual Stutio中,基于ArcGIS Engine、Microsoft Excel開發(fā)平臺(tái)對(duì)GIS數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系建立、接邊處理、圖形與屬性掛接等工作。

        數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查:在 Visual Stutio中,基于 ArcGIS Engine、Microsoft Excel開發(fā)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,并將其中的錯(cuò)誤返給作業(yè)員便于及時(shí)修改,保證入庫成果的質(zhì)量。

        3 方案實(shí)踐

        3.1 多源坐標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合

        圖2 多源異構(gòu)城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)整理流程圖

        (1)解求七參數(shù)

        七參數(shù),即兩個(gè)空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換的參數(shù),包括3個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)角、3個(gè)坐標(biāo)增量和1個(gè)尺度因子。解求七參數(shù),需要至少已知3個(gè)以上同名公共點(diǎn)在源坐標(biāo)系以及目標(biāo)坐標(biāo)系下的空間直角坐標(biāo)(X,Y,Z)。通過嚴(yán)密平差法,來獲得兩個(gè)空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換的七參數(shù)[4]。坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的精度,完全取決于七參數(shù)的精度,在解求七參數(shù)時(shí)需要進(jìn)行嚴(yán)格的迭代、驗(yàn)證。

        (2)進(jìn)行數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換

        AutoCAD格式數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:在Visual Studio中,利用AuotoCAD的類庫,讀取數(shù)據(jù),遍歷數(shù)據(jù)中的每一個(gè)對(duì)象,獲得其坐標(biāo)串,利用七參數(shù)將對(duì)象的坐標(biāo)串按照式(1)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,求得在目標(biāo)坐標(biāo)系統(tǒng)下的坐標(biāo)串,將此對(duì)象的坐標(biāo)串信息修改為目標(biāo)坐標(biāo)系統(tǒng)下的坐標(biāo)串,即可完成數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。

        ArcGIS格式數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:利用AutoCAD格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的思路可以完成ArcGIS格式數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。當(dāng)然也可以利用現(xiàn)成的工具:ArcToolbox提供了一種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方式,先建立自定義地理坐標(biāo)變換,設(shè)置兩套坐標(biāo)系統(tǒng)的參數(shù)及轉(zhuǎn)換參數(shù),自定義坐標(biāo)變化方法選擇COORDINATE_FRAME,然后就可以進(jìn)行矢量和柵格數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換了。

        3.2 異構(gòu)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

        (1)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

        在ArcGIS Engine中,可以利用CadWorkspaceFactory,也可以加載AutoCAD的類庫來讀取AutoCAD數(shù)據(jù),然后利用 ArcGIS Engine的 CreateFeature方法[5],完成異構(gòu)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

        (2)要素構(gòu)面

        對(duì)需要構(gòu)面的要素如宗地、地類圖斑、綠地、房屋等,利用ArcGIS Engine平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)面處理。在ArcGIS Engine中,構(gòu)面有兩種方式:已知首尾閉合的點(diǎn)的集合,這種情況采用IPointCollection接口,將其初始化成為PolygonClass對(duì)象,將點(diǎn)的集合添加到該IPointCollection中,即可生成面狀圖形;已有多條線,利用多條線進(jìn)行構(gòu)面,這種情況需要采用 ConstructPolygons-FromFeatures方法來完成。在生產(chǎn)過程中,需根據(jù)數(shù)據(jù)的實(shí)際情況進(jìn)行靈活選擇。

        3.3 數(shù)據(jù)的屬性及拓?fù)潢P(guān)系處理

        (1)拓?fù)潢P(guān)系建立

        地籍?dāng)?shù)據(jù)存在嚴(yán)格的拓?fù)潢P(guān)系,比如界址點(diǎn)在界址線上、宗地被界址線覆蓋等拓?fù)潢P(guān)系,如圖3所示。建立拓?fù)潢P(guān)系即通過采集的宗地圖層數(shù)據(jù)生成自動(dòng)生成界址點(diǎn)、界址線圖層數(shù)據(jù),或者通過采集的界址點(diǎn)圖層數(shù)據(jù)生成界址線和宗地圖層數(shù)據(jù),減少數(shù)據(jù)整理的工作量及出錯(cuò)的幾率,進(jìn)而提高工作效率及保證成果的質(zhì)量。

        圖3 宗地、界址點(diǎn)、界址線拓?fù)潢P(guān)系圖

        (2)接邊處理

        在進(jìn)行數(shù)據(jù)整理中,會(huì)經(jīng)常遇到接邊問題,數(shù)據(jù)的接邊問題經(jīng)常會(huì)耗費(fèi)大量的人力。在本方案中,利用ArcGIS Engine進(jìn)行地物的接邊處理,充分利用對(duì)象的屬性條件和空間位置關(guān)系,避免地物的重復(fù)匹配,設(shè)計(jì)合理的算法來提高接邊的效率[6]。圖4為接邊前后建筑物圖層的數(shù)據(jù)對(duì)照。

        圖4 接邊前后建筑物圖層的數(shù)據(jù)對(duì)照

        (3)圖形與屬性的掛接

        在城鎮(zhèn)地籍調(diào)查項(xiàng)目中,外業(yè)權(quán)屬調(diào)查人員在外業(yè)設(shè)置界址點(diǎn)、繪制宗地草圖,調(diào)查宗地的各種屬性因子,填寫地籍調(diào)查表。在內(nèi)業(yè)處理中,地籍調(diào)查表一般是形成Excel表格,而宗地、房屋等一般生成AutoCAD格式的圖形數(shù)據(jù)。在前面的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換過程中,已經(jīng)將其轉(zhuǎn)換成ArcGIS格式數(shù)據(jù),所以進(jìn)行地籍?dāng)?shù)據(jù)整理時(shí)還需要完成圖形與屬性的掛接工作,嚴(yán)格按照文獻(xiàn)[1]的要求,建立圖形與屬性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。拿宗地圖層來說,采用地籍號(hào)作為關(guān)鍵字段,將Excel格式的地籍調(diào)查表中的數(shù)據(jù)填寫到宗地圖層的屬性字段中,全自動(dòng),無需人工處理。

        3.4 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與入庫

        根據(jù)文獻(xiàn)[1],數(shù)據(jù)檢查主要包括圖形檢查、屬性檢查、圖屬一致性檢查和拓?fù)潢P(guān)系檢查4個(gè)方面:圖形檢查主要是對(duì)數(shù)據(jù)采集和編輯過程中出現(xiàn)的幾何偏差進(jìn)行檢查,如偽節(jié)點(diǎn)、懸掛點(diǎn)、線重合、線自相交、面不封閉、面重復(fù)、圖斑覆蓋等現(xiàn)象;屬性檢查主要包括必填項(xiàng)為空、屬性項(xiàng)值域檢查等;圖屬一致性檢查是根據(jù)空間、屬性之間的邏輯關(guān)系,進(jìn)行自動(dòng)的邏輯檢查;拓?fù)錂z查主要是對(duì)各種圖形要素圖層之間的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行檢查。最后將通過檢查的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等錄入城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫中。

        4 結(jié)論

        在Visual Studio開發(fā)環(huán)境下,基于ArcGIS Engine、AutoCAD、Microsoft Excel等二次開發(fā)平臺(tái),開發(fā)了一套數(shù)據(jù)整理軟件,解決了多源坐標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合、異構(gòu)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的屬性及拓?fù)潢P(guān)系處理以及數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查等實(shí)際問題。該軟件在第二次土地調(diào)查項(xiàng)目中得到成功應(yīng)用,提高了工作效率,保證了成果質(zhì)量;部分模塊“城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、檢查及一體化建庫軟件”和“不同坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換應(yīng)用軟件”獲得國家版權(quán)局頒發(fā)的軟件著作權(quán)證書。

        [1]TD/T1015-2007.城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)[S].

        [2]TD/T 1014-2007.第二次全國土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程[S].

        [3]陳紅艷,于曉峰,李曉燕等.城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫建設(shè)及發(fā)展趨向[J].測(cè)繪通報(bào),2010(7):75~77.

        [4] 曹健,王晏彬,盧云輝.基于七參數(shù)的AutoCAD數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方案研究[J].城市勘測(cè),2012(5):109~111.

        [5]曹健,李國忠,黃金華等.基于ArcEngine的CAD數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)解決方案的研究[J].城市勘測(cè),2010(1):22~24.

        [6]曹健,李國忠,徐效波等.基于ArcGIS Engine的多幅數(shù)字地形圖接邊算法研究[J].測(cè)繪與空間地理信息,2010(2):76~79.

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