孫影,李春光

(濟(jì)南市房產(chǎn)測繪研究院，山東 濟(jì)南　250001)

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GIS空間數(shù)據(jù)拓?fù)溥\(yùn)算在房產(chǎn)測繪中的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)

孫影,李春光

(濟(jì)南市房產(chǎn)測繪研究院，山東 濟(jì)南250001)

房屋外半墻面積是房屋分?jǐn)偯娣e的重要組成部分，其精度高低直接影響房產(chǎn)測繪成果數(shù)據(jù)的實(shí)用性。該文以自主開發(fā)的房產(chǎn)測繪軟件平臺作為依托，依據(jù)GIS空間數(shù)據(jù)拓?fù)溥\(yùn)算對房產(chǎn)測繪中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)出一種僅由矢量數(shù)據(jù)參與空間數(shù)據(jù)拓?fù)溥\(yùn)算的技術(shù)路線，巧妙地規(guī)避了房屋外半墻面積計(jì)算中的一般性及特殊性問題，提高了工作效率，節(jié)省了作業(yè)時(shí)間，更重要的是提高了面積測算精度，取得了良好的運(yùn)算效果。

房產(chǎn)測繪；地理信息;GIS空間數(shù)據(jù)；拓?fù)溥\(yùn)算

引文格式：孫影,李春光.GIS空間數(shù)據(jù)拓?fù)溥\(yùn)算在房產(chǎn)測繪中的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)[J].山東國土資源，2015，31(9)：86-89.SUN Ying, LI Chunguang.Application and Implementation of GIS Spatial Data Topological Operation in Real Estate Surveying and Mapping[J].Shandong Land and Resources,2015，31(9)：86-89.

0　引言

房產(chǎn)測繪是一種特殊的測繪活動，它涉及到千家萬戶的利益。外半墻是指建筑物各層最外圍結(jié)構(gòu)墻體中線至外墻皮所圍合的面積，并計(jì)入該幢建筑物的共有建筑面積[1]。房產(chǎn)測繪中外半墻面積的計(jì)算關(guān)系到房屋建筑面積的精度，當(dāng)代房屋建筑形式越來越復(fù)雜，外半墻的形式也比以往變得更加多樣化。當(dāng)前部分房產(chǎn)測繪軟件算法結(jié)構(gòu)存在一定的漏洞[2]，影響外半墻面積計(jì)算的準(zhǔn)確性，此類成果數(shù)據(jù)的出具對房產(chǎn)市場的穩(wěn)定性埋下一定的隱患。

依據(jù)房產(chǎn)測繪的行業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前流行的各房產(chǎn)測繪軟件的先進(jìn)做法特點(diǎn)，提出一種簡便可行的設(shè)計(jì)思路，僅使用矢量數(shù)據(jù)便可完成房產(chǎn)測繪軟件中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立，算法高效無誤，操作簡單，具有較高的使用價(jià)值。

1　相關(guān)問題及技術(shù)路線設(shè)計(jì)

1.1存在的相關(guān)問題

一般的房產(chǎn)測繪軟件可以滿足常規(guī)形式的外半墻面積計(jì)算，但是對于越來越多樣化的外半墻卻疏漏了相關(guān)算法結(jié)構(gòu)的調(diào)整。如房屋分層圖中不計(jì)算建筑面積的部位需要摳除，而摳除部位可能由于設(shè)計(jì)圖紙的要求需部分設(shè)置外半墻(圖1)。使用當(dāng)前的軟件計(jì)算出此種外半墻的面積為1793.19m2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了正確值，大大縮減了建筑面積的計(jì)算精度，如果未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)后果不堪設(shè)想。

圖1　外墻面積計(jì)算結(jié)果

圖2中所示的情況是外半墻面積生成在建筑物外墻結(jié)構(gòu)中線相反的方位——內(nèi)側(cè)，而正確的做法是外半墻顯示在結(jié)構(gòu)中線外側(cè)。

圖2　外墻面積計(jì)算結(jié)果

類似問題的出現(xiàn)對房產(chǎn)測繪成果數(shù)據(jù)質(zhì)量造成直接影響，更會對房產(chǎn)市場造成間接不利影響。

1.2技術(shù)路線設(shè)計(jì)

1.2.1搜索外墻結(jié)構(gòu)中線

(1)依據(jù)GIS空間數(shù)據(jù)處理中的矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系自動建立搜索層圖內(nèi)所有多邊形[3-4]，并得到組成多邊形的所有有序邊界線矢量集合。

(2)讀取一條邊界線并判斷其是否為兩多邊形的共用邊，判斷為是則舍去此邊界線，否則保留，最終得到符合要求的外墻結(jié)構(gòu)中線的集合,并作為生成外墻邊界線的軸線集。

1.2.2生成外墻邊界線

(1)軸線預(yù)處理。GIS矢量數(shù)據(jù)組織方式能最好的反應(yīng)實(shí)體空間分布特征，數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)存儲的冗余度低，便于進(jìn)行地理空間實(shí)體的網(wǎng)絡(luò)分析，但是并不是所有的原始數(shù)據(jù)都能即時(shí)滿足空間分析的需要。所以，在進(jìn)行空間分析之前先要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理以使數(shù)據(jù)符合要求。在這一步驟中搜索到的外墻結(jié)構(gòu)中線即為生成外墻邊界線的軸線，房產(chǎn)測繪中涉及到的軸線共分為2種：直線和曲線。其中直線包括1條單一的線段或由多條線段組成的折線，曲線分為較多鐘，如圓弧線、橢圓弧線等[5]。直線的處理較為簡單，而曲線則可以通過折線化處理，用合適長度的折線對其進(jìn)行擬合處理，從而將曲線的處理轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€的處理方式。在這一過程中對得到的外墻結(jié)構(gòu)中線集合按照起始點(diǎn)逐條搜索并順序編號，得到有序的矢量軸線集合。

(2)生成組成外墻面的角點(diǎn)集合。循環(huán)遍歷軸線，對于某一折線向量，通過其斜率、起始點(diǎn)及給定的外半墻厚度，構(gòu)造其平行線及通過其中點(diǎn)的垂線。構(gòu)造出的平行線共包括2條，一條在多邊形內(nèi)，一條在多邊形外，通過計(jì)算垂線與2條平行線的交點(diǎn)，判斷交點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)[6]。是，則舍去所屬平行線；否，則保留所屬平行線。以此類推，得到有序的平行線集合。再由平行線順序求交點(diǎn)即可得到組成多邊形外墻面的角點(diǎn)集合。綜上，該算法的技術(shù)路線如圖3所示：

圖3　算法技術(shù)路線

2　算法應(yīng)用及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

該文的研究內(nèi)容所使用的系統(tǒng)是完全通過自有技術(shù)進(jìn)行的底層開發(fā)平臺，不涉及第三方軟件平臺及組件，從框架搭建、類庫、界面到系統(tǒng)功能模塊完全自主開發(fā)，其中的二維部分包括矢量圖形系統(tǒng)和各功能模塊開發(fā)主要由.NET Framework及GDI+的圖形引擎來實(shí)現(xiàn)。

2.1系統(tǒng)用戶界面

系統(tǒng)用戶界面如圖4所示。

2.2 算法實(shí)現(xiàn)代碼

圖4　系統(tǒng)用戶界面

軟件程序編寫過程中根據(jù)技術(shù)路線編寫的算法結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5　系統(tǒng)程序代碼片段

2.3案例實(shí)現(xiàn)

(1)搜索外墻結(jié)構(gòu)中線組成的多邊形。如圖6所示，編號為101的戶室面中，Line0至Line8為外墻結(jié)構(gòu)中線(權(quán)屬界線)，即為符合要求生成外半墻的軸線；Line9至Line12為該戶室的套內(nèi)線。根據(jù)所有的邊線建立多邊形，通過矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系的建立，得到外墻結(jié)構(gòu)中線集合Line0至Line8，其中斜率相同且有共點(diǎn)的直線合并為一條直線，以提高計(jì)算效率，減少數(shù)據(jù)冗余，最終得到軸線集。

圖6　外墻軸線

(2)循環(huán)遍歷多邊形的邊線，生成一條軸線的平行線PL1，PL2及過軸線中點(diǎn)的垂線VL1；根據(jù)直線方程求得平行線與垂線的兩交點(diǎn)為P1，P2，如圖7所示。然后根據(jù)垂線法判斷點(diǎn)P1，P2是否在多邊形內(nèi)[1]，從而舍去多邊形內(nèi)點(diǎn)所屬的平行線，保留符合條件的平行線，最終得到多邊形外的所有平行線集，如圖8所示。

圖7　生成軸線平行線

圖8　保留符合條件的平行線

(3)循環(huán)遍歷平行線集并依次順序求兩相鄰平行線的交點(diǎn)[7]，得到組成外半墻面多邊形的角點(diǎn)并記錄(圖8)。填充外墻面，計(jì)算出本層外半墻面積[8-9]，如圖9所示。

圖9　生成外半墻

2.4一般應(yīng)用

根據(jù)房產(chǎn)測繪行業(yè)特點(diǎn)，選擇了幾種作業(yè)過程中一般的及特殊的層圖，按照這一算法對其外半墻進(jìn)行處理，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)效果如圖10所示：

圖10　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)效果

3　結(jié)論

該文的主要研究內(nèi)容及方向是房產(chǎn)測繪軟件中外半墻面積計(jì)算的算法及實(shí)現(xiàn)，根據(jù)給定的結(jié)構(gòu)中線、外半墻厚度生成外墻邊界線，得到正確的圖形顯示效果及高精度的成果數(shù)據(jù)。其中外半墻面積計(jì)算的技術(shù)路線很好地解決了當(dāng)前流行房產(chǎn)測繪軟件中存在的一般及特殊外墻形式的處理問題，不僅保證了房產(chǎn)測繪面積計(jì)算的高精度，而且為維護(hù)房地產(chǎn)市場的穩(wěn)定性作出貢獻(xiàn)。

[1] GB/T17986.1-2000，房產(chǎn)測量規(guī)范[S].

[2]張池.地理信息系統(tǒng)在房產(chǎn)測繪中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2013,(17):20-23.

[3]胡鵬，游漣，楊傳勇，吳艷蘭.地圖代數(shù)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2002：40-60.

[4]李健.多個(gè)空間區(qū)域間拓?fù)潢P(guān)系模型的研究[D].吉林大學(xué)，2013：10-15.

[5]戴晶.空間索引引導(dǎo)的點(diǎn)-弧拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建方法研究[D].南京師范大學(xué)，2014：44-53.

[6]韓興剛.基于矢柵轉(zhuǎn)換的緩沖區(qū)生成研究與應(yīng)用[D].武漢大學(xué)，2009：50-55.

[7]譚樹國，黃蓋昌.房屋與房產(chǎn)面積測算[M].海口：海南出版社，2008：135-189.

[8]陸端喜.GIS數(shù)據(jù)的批量拓?fù)錁?gòu)面方法[J].中國科技博覽，2013，(25):37-38.

[9]吳長彬，閭國平.復(fù)雜線-線對象的拓?fù)潢P(guān)系描述與計(jì)算方法[J].地理信息科學(xué)學(xué)報(bào)，2014,(6):35-40.

Application and Implementation of GIS Spatial Data Topological Operation in Real Estate Surveying and Mapping

SUN Ying, LI Chunguang

(Jinan Real Estate Surveying and Mapping Institute, Shandong Jinan 250001, China)

The exterior wall area of the house is an important part of the housing allocation area. Its accuracy will directly affect the practicality in real estate surveying and mapping. In this paper, based on the independent development of real estate mapping software platform, by using GIS spatial data topological operations, relative datas in real estate mapping have been condtucted, and a technology route which spacial data processing can be realized by only using vector data has been designed. It can avoid general and special problems in calculating exterior wall area, improve the work efficiency, save the operation time, and improve the accuracy of area measurement. It has achieved good results.

Real estate mapping; geographic information; GIS spatial data; topological operations

2015-06-24；

2015-07-09；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

孫影(1984—)，女，山東曹縣人，工程師，主要從事房產(chǎn)測繪、地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)及應(yīng)用工作；E-mail:sy11_1984@163.com

U54；P208

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