李彬彬 桓高峰 孫 莉

（1. 河南省測繪工程院，河南 鄭州 450003；2.許昌市國土資源局，河南 許昌 461000）

1 引言

土地調(diào)查是我國法定的一項重要制度，是全面查清土地資源的重要手段。目前，中國的經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)進入新常態(tài)，不動產(chǎn)統(tǒng)一登記、生態(tài)文明建設(shè)以及自然資源資產(chǎn)管理體制改革等工作受到高度重視，這些都對土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提出了更高、更精準、更細致的要求。目前，我國已經(jīng)啟動“三調(diào)”，目的是在第二次全國土地調(diào)查成果基礎(chǔ)上，進一步細化和完善全國土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過對第二次全國土地調(diào)查行政界線的收集、更新、檢查、修改，2000國家大地坐標系轉(zhuǎn)換及最新年度資料變更，制定出“三調(diào)”的控制界線。

土地調(diào)查界線的整體技術(shù)流程可歸納為：利用ArcGIS平臺系統(tǒng)，對河南省控制界線進行拓撲、合并、分割等，制作出數(shù)字化縣級調(diào)查界線，并計算出1∶5000分幅圖每一幅的理論面積與控制面積，最后利用計算出的“三調(diào)”控制面積套合“三調(diào)”底圖，確保界線內(nèi)圖斑面積總和符合控制面積。

由于第二次全國土地調(diào)查完成已將近十年，“三調(diào)”界線應(yīng)使用最新年度土地變更調(diào)查界線。各級調(diào)查界線如有變化，必須報相關(guān)部門批準后方可調(diào)整。縣級行政區(qū)的變化應(yīng)以民政部門的數(shù)據(jù)為準。每個縣收集數(shù)據(jù)后需對數(shù)據(jù)進行整理。本文以河南省土地調(diào)查界線圖與控制面積的制作為例，結(jié)合《 河南省第三次土地調(diào)查實施方案》等文件，介紹了土地調(diào)查界線的制作與計算控制面積的實踐過程，并對制作流程進行了分析。

2 工作流程

2.1 消除縫隙與重疊

土地界線有變更的縣界，會產(chǎn)生縣與縣之間界線不接邊的問題，這需要人工逐一進行處理?？h界不接邊問題大致可分為兩類：縫隙與重疊。

2.1.1 縫隙

縫隙，是指縣界接邊處的空洞，可以利用ArcGIS軟件查出這種空洞，并根據(jù)空洞的大小進行處理。具體處理方法如下：

（1）1—10平方米的空洞，是測量精度誤差或內(nèi)業(yè)編輯誤差，可以通過內(nèi)業(yè)直接填補空洞，并選擇與節(jié)點少的相鄰縣合并。

（2）10—2000平方米的空洞，是指界誤差或測量位置偏差，需要通過影像分析，確定是否需要出外業(yè)解決。若需要出外業(yè)，則可采用實地核查等方式進行處理。

（3）2000—10000平方米的空洞，屬于界線位置不同，必須出外業(yè)進行核實，核實后再將數(shù)據(jù)返回內(nèi)業(yè)進行處理編輯。

（4）10000平方米以上的空洞，出現(xiàn)的概率很小，一般屬于界線爭議或漏查。一旦出現(xiàn)，就屬于重大缺漏，必須從數(shù)據(jù)根源進行核實，確定是界線調(diào)整還是數(shù)據(jù)缺漏等。核查清楚后再對數(shù)據(jù)進行處理，最終達到“三調(diào)”界線技術(shù)設(shè)計要求。

2.1.2 重疊

重疊，顧名思義就是面與面之間重合的部分，使用ArcGIS軟件相交功能，將縣與縣之間重合的部分提取出來。提取的每一處重疊都有兩個面，可通過合并來消除重疊面，合并之后打散，再提取最終的重疊面，最后依據(jù)縫隙分類面積的處理方法逐一處理。

2.2 拓撲檢查

為取得更精確的數(shù)據(jù)成果，用ArcGIS軟件處理好之后還需要對數(shù)據(jù)進行拓撲檢查，在Arclatalog中設(shè)置相應(yīng)的拓撲容差，可以查出未接邊的縣界。當拓撲容差設(shè)置為0.0000009米時，會發(fā)現(xiàn)有些邊還存在縫隙或重疊現(xiàn)象，原因是每個縣界的節(jié)點數(shù)眾多，數(shù)據(jù)量大，無法實現(xiàn)每個縣界上的節(jié)點一一對接；在實際制作過程中將拓撲容差設(shè)置為0.001米，再進行拓撲檢查，縣與縣之間就不存在縫隙或重疊現(xiàn)象，制作出來的數(shù)據(jù)也符合“三調(diào)”界線制作成果規(guī)定。

2.3 坐標系轉(zhuǎn)換

“三調(diào)”的平面坐標系采用2000國家大地坐標系，采用3°分帶，投影面采用參考橢球面，投影方式采用高斯-克呂格投影。而此次制作界線，河南省國土資源廳下發(fā)的分縣數(shù)據(jù)為2016年縣級政區(qū)界線，數(shù)據(jù)格式為SHP格式，采用的是1980西安坐標系，因此必須對數(shù)據(jù)進行換帶處理。

此次“三調(diào)”界線的制作采用二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型進行轉(zhuǎn)換，涉及三個平移參數(shù)、三個旋轉(zhuǎn)參數(shù)和一個尺度變化參數(shù)。轉(zhuǎn)換的主要步驟為：模型選擇、重合點的選取、GNSS聯(lián)測、轉(zhuǎn)換數(shù)學模型建立、坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)計算、界線數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換、成果轉(zhuǎn)換精度檢測等。轉(zhuǎn)換公式如下：

式中：e2是第一偏心率的平方,無量綱；M，N分別是子午圈和卯酉圈的曲率半徑，單位為米；

B，L，ΔB，ΔL分別是同一點位緯度、經(jīng)度，及其在兩個坐標系下的緯度差、經(jīng)度差，經(jīng)緯度及其差值的單位均為弧度；

是角度與弧度間的轉(zhuǎn)換量，單位是弧度秒，是橢球長半軸和長半軸差，單位為米；

f，Δf 是橢球扁率和扁率差，無量綱；

Tx，Ty ，Tz 是平移參數(shù)，單位為米；

Rx，Ry，Rz 是旋轉(zhuǎn)參數(shù)，單位為弧度秒；

D是尺度參數(shù)，無量綱。

2.4 調(diào)查界線圖制作

處理好界線數(shù)據(jù)，并將坐標轉(zhuǎn)換為2000國家大地坐標系之后，利用ArcGIS軟件把每個縣依界線分開，以縣為單位建立一個文件夾，依據(jù)此次調(diào)查要求的比例尺大小，將數(shù)據(jù)插入到1∶5000標準分幅圖上，建立標準分幅行政區(qū)域調(diào)查界線數(shù)據(jù)層作為調(diào)查范圍的控制界線，保存格式為shapefile，每個縣分別有界線和分幅圖兩個數(shù)據(jù)。

2.5 計算圖幅的理論面積與控制面積

2.5.1 理論面積

此次數(shù)據(jù)以1∶5000分幅，在CAD中計算出界內(nèi)每一幅圖的理論面積，理論面積以平方米為單位，保留小數(shù)點后一位。

計算公式如下：

式中：a是橢球長半軸(單位：米)，b是橢球短半軸(單位：米)；

ΔL是圖幅東西圖廓的經(jīng)差（單位：弧秒）；（B2－B1）是圖幅南北圖廓的緯差（單位：弧度）；Bm=（B1＋B2）/2，Bm是圖幅南北圖廓的緯度平均值(單位：弧度)。

2.5.2 控制面積

用圖幅的理論面積為控制，以標準分幅圖為單位，計算控制面積，即計算圖幅被矢量數(shù)據(jù)界線劃分開后各自的橢球面積。圖幅內(nèi)各方控制面積之和等于圖幅的理論面積，并將計算的各方控制面積保存在標準分幅行政界線層的數(shù)據(jù)中，作為圖幅中各行政區(qū)域的控制面積，就可得到每個行政區(qū)域界線所在圖幅的破幅控制面積[1]。

控制面積的計算公式為：

其中：A，B，C，D，E 為常數(shù)，按下式計算:

式中：a是橢球長半徑(單位：米)，b是橢球短半徑(單位：米)；

ΔL是圖塊經(jīng)差(單位：弧度)；

（B2－B1）是圖塊緯差(單位：弧度)；

Bm=（B1＋ B2）/2。

3 結(jié)束語

通過對第二次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)進行重新收集、更新，利用ArcGIS軟件對數(shù)據(jù)進行接邊檢查，對不接邊的數(shù)據(jù)進行分類，再由人工逐一解決縫隙與重疊問題，并將數(shù)據(jù)的坐標系轉(zhuǎn)換成2000國家大地坐標系，達到“三調(diào)”要求的界線圖數(shù)據(jù)。項目以圖幅的理論面積為控制，計算被矢量數(shù)據(jù)界線劃分后各自的橢球面積，進而計算出控制面積?？刂泼娣e的制作能更嚴格把控“三調(diào)”每一處地類圖斑的面積，確保在相同比例尺分幅中相應(yīng)地類面積總和等于控制面積。河南省“三調(diào)”界線圖的制作與控制面積的確定，可以清晰、直觀地表示各縣的地理位置，為“三調(diào)”的順利推進打下良好基礎(chǔ)，也大大減少了今后界線數(shù)據(jù)的更新與維護工作。

[1]李存文,呂寶奇.河南省第三次土地調(diào)查項目調(diào)查界線制作及控制面積確定項目專業(yè)技術(shù)設(shè)計書[R].2017.