基于Autodesk Map3D土地勘測定界圖庫一體化系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

潘鵬飛，劉毅，王濤，李昊

(武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022)

基于Autodesk Map3D土地勘測定界圖庫一體化系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

潘鵬飛*，劉毅，王濤，李昊

(武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022)

針對目前勘測定界數(shù)據(jù)處理自動化程度不高這一問題，在Autodesk Map3D平臺下進行土地勘測定界圖庫一體系統(tǒng)的開發(fā)。創(chuàng)建了勘界圖庫一體化的數(shù)據(jù)組織形式，建立了勘界圖庫一體化數(shù)據(jù)處理流程，搭建了勘測定界智能化處理平臺，實現(xiàn)了勘測定界土地分類面積自動統(tǒng)計、權(quán)屬要素自動符號化、圖廓自動整飾以及勘界報告自動輸出等。

勘測定界；圖庫一體化；Autodesk Map3D；土地分類

1 引 言

土地勘測定界簡稱勘測定界，是根據(jù)土地征收、征用、劃撥、出讓、農(nóng)用地轉(zhuǎn)用、土地利用規(guī)劃及土地開發(fā)、整理、復(fù)墾等工作需要，實地界定土地使用范圍、測定界址位置、調(diào)繪土地利用現(xiàn)狀，計算用地面積，為國土資源行政主管部門用地審批和地籍管理等提供科學(xué)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料而進行的技術(shù)服務(wù)性工作。

勘測定界數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容包括：土地分類面積的計算，勘測定界圖的編繪，勘測定界土地分類面積統(tǒng)計表的生成，勘測定界報告的生成。目前，勘測定界數(shù)據(jù)處理自動化程度較低，勘測定界圖的編繪以及勘測定界報告的完成均主要采用手工方式進行。這種作業(yè)模式效率低下，不僅增加了由于大量人工操作所可能產(chǎn)生的錯誤，而且各種土地分類面積的統(tǒng)計無法直觀地在圖形中反映出來，非常不利于勘界成果資料的利用、歸檔和管理。本文結(jié)合實際工作，在Autodesk Map3D平臺下進行二次開發(fā)，建立了勘測定界圖庫一體化的工藝流程，實現(xiàn)了勘測定界數(shù)據(jù)的自動化處理。

2 Autodesk Map3D概述

Autodesk Map 3D是連接CAD和GIS的最強版本，它具有一個可以快速訪問大型數(shù)據(jù)集的高性能引擎，有一個幾乎無限制的雙向數(shù)據(jù)連接數(shù)組，還為展示完成的地圖以及設(shè)置地圖樣式提供了新方法。

勘測定界圖庫一體系統(tǒng)在模型設(shè)計中采用了基于ObjectData數(shù)據(jù)模型的信息組織方式，同時由于時空地理信息既包含空間信息又包含屬性信息，具有數(shù)據(jù)信息量大、數(shù)據(jù)種類復(fù)雜等特點，所以決定采用AutoCAD Map3D軟件平臺作為系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺。該平臺不僅具有傳統(tǒng)的AutoCAD通用平臺的圖形編輯功能強大、體系結(jié)構(gòu)開發(fā)等特點，同時還可以直接訪問工程設(shè)計和GIS中使用的多種主要數(shù)據(jù)格式，并使用集成的傳統(tǒng)AutoCAD工具維護各種地理空間信息，在CAD與GIS之間架起了一座橋梁，是一個既滿足數(shù)據(jù)組織方式的實現(xiàn)，又能夠適應(yīng)日常生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境的開發(fā)應(yīng)用平臺。對該平臺的開發(fā)主要使用Map ObjectARX SDK開發(fā)包。Map ObjectARX SDK是針對AutoCAD Map3D平臺上的開發(fā)而推出的一個開發(fā)軟件包，它提供了以C++為基礎(chǔ)的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境及應(yīng)用程序接口，能真正快速的訪問圖形和屬性數(shù)據(jù)庫。基于Map ObjectARX SDK開發(fā)的應(yīng)用程序是一個DLL(動態(tài)鏈接庫)，共享AutoCAD Map3D的地址空間，能夠?qū)utoCAD Map3D進行直接函數(shù)調(diào)用，并且，Map ObjectARX SDK類庫采用了標(biāo)準(zhǔn)的C++類庫的封裝形式，這也大大提高了系統(tǒng)程序開發(fā)的可靠度和效率。

3 實現(xiàn)勘測定界圖庫一體化數(shù)據(jù)自動處理

3.1 勘測定界數(shù)據(jù)處理現(xiàn)狀

目前，勘測定界數(shù)據(jù)處理的方式主要以人工方式為主，從地類面積的統(tǒng)計、界址點點號的編排到勘測定界成果資料的輸出，均由作業(yè)人員手動操作完成，這種數(shù)據(jù)處理方式耗時長、易出錯、難糾正，并且對數(shù)據(jù)成果的檢核工作也帶來了諸多不便，同時整套數(shù)據(jù)測量成果無法隨著某項測量指標(biāo)的變化而迅速、高效、便捷地聯(lián)動更新變化，效率低下。具體存在的問題包括：

(1)土地分類面積的統(tǒng)計均由人工進行，且無法在圖形中將各土地所有及土地分類明顯的表示。當(dāng)征地范圍線發(fā)生更改后，所有的面積就需要人工重新進行統(tǒng)計。

(2)權(quán)屬界線的界址點號均由人工進行編排，耗時耗力且易出現(xiàn)界址點重號或跳號的問題。

(3)為了滿足出圖的需要，將界址點圓圈、界址點注記及界址線注記所在區(qū)域的地物刪除，不僅浪費了大量的時間，而且破壞了地形要素的完整性，使圖形失去了再次利用的價值。

(4)勘測定界土地分類面積統(tǒng)計表及勘測定界報告均有作業(yè)人員手工統(tǒng)計然后填寫，不僅效率低下，而且會因為大量的人工操作而增加出錯的概率。

3.2 建立勘測定界圖庫一體化的數(shù)據(jù)組織形式

在AutoCAD Map3D平臺的設(shè)計基礎(chǔ)上，建立了支持屬性、空間、地圖符號一體化集成的ObjectData勘界測量數(shù)據(jù)模型，該模型采用“先庫后圖、圖庫聯(lián)動”的時空地理信息一體化生產(chǎn)的工藝流程，真正實現(xiàn)了勘界測量的模型一體化、生產(chǎn)一體化、管理一體化和更新一體化，使得勘測定界生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)相互影響，相互參照，互為因果。

通過對數(shù)據(jù)組織方式和處理方式的現(xiàn)狀分析，為了能夠更好滿足土地勘測定界的生產(chǎn)，本項目采用“先庫后圖、圖庫聯(lián)動”的生產(chǎn)工藝流程，先有庫后有圖，在數(shù)據(jù)庫建立的同時能夠?qū)崿F(xiàn)圖形的無損表達，圖形和屬性信息能實現(xiàn)聯(lián)動編輯，實時更新，真正實現(xiàn)勘界數(shù)據(jù)庫和圖形建設(shè)的雙向同步聯(lián)動，并實現(xiàn)勘界土地所有、土地分類的自動構(gòu)面以及最終成果輸出的自動化處理，如圖1所示。

圖1 勘測定界庫文件屬性字段

3.3 勘測定界圖庫一體化數(shù)據(jù)處理流程

通過對數(shù)據(jù)組織方式和處理方式的現(xiàn)狀分析，為了能夠更好滿足土地勘測定界的生產(chǎn)，本項目采用“先庫后圖、圖庫聯(lián)動”的生產(chǎn)工藝流程，先有庫后有圖，在數(shù)據(jù)庫建立的同時能夠?qū)崿F(xiàn)圖形的無損表達，圖形和屬性信息能實現(xiàn)聯(lián)動編輯，實時更新，真正實現(xiàn)勘界數(shù)據(jù)庫和圖形建設(shè)的雙向同步聯(lián)動，并實現(xiàn)勘界土地所有、土地分類的自動構(gòu)面以及最終成果輸出的自動化處理，如圖2、圖3所示。

圖2 勘測定界圖庫一體流程設(shè)計

圖3 勘測定界圖庫一體數(shù)據(jù)處理流程

4 搭建勘測定界智能化的處理平臺

通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型組織方式，程序可以自動化進行數(shù)據(jù)處理、圖形編輯以及檢查，根據(jù)圖形中賦予的屬性自動生成土地分類面積統(tǒng)計表和勘界報告，并為后期的勘界成果資料歸檔提供了便利。土地勘測定界量智能化處理平臺和檢查平臺的構(gòu)建，能夠減少人工的干預(yù)，提高工作效率，也降低了數(shù)據(jù)處理出現(xiàn)錯誤的概率，大大提升了外業(yè)部門的生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益，如圖4、圖5所示。

圖4 勘測定界圖庫一體處理平臺框架

圖5 勘測定界圖庫一體處理平臺用戶界面

4.1 勘界自動批量構(gòu)面及檢查

根據(jù)所繪制的征地范圍線、土地所有輔助線和土地分類輔助線，自動進行土地所有和土地分類的批量構(gòu)面，針對面面相交和構(gòu)面輔助線懸掛點等問題進行檢查，并提供解決面面相交的“環(huán)套環(huán)處理”工具。

(1)勘界自動構(gòu)面。程序中的構(gòu)面通過調(diào)用ARCGIS來實現(xiàn)，其中由征地范圍線和土地所有輔助線對土地所有進行構(gòu)面，由征地范圍線、土地所有輔助線和土地分類輔助線對土地分類進行構(gòu)面。

(2)屬性字段的自動建立。當(dāng)對構(gòu)面后的土地所有和土地分類進行屬性編輯時，會根據(jù)圖層獲取Feature500信息，建立相應(yīng)的屬性字段。

(3)范圍線調(diào)整后屬性的繼承。程序在構(gòu)面時會生成相應(yīng)的土地所有和土地分類“面心點”，面心點記錄了土地性質(zhì)、土地坐落、土地分類編碼等屬性。當(dāng)對屬性字段進行編輯時，“面心點”中的屬性也會同步進行更改。當(dāng)再次構(gòu)面時，程序會讀取面心點中的屬性并賦予相應(yīng)的面中。

(4)環(huán)套環(huán)選擇構(gòu)面。由人工選擇所要處理的兩個面，并自動創(chuàng)建MPOLYGON，且賦予相應(yīng)的屬性字段。

4.2 界址點編排及列表

目前對界址點的點號進行編排均由人工對界址點TXT文本進行編輯，不僅費時費力，且容易出錯。程序?qū)⒃跈?quán)屬范圍線繪制完成后自動對界址點點號進行編排。

在權(quán)屬范圍線繪制完成后，根據(jù)程序自動賦予的“起始點號J”及節(jié)點個數(shù)，對權(quán)屬界線界址點號進行編排并將點號賦予該多段線的XDATA擴展屬性中

通過讀取權(quán)屬范圍線擴展屬性中的界址點號，將界址點號及點位坐標(biāo)進行列表顯示出來，如圖6所示：

圖6 權(quán)屬范圍線擴展屬性

通過讀取權(quán)屬范圍線擴展屬性中的界址點號，將界址點號及點位坐標(biāo)進行列表顯示出來，如圖7所示：

圖7 界址點列表

4.3 庫圖轉(zhuǎn)換——地籍要素符號化

勘界權(quán)屬要素符號化所實現(xiàn)的功能包括：

(1)根據(jù)作業(yè)環(huán)境的比例尺大小，符號化顯示的界址點號，且圖層、顏色、字體、大小均符合出圖規(guī)范要求。界址點號注記位置位于界址點圓圈右上角，旋轉(zhuǎn)角度符合“投影法則”，且全部位于界址線外部。

(2)根據(jù)界址點圓圈、界址點號注記大小，在不破壞圖形的情況下，自動對其所在的區(qū)域進行遮蓋。

(3)若改變圖中符號化出來的注記位置，程序會記錄注記移動后的位置，下次符號化時會清除之前所有符號化的內(nèi)容，并在所記錄的位置顯示注記。

4.3.1 注記自動標(biāo)注

(1)讀取當(dāng)前作業(yè)環(huán)境的比例尺大小，確定界址點號注記、界址點圓圈大小。

(2)根據(jù)每個權(quán)屬范圍線實體的XDATA擴展熟屬性，獲得其界址點點號及點位坐標(biāo)，根據(jù)點位坐標(biāo)可計算出每條界址線的長度。

(3)根據(jù)界址線的走向以及界址點的點位坐標(biāo)，可計算每條界址線的坐標(biāo)方位角。根據(jù)點位坐標(biāo)和坐標(biāo)方位角，計算出每個界址點點號注記的插入點位置和旋轉(zhuǎn)角度。

4.3.2 注記自動遮蓋

(1)事先創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)的界址點圓圈遮蓋塊以及注記的遮蓋塊，遮蓋塊的創(chuàng)建可由CAD自帶的命令WIPEOUT實現(xiàn)。

(2)根據(jù)界址點圓圈及注記的大小及點位坐標(biāo)插入遮蓋塊，并根據(jù)當(dāng)前作業(yè)環(huán)境比例尺調(diào)整遮蓋塊的縮放比例。其中，由于界址點注記及界址線邊長注記采用細(xì)等線體的字體，每一個字符的寬度都不一樣，需要根據(jù)注記內(nèi)容計算每個注記所占區(qū)域的大小來調(diào)整遮蓋塊的縮放比例。

(3)將每一個注記和注記所對應(yīng)的遮蓋塊創(chuàng)建為一個GROUP，并關(guān)閉遮蓋塊的遮蓋邊框，使注記和遮蓋塊在視覺上形成一個整體。

4.4 圖庫轉(zhuǎn)換——反符號化庫文件輸出

勘界庫文件輸出，刪除文件中符號化產(chǎn)生的界址點、界址點號、地類填充標(biāo)注等圖形要素，輸出含有屬性字段工程范圍線庫文件、用地范圍線庫文件、地類圖斑庫文件。

(1)每次進行“勘界庫文件輸出”的時候，會將每個界址點點號及界址線邊長注記的內(nèi)容、位置及旋轉(zhuǎn)角記錄到每個權(quán)屬范圍線的數(shù)據(jù)字典中。由于CAD中每個實體的XDATA所能記錄的擴展屬性最多僅有16383字節(jié)，在記錄了界址點號后沒有足夠的空間來存儲相應(yīng)的點位坐標(biāo)，而數(shù)據(jù)字典則不受此限制。

(2)在下次進行“勘界要素符號化”的時候，會讀取權(quán)屬范圍線數(shù)據(jù)字典中的點位內(nèi)容、位置和旋轉(zhuǎn)角。

(3)根據(jù)以上讀取的信息，再次寫入相應(yīng)的注記并插入相應(yīng)的遮蓋塊。

4.5 勘界成果輸出

通過指定勘界工程范圍線，自動生成土地分類面積統(tǒng)計表和勘界報告。

(1)選定勘界工程范圍線，讀取并記錄程范圍線中任務(wù)號、委托單位、2000圖幅號、1萬圖幅號等屬性寫入成果資料模板。

(2)土地分類面積的統(tǒng)計。在該平臺下，以各土地坐落中的土地分類面為最小的面積統(tǒng)計單元，由此可對各土地所有的地類、國有土地、集體土地及總面積進行統(tǒng)計匯總。

(3)程序?qū)λx定工程范圍線內(nèi)部的權(quán)屬范圍線進行遍歷，讀取相應(yīng)的界址點點號和點為坐標(biāo)并計算對應(yīng)的面積，在成果資料模板中寫入界址點面積統(tǒng)計表。

(4)WORD的寫入需要通過標(biāo)簽來定位，因此需要事先在成果資料模板中定義用來標(biāo)記各屬性位置的書簽。其中根據(jù)書簽位置來寫入文字的代碼如下所示：

public static void WriteByTag(Microsoft.Office.Interop.Word.Document DocDocument，object TagName，string strText)

{

Range P_Range = DocDocument.Bookmarks.get_Item(ref TagName).Range；

P_Range.Text = strText；

}

5 結(jié) 論

“勘測定界圖庫一體處理系統(tǒng)”是基于Autodesk Map3D平臺進行的。項目以武漢市測繪研究院勘測定界生產(chǎn)為例，建立了一套科學(xué)的土地勘測定界圖庫一體化數(shù)據(jù)模型，形成了一套土地勘測定界圖庫一體化的生產(chǎn)流程，將土地勘測定界數(shù)據(jù)處理的各個環(huán)節(jié)進行了無縫的銜接；同時，該平臺提供了圖形編繪、界址點編輯、勘界土地所有和土地分類自動構(gòu)面、圖廓整飾、土地分類面積統(tǒng)計表和勘界報告自動生成等自動化處理的功能。“勘測定界圖庫一體處理系統(tǒng)”不僅能夠?qū)崿F(xiàn)土地勘測定界一體化的科學(xué)管理，而且降低了人為因素導(dǎo)致出錯的概率，節(jié)省了人力和時間成本，大大提高了整個工作流程的效率。在保障工作質(zhì)量的同時，將各個作業(yè)環(huán)節(jié)整合的更加自動化，變得更加緊湊，從而滿足外業(yè)部門提出的實際生產(chǎn)需求，為其提供了有力的生產(chǎn)服務(wù)保障。

[1] 張韶巖，曹昊，紀(jì)大勇等. 基于AutoCAD的土地勘測定界成果管理系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用研究[J]. 測繪通報，2014(1)：103～105.

[2] 胡勝華，何宗宜，陶利佳. AutoCAD與GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的研究[J]. 測繪通報，2007(12)：44～47.

[3] 尹言軍，劉昊. 基于AutoCAD Map3D和FME圖庫一體化在地圖制圖職業(yè)技能競賽中的應(yīng)用[J]. 城市勘測，2013(6)：33～35.

[3] 莫文玲，許貴林. 基于MapGIS平臺土地勘測定界成圖方法和技巧[J]. 南方國土資源，2007(11)：50～52.

[4] 高玉榮，高慶強，劉玉春等. 面向勘界的土地利用分類統(tǒng)計[J]. 城市勘測，2015(6)：28～30.

[5] 徐銳，吳恒友，王陸軍. 利用FME軟件實現(xiàn)庫區(qū)土地勘界面積的自動量算[J]. 地礦測繪，2013，29(4)：37～40.

[6] 郭新成. 拓?fù)涞貓D模型與圖庫一體化研究[D]. 西安：長安大學(xué)，2011.

[7] 潘喜峰，李弈潔，侯金波等. 構(gòu)建圖庫一體化的管線成圖系統(tǒng)[J]. 勘察科學(xué)技術(shù)，2014(4)：28～31.

[8] 朱巧云，喬煒，高雅冰等. 武漢市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)圖庫一體化研究與實踐[J]. 測繪與空間地理信息，2016，39(2)：129～131.

[9] 劉仁峰. 基于GeoME的建庫與制圖數(shù)據(jù)一體化生產(chǎn)探索[J]. 測繪通報，2016(8).

The Design and Realization of Graph-database Configuration System in Land Boundary Survey Based on Autodesk Map3D

Pan Pengfei，Liu Yi，Wang Tao，Li Hao

(Wuhan Geomatics Institute，Wuhan 430022，China)

At present，the data processing of land boundary survey is extremely inefficient. This paper introduces a research and development of graph-database configuration system in land boundary survey based on Autodesk Map3D. It proposes the data organizing form of graph-database configuration，innovates the process of data processing，builds the intelligent platform of data processing，and realizes the automatically outputting of geographical maps and reports.

land boundary survey；graph-database configuration；Autodesk Map3D；land classification

1672-8262(2017)04-54-04

P208.2

B

2016—10—27

潘鵬飛(1988—)，男，碩士，工程師，注冊測繪師，主要從事土地勘測定界測量、地籍測量、GPS坐標(biāo)時間序列的研究等工作。