智能化識別宗地四至研究

陳炯炯，陳 勝

（1.湖南省第三測繪院，湖南 長沙 410007）

智能化識別宗地四至研究

陳炯炯1，陳 勝1

（1.湖南省第三測繪院，湖南 長沙 410007）

探討了一種智能化﹑自動化的宗地四至識別方法。使用AutoCAD平臺ObjectARX開發軟件包實現了對宗地四至的自動化識別，為農村集體土地所有權項目和宅基地使用權項目節省了大量人力，提高了數據準確性。

宗地四至；鄰宗地；智能化；最小外包凸多邊形

宗地即土地權屬界址線封閉的地塊或空間，是不動產權屬調查和登記發證的基本土地單元。宗地四至是每宗地四鄰的名稱，一般填寫相鄰宗地的土地使用權人﹑所有權人的名稱；與道路﹑河流等線狀地物相鄰的應填寫地物名稱；與空地﹑荒山﹑荒灘等未確定使用權的國有土地相鄰的，應準確描述相應地物﹑地貌的名稱。由于沒有比較完善的宗地四至識別方法，目前大部分權屬調查軟件﹑建庫軟件均不提供四至識別功能，通常是在地籍調查階段或數據入庫整理階段由作業員對照地籍圖和宗地圖進行人工識別，并手動錄入。該方法不僅效率低下，而且由于作業員的判別能力差異，判斷標準也不完全一致，導致最終成果并不理想。為了提高效率，出現了一些輔助軟件用于自動識別宗地四至：有的軟件以宗地中心為起點，向東﹑南﹑西﹑北4個方向作射線，以與射線相交﹑離本宗地最近的鄰宗地作為四至（圖1），該方法對界址線數量少﹑形狀簡單的宗地識別速度快，但對復雜的宗地無效；有的軟件先獲取宗地的外接矩形，將宗地左上角和右上角之間的鄰宗地判定為北至，宗地右上角和右下角之間的鄰宗地判定為東至，宗地右下角和左下角之間的鄰宗地判定為南至，宗地左下角和左上角之間的鄰宗地判定為西至（圖2），該方法較前種方法識別效果有所提升，但對復雜圖形（圖3）的處理效果仍不理想。通過對其他軟件識別效果的比較，結合實踐經驗，筆者提出了一種智能化﹑自動化的宗地四至識別方法。

圖1 宗地識別射線法

圖2 簡單宗地識別結果

圖3 復雜圖形宗地

1 宗地四至識別方法及流程

1.1 宗地四至識別方法

1）各條界址線鄰宗地的識別：計算每條界址線中點與其他宗地的距離，若距離小于0.01 m，則該宗地為鄰宗地，該條界址線為公共界址線。

2）各條界址線方向的判斷：先計算宗地的外包凸多邊形，再以外包凸多邊形確定宗地的東﹑東南﹑南﹑西南﹑西﹑西北﹑北﹑東北8個極值點，最后以8個極值點形成的方位區間判斷宗地界址線的方位。

3）生成四至：若每至只取一個宗地，則取北極值點兩條界址線中與Y軸夾角較小的一條作為北至，取東極值點兩條界址線中與X軸夾角較小的一條作為東至，取南極值點兩條界址線中與Y軸夾角較小的一條作為南至，取西極值點兩條界址線中與X軸夾角較小的一條作為西至；若每至要取所有宗地，則合并西北至北﹑北至東北兩個區間的鄰宗地為北至，合并東北至東﹑東至東南兩個區間的鄰宗地為東至，合并東南至南﹑南至西南兩個區間的鄰宗地為南至，合并西南至西﹑西至西北兩個區間的鄰宗地為西至。

1.2 宗地四至識別流程

根據識別思路，繪制宗地四至識別流程圖，見圖4。

圖4 宗地四至識別流程圖

2 宗地四至識別方法的實現

在AutoCAD平臺上，本文使用ObjectARX開發實現了宗地四至識別方法。

2.1 界址點序列的提取

界址點序列是宗地所有界址點的集合，集合中前一個點和后一個點的連線為界址線。《地籍調查規程》規定宗地界址點編號從西北角開始，順時針增加，因此宗地范圍線的起點也是西北角，方向為順時針方向。依次獲取所有節點，由于AutoCAD中閉合線的特性，無法表示最后一條邊，需把第一個節點再復制到節點序列末尾，其主要實現代碼為：

AcDb2dPolyline* p2dPl; ‘宗地范圍線，在AutoCAD中為二維多段線

AcDbObjectIterator* pVertexIter = p2dPl->vertexIterator();‘二維多段線的節點迭代器

AcDb2dVertex *pVertex; ‘單個節點對象

vector＜AcGePoint3d> vertexs; ‘節點序列

‘依次打開節點，獲取節點坐標

for (vertexNum = 0; !pVertexIter->done(); pVertexIter->step()) {

acdbOpenObject(pVertex, pVertexIter->objectId(), AcDb::kForRead);

vertexs.push_back(pVertex->position());

pVertex->close();

}

vertexs.push_back(vertexs[0]);‘把第一個點復制到末尾

2.2 最小外包凸多邊形的生成

界址線較多的宗地可能為凹多邊形，但凹邊對四至的識別沒有影響，為了簡化極值角點的計算，需先生成總的最小外包凸多邊形。計算多邊形最小外包凸多邊形的算法有很多，如卷包裹法﹑格雷厄姆法等。宗地范圍線為順時針方向的多段線，因此可以簡化算法：計算各點的前﹑中﹑后3點是否為順時針，若為順時針則為凸點；若為逆時針，則為凹點，應刪除，以提高計算速度。其主要實現代碼為：

for (i = 1; i ＜ hullPts.size() - 1; i++) {

vector＜AcGePoint3d> triangle; ‘3點形成的三角形

triangle.push_back(hullPts[i - 1]);

triangle.push_back(hullPts[i]);

triangle.push_back(hullPts[i + 1]);

if (IsClockWise(triangle) > 0) {‘前、中、后3點是否為順時針

hullPts.erase(hullPts.begin() + i);

i = 0; ‘刪除一個點后，應重新從頭開始計算

}

}

2.3 東、南、西、北4個角點的獲取

宗地范圍線的東﹑東南﹑南﹑西南﹑西﹑西北﹑北﹑東北8個極值點是依次間隔存在的，其中東﹑南﹑西﹑北4個極值點可通過簡單比較坐標值獲取，再進一步確定其他4個極值點。獲取的方法比較直接：先把東﹑南﹑西﹑北4個極值點初始化為節點序列的第一個點，再與后面所有點的X﹑Y坐標進行比較，取X值最大者為北極值點，X值最小者為南極值點，Y值最大者為東極值點，Y值最小者為西極值點。

2.4 東、南、西、北4條邊的確定

東﹑南﹑西﹑北4條極值邊是與相應的極值點相連的，可以極值點所在兩條邊中方向與相應的方位最接近的邊為極值邊。取北極值點兩條界址線中與Y軸夾角較小的一條作為北至邊，取東極值點兩條界址線中與X 軸夾角較小的一條作為東至邊，取南極值點兩 條界址線中與Y軸夾角較小的一條作為南至邊，取西極值點兩條界址線中與X軸夾角較小的一條作為西至邊。先計算各極值點前后界址線的方向，再計算極值點前后夾角，其主要實現代碼為：

vector＜long> directs; ‘外包凸多邊形邊方位角，0待定，2東，4南，8西，16北

frontDirect = GetAzimuth(hullPts[0], hullPts[1]);

frontAng = CSCH::Pi * 2 - frontDirect;

backDirect = GetAzimuth(hullPts[0], hullPts[hullPts.size() - 1]); backAng = backDirect - CSCH::Pi;

if (frontAng ＜ backAng) directs[0] += 16; else directs[directs.size() - 1] += 16;}

2.5 東北、東南、西南、西北角點的獲取

先計算其他未定邊的方位，順時針方向，起點→終點，(0, 45]為北方向，(225, 315]為東方向，(135,225]為南方向，(45,135]為西方向，(315,360]為北方向。當前后兩條邊剛好跨越兩個區間時，該點視為東北﹑東南﹑西南﹑西北角點，其主要實現代碼為：

for (i = 0; i ＜ directs.size(); i++) { if (directs[i] > 0) continue;

if (frontDirect > Degree315) {

ENPt = hullPts[i + 1];

} else if (frontDirect > Degree270) {

if (findENPt) continue;

ENPt = hullPts[i];

f

indENPt = true;

}

}

2.6 其他界址線方位的確定

計算8個極值點在點序列中的序號，標記西北點至北點﹑北點至東北點兩個區間的界址線為北至邊；東北點至東點﹑東點至東南點兩個區間的界址線為東至邊；東南點至南點﹑南點至西南點兩個區間的界址線為南至邊；西南點至西點﹑西點至西北點兩個區間的界址線為西至邊。

2.7 各條邊鄰宗地信息的獲取

計算每條界址線中點與其他宗地的距離，若距離小于0.01 m，則認為該宗地為鄰宗地，該條界址線為公共界址線，其主要實現代碼為：

for (i = 0; i ＜ midPts.size(); i++)

for (j = 0; j ＜ ZDids.length(); j++)

if (!OpenObject(pCurve, ZDids[j])) continue;

if (Acad::eOk == pCurve->getClosestPointTo(midPts[i], pt)) { if (GetDistance(midPts[i], pt) ＜ 0.1) {‘該宗地為鄰宗地

}

}

2.8 合并鄰宗地信息至四至

4個方向的鄰宗地名稱存儲在4個字符串列表中，且每條界址線的鄰宗地名稱均被記錄了，所以當同一方向的同一鄰宗地有多條公共界址線時，鄰宗地名稱會被記錄多次，需依次進行比較，剔除重復名稱；再把同一方向的鄰宗地名稱進行拼接，以“﹑”進行分隔，形成東至﹑西至﹑南至﹑北至4個字符串，并寫入宗地范圍線的XData。

3 結 語

本文所提出的宗地四至提取方法已應用于多個農村集體土地所有權項目和宅基地使用權項目中，四至識別正確率達到99%以上，與人工識別的結果基本一致。該方法的推廣使用，可大大減少內業工作量，提高數據正確率，也可廣泛應用于其他不動產統一登記權籍調查工作。

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1672-4623（2017）09-0100-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.09.030

2017-02-08。

陳炯炯，碩士研究生，高級工程師，主要從事不動產權籍測量、攝影測量與遙感、地理信息系統的研究。