一站式房地一體成圖建庫(kù)平臺(tái)搭建

吳金豪，劉 劍*，易雅琴

（1.廣東省國(guó)土資源測(cè)繪院，廣東 廣州 510500）

目前，宗地圖成果地籍調(diào)查成果的應(yīng)用主要采用GIS技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)建立數(shù)據(jù)庫(kù)以及電子圖件的批量導(dǎo)出。但在傳統(tǒng)的地籍調(diào)查類項(xiàng)目中，數(shù)據(jù)化成圖采用的數(shù)據(jù)格式一般為單純的dwg格式數(shù)據(jù)，其中偏向于對(duì)圖中地形的展示，與GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的機(jī)制完全不同。在實(shí)際作業(yè)中，地籍調(diào)查成果還需要花費(fèi)較多的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)建庫(kù)，不僅效率低下，還會(huì)因?yàn)榈丶{(diào)查成果質(zhì)量原因造成建庫(kù)成果與地籍調(diào)查成果不一致[1-7]。為解決此問題，本文基于ArcGIS平臺(tái)進(jìn)行研究，利用平臺(tái)自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理引擎，結(jié)合圖面展示的多樣性，進(jìn)而集成平臺(tái)的屬性質(zhì)檢、空間分析、拓?fù)錂z查等功能，搭建可處理數(shù)據(jù)、質(zhì)檢、成圖、建庫(kù)的一站式房地一體成圖建庫(kù)軟件。

1 總體思路

1.1 業(yè)務(wù)流程

結(jié)合“房地一體”項(xiàng)目特點(diǎn)，以一站式成圖建庫(kù)為設(shè)計(jì)目標(biāo)，進(jìn)行業(yè)務(wù)流程邏輯設(shè)計(jì)。首先，基于歷史農(nóng)調(diào)數(shù)據(jù)、地形圖以及外業(yè)實(shí)勘所得數(shù)據(jù)，按要求繪制內(nèi)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)建庫(kù)（一是將宗地與自然幢進(jìn)行圖屬關(guān)聯(lián)。二是批量生成非空間數(shù)據(jù)表，包括權(quán)利人表、戶表、邏輯幢表。三是關(guān)鍵字段賦值，包括計(jì)算賦值和缺省值自動(dòng)賦值）；然后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行屬性及拓?fù)錂z查。最后基于檢查無(wú)誤的數(shù)據(jù)，批量輸出匯交所需成果，主要包括圖件材料、矢量數(shù)據(jù)和附件目錄，業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

圖1 業(yè)務(wù)流程圖

1.2 技術(shù)路線

技術(shù)路線如圖2所示。首先，通過前期調(diào)研確定“房地一體”的項(xiàng)目需求，了解歷史數(shù)據(jù)格式，并收集地籍調(diào)查軟件有關(guān)資料；其次，以實(shí)現(xiàn)建庫(kù)成圖一站式為目標(biāo)，對(duì)房地一體化、數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化、成圖建庫(kù)一體化等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行可行性研究；最后，確定系統(tǒng)總體框架和功能模塊，選用平臺(tái)語(yǔ)言及框架，研發(fā)房地一體成圖建庫(kù)軟件。

圖2 技術(shù)路線

1.3 系統(tǒng)架構(gòu)

房地一體成圖建庫(kù)軟件的系統(tǒng)架構(gòu)（如圖3所示），為用戶層、應(yīng)用層、邏輯層、數(shù)據(jù)層、支撐層。用戶層主要服務(wù)三類人員，分別為作業(yè)人員、質(zhì)檢人員和運(yùn)維人員；應(yīng)用層分為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)建庫(kù)、數(shù)據(jù)檢查、成果輸出4個(gè)模塊；邏輯層中包含區(qū)縣授權(quán)、房地一體化、數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化、建庫(kù)成圖一體化等主要技術(shù)；數(shù)據(jù)層中包括地形數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、歷史農(nóng)調(diào)數(shù)據(jù)、內(nèi)業(yè)繪制數(shù)據(jù)；支撐層分為硬件支持與軟件支持，硬件主要為筆記本、臺(tái)式機(jī)等PC機(jī)器，軟件方面則為ArcGIS與WPS。

圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 房地一體化

房屋與宗地的邏輯關(guān)系要求房屋主體建筑必須位于宗地范圍內(nèi)。根據(jù)這個(gè)邏輯規(guī)則，結(jié)合空間疊加分析，將宗地與房屋通過字段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，具體技術(shù)流程如圖4所示。首先，新建宗地的“宗地編號(hào)”字段與房屋的“隸屬宗地編號(hào)”字段；然后，通過空間連接工具獲取宗地與房屋的空間關(guān)系；最后，根據(jù)空間關(guān)系為宗地賦值“宗地編號(hào)”字段，并為房屋賦值“隸屬宗地編號(hào)”，實(shí)現(xiàn)宗地與房屋的屬性關(guān)聯(lián)。

圖4 房地一體化技術(shù)流程圖

2.2 成圖建庫(kù)一體化

數(shù)據(jù)在整個(gè)業(yè)務(wù)流程中有3個(gè)階段：原始數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)以及成果數(shù)據(jù)。其中，原始數(shù)據(jù)則為作業(yè)人員自行采集的數(shù)據(jù)，格式可為shapefile、gdb、dwg等。過程數(shù)據(jù)則為在系統(tǒng)中流動(dòng)的數(shù)據(jù)形態(tài)，格式為gdb，成果數(shù)據(jù)為最終匯交的數(shù)據(jù)格式，為shapefile格式。為實(shí)現(xiàn)成圖建庫(kù)一體化，本文將建庫(kù)融于過程庫(kù)制作中，在成圖前檢查各數(shù)據(jù)層的各字段的填寫規(guī)范與圖層之間的邏輯關(guān)系，達(dá)到過程庫(kù)在成圖前已符合導(dǎo)出成果數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)成圖建庫(kù)同步，減少作業(yè)的重復(fù)并降低錯(cuò)誤。

2.3 其他主要技術(shù)點(diǎn)

2.3.1 成圖標(biāo)注設(shè)計(jì)

宗地圖內(nèi)，宗地要素標(biāo)注有三大要素：“權(quán)利人”、“宗地代碼”、“實(shí)際用途”。房屋要素標(biāo)注有三大要素：“房屋結(jié)構(gòu)”、“房屋要素”、“累計(jì)層數(shù)”。由于宗地在相同空間位置只會(huì)存在一宗，因此宗地的標(biāo)注相對(duì)簡(jiǎn)單。而自然幢的標(biāo)注存在獲取該相同空間位置的房屋的累計(jì)層數(shù)的難點(diǎn)，本文就此設(shè)計(jì)了成圖標(biāo)注技術(shù)流程。首先使用“聯(lián)合”工具將自然幢進(jìn)行“切割”，得到若干組相同幾何的要素集；再通過“查找相同”工具，查找整理相同的幾何要素并將其分組；最后，將整理完的信息記錄于出圖圖層字段內(nèi)，再以標(biāo)注形式進(jìn)行顯示。

2.3.2 分層圖多余節(jié)點(diǎn)去除

導(dǎo)出房屋平面圖中，存在由于采集數(shù)據(jù)問題而導(dǎo)致多余節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致出圖時(shí)呈現(xiàn)多端長(zhǎng)度標(biāo)注的錯(cuò)誤。針對(duì)多余節(jié)點(diǎn)不可隨意去除，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，若面上去除任何一點(diǎn)，面積長(zhǎng)度均發(fā)生變化。因此，需要在圖形輪廓不變的前提下，保證長(zhǎng)度標(biāo)注的正確性。本文處理步驟如下：設(shè)預(yù)處理的面部件為Pa，將Pa面轉(zhuǎn)線轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)a；同時(shí)將Pa通過“簡(jiǎn)化建筑物”工具去除多余的點(diǎn)再將去除多余節(jié)點(diǎn)后的Pa折點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)為Pi最后通過“點(diǎn)切割線”工具用Pi切割La，則可得出最后的標(biāo)注長(zhǎng)度。

3 軟件實(shí)現(xiàn)

3.1 功能設(shè)計(jì)

3.1.1 主界面

界面采用“Office Ribbon”組件搭建，系統(tǒng)功能模塊共分為“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”、“數(shù)據(jù)建庫(kù)”、“數(shù)據(jù)檢查”、“綜合制圖”、“其他”。同時(shí)具備工具欄、圖層列表、視圖。同時(shí)采用“WeifenLuo”組件，使界面模塊可靈活挪動(dòng)。

3.1.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要分為單層轉(zhuǎn)換、多層轉(zhuǎn)換、常規(guī)轉(zhuǎn)換。該功能基于ArcGIS的ArcGISscripting模塊，采用繼承其模塊的arcpy站包點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了適應(yīng)多環(huán)境、多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)間轉(zhuǎn)換。其次，為實(shí)現(xiàn)房地?cái)?shù)據(jù)與建庫(kù)系統(tǒng)的完美銜接，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提供轉(zhuǎn)換前驗(yàn)證，根據(jù)“宗地包含房屋首層主體建筑的”等基本原則，驗(yàn)證確保數(shù)據(jù)的正確性與統(tǒng)一性，數(shù)據(jù)無(wú)誤后搭建宗地與房屋之間的空間規(guī)則，進(jìn)而對(duì)宗地房屋進(jìn)行銜接聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)房地一體化。其中可進(jìn)行轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)格式包括dwg、shapefile、gdb、Excel。

3.1.3 數(shù)據(jù)建庫(kù)

數(shù)據(jù)建庫(kù)主要分為預(yù)編號(hào)、數(shù)據(jù)繼承、單元編號(hào)、批量導(dǎo)表、屬性計(jì)算、生成界址等功能。數(shù)據(jù)建庫(kù)是基于arcpy站包點(diǎn)，采用python語(yǔ)言進(jìn)行編譯，以ArcGIS數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理等強(qiáng)大功能為基礎(chǔ)，結(jié)合ModelBuilder對(duì)功能點(diǎn)進(jìn)行靈活搭建，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)的一站式搭建，保證其穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，其中包含自動(dòng)生成各個(gè)邏輯表格、自動(dòng)編寫不動(dòng)產(chǎn)單元號(hào)、生成界址線與界址點(diǎn)等。另外為滿足作業(yè)需要，數(shù)據(jù)建庫(kù)還包含了一系列的輔助功能，其中包括四至計(jì)算、行政區(qū)賦值等快捷功能。

3.1.4 數(shù)據(jù)檢查

數(shù)據(jù)檢查主要分為屬性檢查與拓?fù)錂z查，其中包括上百條檢查規(guī)則，參考《廣東省房地一體農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查成果質(zhì)量檢查規(guī)則》進(jìn)行編寫，并根據(jù)實(shí)際情況添加其他檢查規(guī)則，如檢查同幢房屋主體建筑之間是否存在縫隙、附屬要素是否與主體建筑接邊等。系統(tǒng)將幾何拆分為線作為最小單位，通過遍歷相鄰線段與不相鄰線段，再結(jié)合數(shù)學(xué)公式判斷線段間的空間關(guān)系，繼而形成拓?fù)錂z查報(bào)告。

3.1.5 成果輸出

成果輸出主要分為三方面：綜合制圖、成果導(dǎo)出、附件導(dǎo)出，綜合制圖是導(dǎo)出宗地圖、房屋分層圖、權(quán)籍測(cè)量報(bào)告等圖件文檔，系統(tǒng)靈活運(yùn)用arcpy.mapping模塊與graph模塊，通過ArcGIS的mxd模板進(jìn)行預(yù)設(shè)定，事先設(shè)置好出圖的細(xì)節(jié)，再通過圖形范圍自動(dòng)定位到宗地位置，逐一出圖，最終實(shí)現(xiàn)多格式的批量出圖。成果導(dǎo)出是導(dǎo)出空間數(shù)據(jù)以及其他表格，并整理為規(guī)范的組織目錄，其中使用了ArcGIS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換引擎，基于省庫(kù)的成果模板，將系統(tǒng)中的過程數(shù)據(jù)庫(kù)通過字段映射一一進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并對(duì)部分幾何圖形進(jìn)行特殊處理，例如合并且只保留自然幢首層。附件導(dǎo)出則是將采集的外業(yè)實(shí)地照片、權(quán)屬證件等輸出為pdf，并整理為規(guī)范的組織目錄。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)廣東省房地一體農(nóng)村宅基地確權(quán)登記發(fā)證工作，提出了從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、處理、檢查、導(dǎo)出的一整套內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理機(jī)制，并基于ArcEngine研發(fā)了房地一體成圖建庫(kù)軟件。通過用ArcGIS平臺(tái)替換傳統(tǒng)Auto-CAD平臺(tái)進(jìn)行制圖，極大地提高了數(shù)據(jù)建庫(kù)建庫(kù)效率及數(shù)據(jù)質(zhì)量，并實(shí)踐了基于數(shù)據(jù)庫(kù)的地籍出圖創(chuàng)新，為推進(jìn)廣東省房地一體項(xiàng)目提供有力的技術(shù)支持服務(wù)。