農村房地一體全自動數據處理的研究與實現

摘要：農村房地一體調查工作，是一項全國性的基礎調查工作，存在單項目工作量大、多項目同步開展、工期緊張、數據要素多且關聯關系復雜、數據處理難度高的特點。高質量專業技術人員不足、數據處理的效率與準確性差，是此類項目的關鍵性問題。因此，本文提出了基于檢查項前置、面向自動化進行數據結構設計的房地一體自動化數據方案，以提高數據處理效率、減少人為錯誤，并在項目中實際應用得到驗證，為房地一體調查以及同類型的項目，提供了有效的技術方案的支撐。

關鍵字：房地一體調查 地籍 自動化 數據處理

中圖分類號： P208 文獻標識碼： B

Research and Implementation of Fully-Automatic Data Processing for Rural Housing and -Land Integration

ZHANG Yufei

Xi'an Dadi Surveying and Mapping Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province， 710100 China

Abstract： The integrated investigation of the integrationof rural housing and land is a nationwide basic investigation work， which has the characteristics of the large single project workloadof a single project， the synchronous implementation of multiple projects， the tight construction period， multiple data elements and complex correlation relationships， and thehigh difficulty in data processing.， andTthe shortage of high-quality professional technical personnel and the poor efficiency and accuracy of data processing are key issues in such projects. Therefore， this article proposes an automated data structure design scheme of for the integrated automationion of housing and land that is based on the prepositionof inspection items and designs data stuctures for oriented towards automation， in order to improve the efficiency of data processing efficiency and reduce human errors.， andIit has been verified in the practical applications ofin projects， which providesingthe effective support of technical schemes support for theintegrated investigation of the integration of housing and land and similar projects.

Key Words： Integrated iInvestigation of theintegration of Rural Hhousing and Lland; Cadastre; Automation; Data pProcessing

近年來，我國全面扎實推進農村宅基地和集體建設用地使用權及農房所有權權籍調查，簡稱農村房地一體調查。農村房地一體調查以“權屬合法、界址清楚、面積準確”為原則，以不動產單元為基本單位，建立農村房地一體的權籍調查數據庫，形成調查成果，為不動產統一登記發證工作奠定翔實的數據基礎。此類項目工期緊張、流程繁復；成果資料數量大、種類多、質量要求高且不易整改；成果數據庫各數據實體之間邏輯關聯多，故傳統的技術方法需要大量的數據檢查、數據處理與建庫、圖件整理等內業人員，且對內業人員技能要求高。本文應用GIS技術實現了房地一體的全自動數據處理的技術流程與方法，可極大減少對專業技術人員的數量及技能的要求，在降低成本需求的情況下，保障成果質量與項目進度。

1房地一體工作流程概述

農村房地一體工作流程主要包括工作準備、權屬調查與地籍測量、公示與勘誤修正和數據建庫與成果制作等。

1.1工作準備

工作準備是保障工作有序開展的前置條件。通過已有資料的收集與分析為具體的行動方案提供依據、為后續調查與測量提供參考底圖數據；通過人員組織培訓、儀器設備準備和宣傳動員，建立有效的技術與環境支撐。

1.2權屬調查

權屬調查是房地一體調查工作的核心，技術人員通過實地調查獲取每一宗地的權力人信息、權屬來源、權屬類型等權屬情況；土地坐落、土地用途、宗地界址等宗地基本情況；宗地上房屋的結構、層次、附屬設施的類型及面積計算方式、產別、年份、墻體歸屬等房屋的相關信息。專業技術人員將相關的調查信息錄入電子表格，形成電子調查表成果。

1.3地籍測量

地籍測量在權屬調查的基礎上進行，通過地籍測量為權屬調查的每一宗土地提供了精確、可靠的位置參考，實現宗地、房屋等信息的不重、不漏、可接邊。專業技術人員通過地籍測量形成基本測量底圖，并將權屬調查的相關信息在測量底圖上標繪，形成原始調查標繪成果圖。

1.4公示與勘誤修正

外業權屬調查及測繪工作完成后，應及時將調查結果按地籍子區或村民小組為單位制作公示圖表進行公示，保障成果的有效性。公示圖涵蓋原工作底圖上的主要要素內容，并增加土地權利人、宗地面積、建筑面積、界址邊長等要素，對宗地面積、建筑面積及相應權利人等重要信息要以表格形式一并公示[1]。公示結束后，須根據公示情況，在原始調查標繪成果圖與電子調查表上進行勘誤修正。

1.5數據建庫與成果制作

利用專業GIS處理軟件，對原始調查標繪圖成果圖與調查電子表，進行數據轉換、檢查、空間關聯、字段屬性標準化和數據整合等一系列處理，形成房地一體數據庫。

基于數據質量合格的房地一體數據庫，制作調查表、房屋面積量算表、界址點成果表等文檔成果與地籍圖、宗地圖和分戶圖等圖件成果。

2數據處理自動化的設計與實現

依據房地一體主要的工作流程，除準備工作外，可將核心工作分為數據獲取與數據處理兩大類。其中數據獲取包含的工作流程是權屬調查、地籍測量和公示與勘誤修正，必須依靠人力實現，這些工序簡稱為外業工作，屬于無法自動化的工作模塊，而數據建庫與成果制作屬數據處理類，此類工序簡稱為內業工作，可通過筆者的方法實現自動化。

2.1技術架構與主體流程

自動化數據處理軟件使用Python語言，以Arcgis的二次開發站點包Arcpy為核心，進行開發實現。基于Arcpy編寫的Python腳本可以充分利用Arcgis強大的數據分析與處理工具，在降低編程代碼量的同時保證運行的效率與穩定性[2]。

整個流程以外業人工作業產出的原始調查圖表為起點，通過自動化檢查、調查數據庫自動建立和成3S+JDTv/PSRMUAvqDisfPQ==果自動輸出形成完整的全自動內業處理流程見圖1所示。

2.2數據結構與標準設計

2.2.1外業人工作業階段產出的數據設計

外業獲取的原始數據是整個自動化處理的起點，需要綜合考慮是否利于實現后續的自動化處理和是否兼容主流的外業測量的技術方法，來設計外業人工作業階段產出的數據的標準。目前測量技術方法主要是采用RTK+全站儀的全野外模式和基于無人機傾斜攝影三維建模技術[3]。這兩種作業模式均可輸出DWG格式的調查底圖數據。DWG格式數據可利用南方CASS軟件編輯成圖，以利用其擴展數據，便于后期地籍房產圖的一體化數據處理[4]。故將調查標繪成果圖規定為DWG格式數據，其中地籍圖通用要素的編碼采用CASS軟件的默認編碼，并為保證調查底圖數據的完整性與滿足數據的全自動化數量，自定義了部分圖層并擴展了CASS編碼。調查標繪成果圖的核心圖層設計，如表1所示。

除調查標繪成果圖外，還需提供調查表，用來補充描述圖上無法展示的信息。調查表格式為Excel，保證可兼容事后人工填表錄入和現場平板電腦錄入的作業方式。Excel電子調查表的主要字段有預編號、權利人、共有人、證件號碼、聯系電話、通信地址、土地坐落、權屬來源等。Excel電子調查表的預編號字段與調查標繪成果圖的BH注記保持一一關聯關系。

2.2.2調查數據庫設計

調查數據庫是整個數據處理過程中的核心數據，起到承前啟后的關鍵作用，必須保證后續各類成果輸出需使用到的所有信息均保存在調查數據庫中，且調查數據庫的數據結構利于成果數據的輸出自動化。調查數據庫核心數據見表2所示。

2.3核心功能實現方法

2.3.1數據轉換

整個流程主要有DWG轉GIS數據庫、Excel表導入GIS數據庫、GIS數據庫轉DWG和GIS數據庫導出Excel表四個轉換模型。

DWG轉GIS數據庫。首先，通過Arcpy調用CADToGeodatabase可以將DWG轉換為點、線、面三個要素類；然后通過實體ID關聯擴展屬性；通過擴展屬性中的CASS碼與GIS數據庫圖層的對應關系進行要素分層[5]，形成GIS數據庫。

Excel表導入GIS數據庫。通過Arcpy調用ExcelToTable_conversion將原始Excel表導入GIS數據庫，再規范化分表即可。

GIS數據庫轉DWG。首先，在GIS數據庫中需轉換的矢量要素類中添加Layer、CadType、XDlist等字段，并按預先定義好的轉換規則，計算這些字段的屬性值；再通過Arcpy的ExportCAD_conversion工具即可轉換為圖層、線形、擴展屬性均符合數據標注的DWG數據。

GIS數據庫導出Excel表。Python中pandas庫是一個強大數據處理庫，支持將數據寫入Excel，用pandas創建DataFrame，即可輕易導入到Excel。

2.3.2數據檢查

數據檢查是自動化處理的基礎，只有質量符合要求的數據才能進入下一步的自動化處理，否則會導致成果文件的瑕疵或程序的卡死。常規的數據檢查方式是通過直接檢查DWG文件，并在CASS等軟件下對DWG文件進行錯誤的修改[6]。而筆者采用先將DWG文件轉為GIS數據庫；再通過Python語言調用Arcpy的相關功能，對GIS數據庫進行修復、檢查；然后再將修復、檢查后的數據轉換為DWG文件的方式完成數據檢查工作。相對于常規數據檢查方式，筆者的檢查方式可利用Arcgis強大的數據處理能力，不僅檢查效率高，更是可以將部分因軟件數據容差、繪圖精度或作業方法限制等導致的問題自動修復，極大地減少人工修改的工作量。如因DWG數據下無法建立嚴格的拓撲關系，會存在節點需要歸化的問題[7]，此類問題直接在DWG文件下進行修改的難度和工作量極大，而通過Arcpy可在GIS數據庫下建立嚴格的拓撲關系，并在設定的容差下自動修復。

核心檢查規則具體敘述如下。

（1）圖形正確性檢查。閉合性檢查，即宗地、房屋及附屬設施中不能存在不閉合的線段；

弧線檢查，即宗地、房屋及附屬設施中不能存在弧線段；尖銳角檢查，即宗地、房屋及附屬設施中不能存在不合理的銳角；圖形環方向、圖形重復節點等問題全自動修復。此類檢查可利用組成圖形的點、線的數學邏輯關系編碼實現。

（2）圖形拓撲關系檢查。JMD層面相交檢查，即房屋及房屋附屬不能存在重疊現象；

JZD層面相交檢查，即宗地之間不能存在重疊現象；JMD層是否完全在JZD層范圍內檢查，即房屋及附屬設施必須位于宗地范圍內；圍墻骨架線位置正確性檢查：圍墻不能跨越宗地；容差內拓撲問題、節點歸化問題等全自動修復。此類檢查可利用Arcpy數據管理模塊下的Topology相關功能編碼實現。

（3）注記信息完整性與正確性檢查。讀取解析注記內容，根據各類注記預先定義的填寫規則進行檢查。如編號注記不能出現重復；房屋層數注記中不能存在數字0漢字、字母、小數等。此類檢查是核心檢查之一，但檢查項較多，此處不一一列舉，只需規則定義清晰，按規則進行編碼實現即可。

（4）注記與圖形關聯關系檢查。如附屬設施與附屬設施注記是否——對應檢查；宗地與權利人是否——對應檢查；宗地與編號是否一一對應檢查；房屋與房屋結構注記是否——對應檢查等。此類檢查，可調用Arcpy的空間連接等空間分析相關的功能，進行編碼實現。

2.3.3自動建立調查庫

自動建立調查庫是整個自動化過程的核心。是以原始的調查標繪成果圖和電子調查表為依據進行系列數據處理，形成規范的調查數據庫。核心功能說明如下。

（1）提取生成幢。以初始轉換GIS庫中的FW、MZJMD為數據源，按宗地為單位進行融合，并處理直線上的冗余節點，即可形成自然幢的范圍線。并通過與FW的空間關聯，可維護自然幢的總層數、房屋結構和所在層等屬性信息。同時FW與MZJMD中的要素幢號屬性通過空間關聯幢進行填寫。

（2）提取生成層并維護建筑面積。將MZJDM與FW中計算面積的部分，按層數創建要素；然后按宗地ID、幢號、層數進行融合，生成每一宗地、每一幢、每一層的層范圍線，并計算出對應的建筑面積。最后根據逐級匯總的原則，由層建筑面積匯總出幢的建筑面積并填入對應幢要素的屬性中，由幢建筑面積匯總出宗地的建筑總面積并填入對應的宗地屬性中。

（3）宗地信息維護。宗地順序號編制，通過計算宗地的重心、分類聚合的方式[8]，實現“從西向東、從北到南”的宗地順序號自動編制。

（4）各圖層通用屬性及隸屬代碼維護。根據宗地順序號與地籍子區生成各宗地的宗地代碼。各圖層用宗地ID與宗地的關聯關系，填寫各圖層要素的隸屬宗地屬性。

（5）提取生成宗地內界址點。遍歷每一宗地，提取每一宗地的點集；遍歷點集中的每一個點，與宗地最小外接矩形的四個角做距離運算，找到宗地西北、東北、東南和西南位置的界址點；將點集從西北位置重新按順序進行編號，形成最終的宗地內界址點，并將西北、東北、東南和西南位置的界址點按規定的編碼重點標注便于后續使用。

（6）提取生成宗地內界址線。以宗地為單位，將宗地內界址點按順序連線，即可生成宗地內界址線；同時可根據界址線的起始點的信息，判斷界址線所處宗地的位置，即西北點與東北點之間的界址線的位置可標記為北、東北點和東南點之間的界址線的位置可標記為東、東南點和西南點之間的界址線的位置可標記為南、西南點和西北點之間的界址線的位置可標記為西；通過界址線與宗地進行空間連接，可以自動計算出各界址線的鄰宗宗地信息。

（7）宗地四至維護。界址線的鄰宗即為宗地的鄰宗，在界址線已標記出方位的情況下，只需遍歷本宗地四方向的界址線的鄰宗權利人，填入對應的宗地四至中即可。

2.3.4自動輸出成果圖表

（1）圖件自動輸出。首先，在Arcgis軟件下配置圖件mxd模板以及相對路徑下的mdb數據庫，mxd文檔中定義了圖件中需展示的各圖層的表示符號、圖框信息等，而mdb數據庫為mxd文檔提供數據源；然后，遍歷調查數據庫中的每一宗地，以宗地為單位，形成mxd文檔，并自動導出為pdf文件。詳細的技術流程，可參考劉暢對宗地圖自動化制作軟件的設計[9]，本文不再贅述。

（2）報表與文檔自動輸出。可直接調用西安大地測繪股份有限公司研發的通用報表輸出軟件進行輸出[10]。

3實際應用

在陜西省某縣某標段的房地一體調查中，使用本文的技術路線與方法，實現專家遠程指導，現場只有一名內業技術人員的情況下，同時控制多臺計算機，完成全標段50余個行政村共40000余宗宗地的數據檢查、數據建庫以及所有圖表成果數據的輸出。其中數據檢查無誤后，數據建庫、圖表輸出完全由計算機全自動完成。

4 結語

本文通過定義數據交換的標準，并配套用Python開發的程序，實現了農村房地一體數據處理的全自動化，提高了工作效率，保證了成果質量。可為相似的調查建庫類項目提供借鑒與參考。

參考文獻

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[10] 劉亮，羅平.通用測量報表輸出軟件的設計與實現[J].測繪與空間地理信息，2023，46（10）：207-209，213，216.