1. 引言
土地调查是我国法定的一项重要制度,是全面查实查清土地资源的重要手段。第三次土地调查目的是在第二次全国土地调查成果基础上,全面细化和完善全国土地利用基础数据,实现成果信息化管理与共享,满足生态文明建设、空间规划编制、供给侧结构性改革、宏观调控、自然资源管理体制改革和统一确权登记、国土空间用途管制等各项工作的需要 [1] 。在第二次土地调查中,线状地物宽度大于图上2 mm的,按图斑调查;线状地物宽度小于图上2 mm的,调绘中心线,用单线符号表示;农村土地一般采用1:2000比例尺进行数据生产,折算线状地物的实地宽度为20 m以下,一般位于地物的中心,故存在着很多不连续和重叠的地方 [2] 。线状地物包括河流、铁路、公路、管道用地、农村道路、林带、沟渠和田坎等。线状地物的面积主要是通过线状地物的长度乘以宽度得到。在第三次全国土地调查中,取消线状地物主体,要求统一用图斑的方式表达,因此线状地物转换为面状图斑的任务,在第三次土地调查中尤为重要。在第三次全国土地调查实施方案中关于线状地物调查规范 [3] 做了如下要求:
1) 所有需要上图的道路、沟渠、河流等线性地物,应根据外业调查结果和影像特征重新矢量化,以图斑的形式表示。
2) 对农村范围内,南方宽度1~8米,北方宽度2~8米(上下均含)的道路,调查为农村道路或公路用地;大于8米的道路或纳入乡镇级及以上级别道路网规划的道路,一律按公路调查。
3) 道路、河流被权属界线分割的,按不同图斑上图。用地范围不确定的在建道路,暂不调查。
4) 对城镇村庄内部道路用地,调查城镇村庄内部主干路、次干路及支路,其他道路可与相邻图斑合并。
5) 对于线状地物交叉的,上部的线状地物连续表示,下压的线状地物断在交叉处。线状地物穿过隧道时,线状地物断在隧道两端。
2. 技术实现
2.1. 总体设计
综上第三次全国土地调查规范所述,线状地物的图斑化工作流程如图1。
1) 合并同类线状地物:合并行政区内的相同地类代码并且宽度一致相邻的线状地物,根据设定容差自动连接线状地物;
2) 线状地物面状化:根据线状地物的宽度值,正负方向分别推平行线,根据平行线的点,按顺序连接生成面状图形,并记录对应的线状地物ID;
Figure 1. Flow chart of the linearization of the linear features
图1. 线状地物的图斑化流程图
3) 相交压盖处理:不同地类线状地物相交压盖部分处理,大致可分为:十字交叉相交,拐角L字型相交,T字型相交,如图2所示,根据地类连通性的优先级规则进行处理,后面章节展开探讨;
Figure 2. Linear intersection intersection type diagram
图2. 线状地物相交类型图
4) 面状图斑属性赋值:(1)通过空间关系提取所在的权属范围,例如权属代码字段;(2)复制线状地物的现有属性字段到生成的面状地类图斑,例如地类编码字段;
5) 导入到地类图斑:将线状地物生成的面状图斑导入到地类图斑层,并进行空间切割等处理,保持拓扑关系的完整性。
2.2. 线状地物面压盖处理
线状地物转面后,不同地类的接边处存在着相交、重叠、压盖等情况,如果单纯用类似ArcGIS软件缓冲方式转换生成面后如图3所示,难以满足三调的规范要求,后续的接边操作将是很大的工作量去修整。针对此问题,以下为本文提出的方法,首先确定线状地物的相交类型,然后根据相交类型分别处理。
确定相交类型:根据缓冲后的面,找到其对应缓冲面之前的线状地物(简称A),用A要素通过空间关系找到与之相交的线状地物列表,不失一般性,取第一条相交线状地物(简称B)用来分析,用ArcEngine的IRelationalOperato的接口来判断 [4] ,如果A与B为Crosses空间关系,则为十字型相交;如果A与B为Touches空间关系,并且是A与B的首尾点相同,则为L字型相交;其它则为T字型相交。
Figure 3. ArcGIS buffer generation surface
图3. ArcGIS缓冲生成面
相交接边处理:然后用ArcEngine的ITopologicalOperator的接口来分别按类型进行相应切割处理:
1) T字型相交:假设A的端点与B的线上点形成T字形相交,可以忽略A与B的连通性权重级别,保留B的缓冲面后的完整性不处理,然后用A的缓冲面与B的面进行Difference处理,切割掉A与B的相交部分,反之亦然。
2) 十字型相交:A与B形成十字型相交,首先根据A与B的连通性权重级别,确定哪个优先保留连通完整性,假设A的优先级高,保留A的缓冲面后的完整性不处理,然后用B的缓冲面与A的面进行Difference处理,切割掉B与A的相交部分,反之亦然。
3)L字型相交:A与B形成L字型相交,首先用A与B的缓冲面的最外边线,分别作延长线至相交,补齐缓冲后的空缺部分,空缺部分面分别与A和B的缓冲面进行Union做合并处理,接着根据A与B的连通性权重级别,确定哪个优先保留连通完整性,假设A的优先级高,保留A的缓冲面后的完整性不处理,然后用B的缓冲面与A的面进行Difference处理,切割掉B与A的相交部分,反之亦然。
以Microsoft Visual Studio2012为开发环境,基于ArcGIS平台二次开发实现以上方法,线状地物转换生成面后如图4所示,能满足线状地物调查规范的要求。
Figure 4. This method converts the generated face
图4. 本文方法转换生成面
3. 结束语
本文总结了三调线状地物图斑化的规范和要求,提出了传统的GIS软件处理线状地物图斑化存在的问题,同时,本文提出的线状地物图斑化方法,并且以ArcGIS平台二次开发的实现进行方法验证,能够达到线状地物自动图斑化的目标。由于实际作业过程中影像和线状地物的套合精度,难免存在部分数据的偏差,建议在面状化之前进行前期的调整。