文/毛忠安 李致博

（陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)土地勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)院 陜西省西安市 710075）

1 研究背景及意義

2017年10月16日，根據(jù)《土地調(diào)查條例》有關(guān)規(guī)定，國務(wù)院決定自2017年開展第三次全國土地調(diào)查。2018年8月29日，國務(wù)院決定第三次全國土地調(diào)查調(diào)整為第三次全國國土調(diào)查（下文簡稱國土三調(diào)）。根據(jù)國土三調(diào)相關(guān)要求，其主要工作包括：土地利用現(xiàn)狀調(diào)查，土地權(quán)屬調(diào)查和專項(xiàng)用地調(diào)查、數(shù)據(jù)庫建設(shè)和成果匯總。其技術(shù)路線為：基于高分辨率遙感數(shù)據(jù)制作遙感正射影像圖，基于內(nèi)業(yè)對(duì)比分析制作土地調(diào)查底圖，基于已有成果和技術(shù)進(jìn)行土地利用現(xiàn)狀外業(yè)調(diào)查，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)庫建設(shè)、內(nèi)外業(yè)核查、數(shù)據(jù)更新、質(zhì)量抽查、專項(xiàng)分析等。

由上可知：土地利用現(xiàn)狀外業(yè)調(diào)查是國土三調(diào)的重要工作，外業(yè)調(diào)查的準(zhǔn)確性直接影響國土三調(diào)的數(shù)據(jù)庫質(zhì)量。土地利用現(xiàn)狀外業(yè)調(diào)查首先需要外業(yè)調(diào)查底圖，紙質(zhì)版的外業(yè)調(diào)查底圖因其便于攜帶、便于標(biāo)記、清晰直觀等諸多優(yōu)點(diǎn)成為外業(yè)調(diào)查的不二選擇。因此，紙質(zhì)版外業(yè)調(diào)查底圖的成圖成為影響和制約土地利用現(xiàn)狀外業(yè)調(diào)查的重要因素，對(duì)于土地利用現(xiàn)狀外業(yè)調(diào)查乃至整個(gè)國土三調(diào)意義重大。

本研究以閻良三調(diào)數(shù)據(jù)為依托，重點(diǎn)研究土地利用現(xiàn)狀外業(yè)調(diào)查底圖（下文簡稱外業(yè)調(diào)查底圖）的成圖制作以及批量出圖程序，以期為后續(xù)國土三調(diào)工作的提質(zhì)增效提供一定借鑒。

2 數(shù)據(jù)整合及處理

2.1 數(shù)據(jù)整合

根據(jù)國土三調(diào)技術(shù)規(guī)程，外業(yè)調(diào)查底圖制作需要收集以下數(shù)據(jù)：

（1）遙感正射影像圖（DOM）：由國家統(tǒng)一下發(fā)。

（2）國家不一致圖斑圖層：由國家統(tǒng)一下發(fā)。

（3）二調(diào)地類圖斑圖層、線狀地物圖層、行政區(qū)劃圖層等：由國土局提供最新的二調(diào)數(shù)據(jù)庫。

（4）不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)、水利數(shù)據(jù)等：由閻良區(qū)不動(dòng)產(chǎn)登記局、水利局等單位提供。

（5）閻良三調(diào)地類圖斑圖層：根據(jù)遙感正射影像圖內(nèi)業(yè)勾繪得到。

2.2 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)國土三調(diào)技術(shù)規(guī)程，本次調(diào)查統(tǒng)一采用2000 國家大地坐標(biāo)系，1985 國家高程基準(zhǔn)，矢量數(shù)據(jù)格式。因此，本研究中數(shù)據(jù)處理包括格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、底圖符號(hào)化。

2.2.1 格式轉(zhuǎn)換

將非矢量數(shù)據(jù)如文本格式、DWG 等轉(zhuǎn)換為矢量格式。矢量數(shù)據(jù)基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為：一個(gè)（X,Y）坐標(biāo)為矢量點(diǎn)，兩個(gè)及以上矢量點(diǎn)順序連接為矢量線，三個(gè)及以上矢量點(diǎn)首尾連接為矢量環(huán)（若順時(shí)連接為外環(huán)，若逆時(shí)針連接為內(nèi)環(huán)或洞），兩個(gè)及以上矢量環(huán)形成矢量面。基于這一原理，對(duì)文本數(shù)據(jù)本研究編寫程序，反生shp格式，使其轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)，然后按照國土三調(diào)數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)人工完善屬性信息；對(duì)其他格式數(shù)據(jù)，使用ArcGIS 的Conversion Tools 進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，隨后進(jìn)行屬性信息完善。

2.2.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

本研究采集到的數(shù)據(jù)部分采用1980 西安坐標(biāo)系，本次調(diào)查要求采用2000 國家大地坐標(biāo)系，因此本研究涉及1980 西安坐標(biāo)系向2000 國家大地坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，其基本原理如下：

（1）高斯反算公式。將1980 西安坐標(biāo)系在高斯投影3°分帶下的平面直角坐標(biāo)進(jìn)行高斯投影反算得到其在1980 西安坐標(biāo)系下的經(jīng)緯度，由高斯公式可推導(dǎo)反算公式，推導(dǎo)過程略，結(jié)果如下：

（2）布爾沙七參數(shù)轉(zhuǎn)換公式。將1980 西安坐標(biāo)系下的空間直角坐標(biāo)系（x1，y1，z1）轉(zhuǎn)換為2000 國家大地坐標(biāo)系的空間直角坐標(biāo)系（x2，y2，z2），本研究使用布爾沙七參數(shù)轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行橢球轉(zhuǎn)換，其具體公式如下：

（3）高斯正算公式。將2000 國家大地坐標(biāo)系的經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換為在高斯投影3°分帶下的平面直角坐標(biāo)，具體公式如下：

2.2.3 符號(hào)化顯示根據(jù)實(shí)際所需，外業(yè)調(diào)查底圖上圖要素及符號(hào)化如下：

（1）遙感正射影像圖（DOM）：作為現(xiàn)狀調(diào)查的基本依據(jù)，采用“RBY”三色顯示。

（2）國家不一致圖斑圖層：作為外業(yè)調(diào)查重點(diǎn)對(duì)象，采用紅色、60%透明度顯示，并標(biāo)注內(nèi)業(yè)預(yù)判地類字段。

（3）二調(diào)地類圖斑圖層：作為地類判讀的重要依據(jù)，采用紫色邊框顯示，并標(biāo)注地類編碼字段。

（4）線狀地物圖層：作為鐵路、公路等線狀地物的重要參考，采用黃色三線顯示，并標(biāo)注地類名稱字段。

表1：閻良三調(diào)外業(yè)調(diào)查底圖批量出圖程序和人工方法對(duì)比表

圖1：閻良三調(diào)外業(yè)調(diào)查底圖模板

圖2：閻良三調(diào)外業(yè)調(diào)查底圖批量出圖程序設(shè)計(jì)流程圖

（5）零星地物圖層：作為水塔、高壓電塔等零星地物的重要參考，采用青色三角形顯示，并標(biāo)注地類名稱字段。

（6）行政區(qū)劃圖層：作為數(shù)據(jù)匯總、程序主控圖層，采用藍(lán)色邊框顯示，并標(biāo)注行政區(qū)名稱字段。

（7）閻良三調(diào)地類圖斑圖層：是本次調(diào)查的主要成果，采用綠色邊框顯示，同時(shí)標(biāo)注地類編碼字段。

（8）其他要素：按照系統(tǒng)默認(rèn)顯示方式顯示。

2.3 外業(yè)調(diào)查底圖模板制作

在完成2.2 后，按照國土三調(diào)相關(guān)要求結(jié)合閻良實(shí)際，本著“簡潔美觀、清晰直觀、易于參考”的原則，利用ArcGIS 軟件建立外業(yè)調(diào)查底圖模板（.mxd），如圖1 所示。

3 研究原理與方法

3.1 基本原理

根據(jù)國家規(guī)定：本研究采用50cm×50cm 的正方形分幅，圖幅編號(hào)采用坐標(biāo)編號(hào)法即使用每幅圖西南角坐標(biāo)進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)時(shí)X坐標(biāo)公里數(shù)在前，Y 坐標(biāo)公里數(shù)在后，坐標(biāo)公里數(shù)取至0.1km。為了外業(yè)調(diào)查的便利性、準(zhǔn)確性，在一副標(biāo)準(zhǔn)圖幅中，全幅居中顯示一個(gè)村小組范圍的圖面信息。

根據(jù)上述需求，本程序主要原理為：獲取閻良行政區(qū)劃圖層中一個(gè)村小組范圍，使其全幅居中顯示至一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖幅中，然后設(shè)置相關(guān)圖幅要素，進(jìn)行圖片輸出，隨后循環(huán)至下個(gè)村小組，重新設(shè)置圖幅要素，循環(huán)往復(fù)，直至完成所有村小組后退出循環(huán)。需要程序編譯的圖幅要素如下：

3.1.1 主標(biāo)題

在程序中根據(jù)當(dāng)前顯示的村小組范圍，獲取村小組名，編譯主標(biāo)題信息，輸出至圖幅。

3.1.2 圖幅號(hào)

在程序中獲取當(dāng)前圖面所在標(biāo)準(zhǔn)圖幅信息，計(jì)算圖幅編號(hào)輸出至圖幅。

3.1.3 結(jié)合表

根據(jù)當(dāng)前圖幅號(hào)，按照?qǐng)D幅編號(hào)規(guī)則計(jì)算其四周8 個(gè)方向的圖幅號(hào)，編輯結(jié)合表后輸出至圖幅。

3.1.4 角坐標(biāo)

根據(jù)當(dāng)前圖幅號(hào)和圖面寬度、長度，計(jì)算角坐標(biāo)并輸出至圖幅。

3.1.5 比例尺

該村小組全幅居中顯示至一副標(biāo)準(zhǔn)圖幅后，計(jì)算當(dāng)前比例尺并輸出至圖幅。

3.2 實(shí)現(xiàn)方法

基于本程序的C/S 架構(gòu)和ArcGIS 二次開發(fā)需求，綜合考慮編程的便利性和穩(wěn)定性，本研究最終選取C#.NET 作為窗體程序的研發(fā)平臺(tái)，使用面向?qū)ο箝_發(fā)方式；選取AE 作為ArcGIS 二次開發(fā)的平臺(tái)，使用AO 開發(fā)方式。C#.NET 平臺(tái)是 Microsoft XML Web services 平臺(tái)，該平臺(tái)提供創(chuàng)建 XML Web services 并將這些服務(wù)集成在一起之所需。AO 是ESRI 公司ArcGIS 家族中應(yīng)用程序ArcMap、ArcCatalog 的開發(fā)平臺(tái)，它是基于Microsoft COM 技術(shù)所構(gòu)建的一系列COM 組件集。

在確定開發(fā)平臺(tái)、編程語言和開發(fā)方式后，基于3.1中相關(guān)內(nèi)容，得到本程序的設(shè)計(jì)流程圖，如圖2 所示。

按照程序設(shè)計(jì)流程圖，完成程序研發(fā)，并進(jìn)行相應(yīng)的軟件測試。其部分編譯源碼如下：

（1）設(shè)置標(biāo)題相關(guān)信息：

4 結(jié)果與討論

本研究以閻良三調(diào)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行定量分析，按照50cm×50cm的正方形分幅共計(jì)出圖487 幅，定量分析結(jié)果如表1 所示。

由表1 可知：以單幅出圖時(shí)間計(jì)算，外業(yè)調(diào)查底圖批量出圖程序出圖速度比人工方法快1014 倍；出錯(cuò)率比人工方法減少7.59%。

5 綜述

閻良三調(diào)外業(yè)調(diào)查底圖批量出圖程序的研發(fā)極大提高了閻良三調(diào)土地利用現(xiàn)狀外業(yè)調(diào)查的工作效率，極大降低了閻良三調(diào)土地利用現(xiàn)狀外業(yè)調(diào)查底圖的出錯(cuò)率，節(jié)省了大量的人力、物力，為閻良三調(diào)后續(xù)工作的開展提供了全新思路，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。