GIS技术在高速公路用地计算中的应用

王 静，龚 浪，周小棚

(广西交科集团有限公司，广西 南宁 530007)

0 引言

公路用地表是公路设计的重要组成部分，其内容包括用地起讫桩号、长度，所属县、乡、村，土地类别及数量等信息，主要用于项目编制造价文件、计算公路工程项目建设用地指标及办理用地相关手续等方面[1]。近年来随着高速公路建设飞速增加，涉及公路工程项目建设用地的政策和费用不断变化，因此对公路用地表中所列的地类和数量的准确性提出了更高的要求。

公路用地数量的传统计算方法主要是手动勾绘，即在地形图中通过线条和地类符号、公路用地红线，勾绘闭合曲线，分别统计各个分段中不同地类的面积，最终汇总得到项目的用地类型及总数量。这种传统的统计方法，具有效率低、准确性差等缺点，其最大的缺陷在于，地形图上的地类，是根据现场调查时看到的植被来确定的，与国土部门登记的地类并不完全一致。因此亟须引进一种新的方法对公路用地表中所列的地类和数量进行快速且精确的获取，这对项目造价文件编制、办理相关用地手续、加快高速公路的建设等具有重要意义。

地理信息系统(Geographic Information Systems，简称GIS)作为土地资源数据的管理、更新、评价的有力手段，对土地资源管理工作具有十分重要的意义，在土地调查中得到广泛的应用。GIS软件可用于数据输入、编辑、查询、分析等操作，实现地图制图、地图编辑、地图分析等功能。

本文以水口—崇左—爱店公路(崇左至爱店口岸段)为例，利用GIS软件和国土地类数据，提出一种新的快速、精确、有效的方法对公路用地及公路用地表进行计算和编制，以期为类似项目用地计算提供新思路、新方法。

1 基础数据收集整理

采用GIS软件计算公路用地数量，需收集整理以下基础数据：项目沿线用地相关的土地资源管理数据，即SHP数据，其中包含地块所属村镇、地类等信息；项目用地红线，按需要进行分段、分类。

1.1 沿线用地相关数据

根据设计确定的路线走向，收集沿线土地资源管理数据，通常按路中线两侧各100 m范围进行收集。

收集到的SHP数据，包含所涉及地块的所属县、乡、村，土地类别、数量，能够满足编制公路用地表的需要。

1.2 项目占地红线整理

项目占地红线在CAD中汇总后，需根据设计需要进行整理。主要根据《公路工程项目建设用地指标》[2]中相关指标进行分段。

改路、改河、改沟、改渠、改移输电、通信线路和专业管道的改移工程的用地，以及经技术、经济论证必须设置取、弃土场时，此部分占地被划分为独立部分，同时形成单独的闭合多段线。

沿线设施用地指标按收费设施、服务设施、监控通信设施和养护设施等分类编制，此部分占地划分为独立部分，同时形成单独的闭合多段线。

互通式立体交叉用地指标受互通类型、主线长度、被交路长度、互通具体设计指标影响，每个互通均划分为单独的闭合多段线，同时扣除服务设施所占部分。

其余占地可根据设计需要进行划分，可按公路用地图的分图标准每700 m一段，也可按所属村、镇分段，分段方式可灵活掌握，但需保证形成单独的独立闭合多段线。

整理后的项目占地红线由多个闭合多段线组成，相互独立但又彼此贴合，与实际占地情况相符合。

2 占地红线整合至GIS数据中

以GIS数据的坐标系为基准，将占地红线坐标转至GIS数据坐标，确保GIS数据与占地红线坐标一致。在GIS软件中导入转换坐标后的占地红线，在GIS软件中进行数据整合，导入转换坐标后CAD文件，在软件中转换为线要素、面要素，以便下一步操作。

在数据转化过程中，需要确保坐标的一致性，避免坐标不一致导致的数据偏差，同时需要对转换形成的面要素进行处理，比如不需要征用土地的部分，需要手动扣除，避免重复计算。

由于占地分块较多，为方便数据处理时统计分析，需在面要素中标注编号。

3 数据叠加、处理

运用GIS软件内置的功能，对占地要素和地类要素进行相交处理，形成新的面要素。新的面要素属性中包括所属村镇、地类、面积等信息，可通过属性表提取相关信息，进而整理汇总，完成公路用地表的编制。

3.1 数据叠加

运用GIS软件内置的功能，对占地要素和地类要素进行相交处理，形成占地性质面要素，此面要素的属性包括所属村镇、地类、面积等信息。

3.2 数据提取及处理

通过占地性质面要素的属性表，导出数据至电子表格中进行处理，以面要素编号、所属村镇为行，地类为列，分析汇总数据，得到各分段的占地数据。

将分析汇总后的数据填入公路用地表，即可完成公路用地表的编制工作。

4 项目应用

4.1 项目施工图设计中的应用

水口—崇左—爱店公路(崇左至爱店口岸段)位于崇左市宁明县境内，路线全长55.179 km，采用双向四车道高速公路标准，设计速度为100 km/h，路基宽度为26 m。爱店连接线路线全长3.617 km，采用一级公路标准，设计速度为80 km/h，路基宽度为25.5 m。亭亮、宁明连接线共长5.408 km，采用二级公路标准，设计速度为60 km/h，路基宽度为10 m。

本项目施工图设计阶段利用GIS基础数据，采用Arc Map软件进行公路用地数据的计算和汇总，项目占地涉及25个行政村，占用土地包括水田、旱地、果园、公路用地等18种地类。采用GIS软件计算公路用地数据，可在短时间内完成一个高速公路项目的全部用地数据统计汇总，具有准确性高、速度快的特点，与过去在CAD图上计算的方法相比有着巨大的优势。

4.2 GIS技术与传统方法对比分析

采用GIS软件初步设计的红线计算占地数据，与采用传统方法计算的占地数据进行对比。对比情况如表1所示。

表1 不同计算方法所得占地数量对比表

占地总量：偏差33.53亩，占传统方法计算的占地数量的5.5%。偏差原因除小数点取舍造成之外，主要在于CAD图计算与软体计算之间的准确性的差距。

耕地：耕地总量偏差350亩，占传统方法计算的耕地数量的12%。分析其他地类情况，偏差主要在于传统方法计算占地数量时，部分耕地计入园地(86.57亩)，部分未利用地(草地、裸地等)计入了耕地(259.1亩)。传统方法未按标准分类，而采用菜地、蔗地等非标准地类名称。

水田：水田数量偏差619.32亩，占传统方法计算的水田数量的105%，偏差主要在将不种植水稻的水田计入了旱地当中。

林地：总量持平，但二级类林地数据偏差较大，部分灌木林地、其他林地计列为有林地。

交通运输用地：偏差18.23亩，偏差原因主要在于公路用地的边界，现场调查位置与国土部门基础数据不一致。

5 结语

本文通过采用GIS软件计算数据与水口—崇左—爱店公路(崇左—爱店口岸段)公路初步设计用地数据进行对比，得出以下结论：(1)传统方法计算的公路用地数量，与采用GIS软件计算的公路用地数量对比，在地类、数量上存在很大偏差，不能真实反映项目用地情况；(2)设计单位在进行公路设计时，可以充分利用已有的GIS软件和基础数据进行用地数据的计算，既能提高工作效率，又能提高用地数据的准确性。