一站式房地一体成图建库平台搭建

吴金豪，刘 剑*，易雅琴

（1.广东省国土资源测绘院，广东 广州 510500）

目前，宗地图成果地籍调查成果的应用主要采用GIS技术，以实现建立数据库以及电子图件的批量导出。但在传统的地籍调查类项目中，数据化成图采用的数据格式一般为单纯的dwg格式数据，其中偏向于对图中地形的展示，与GIS数据库的机制完全不同。在实际作业中，地籍调查成果还需要花费较多的时间进行数据建库，不仅效率低下，还会因为地籍调查成果质量原因造成建库成果与地籍调查成果不一致[1-7]。为解决此问题，本文基于ArcGIS平台进行研究，利用平台自身强大的数据管理引擎，结合图面展示的多样性，进而集成平台的属性质检、空间分析、拓扑检查等功能，搭建可处理数据、质检、成图、建库的一站式房地一体成图建库软件。

1 总体思路

1.1 业务流程

结合“房地一体”项目特点，以一站式成图建库为设计目标，进行业务流程逻辑设计。首先，基于历史农调数据、地形图以及外业实勘所得数据，按要求绘制内业基础数据，再进行数据建库（一是将宗地与自然幢进行图属关联。二是批量生成非空间数据表，包括权利人表、户表、逻辑幢表。三是关键字段赋值，包括计算赋值和缺省值自动赋值）；然后对数据库进行属性及拓扑检查。最后基于检查无误的数据，批量输出汇交所需成果，主要包括图件材料、矢量数据和附件目录，业务流程如图1所示。

图1 业务流程图

1.2 技术路线

技术路线如图2所示。首先，通过前期调研确定“房地一体”的项目需求，了解历史数据格式，并收集地籍调查软件有关资料；其次，以实现建库成图一站式为目标，对房地一体化、数据处理自动化、成图建库一体化等关键技术进行可行性研究；最后，确定系统总体框架和功能模块，选用平台语言及框架，研发房地一体成图建库软件。

图2 技术路线

1.3 系统架构

房地一体成图建库软件的系统架构（如图3所示），为用户层、应用层、逻辑层、数据层、支撑层。用户层主要服务三类人员，分别为作业人员、质检人员和运维人员；应用层分为数据转换、数据建库、数据检查、成果输出4个模块；逻辑层中包含区县授权、房地一体化、数据处理自动化、建库成图一体化等主要技术；数据层中包括地形数据、专题数据、历史农调数据、内业绘制数据；支撑层分为硬件支持与软件支持，硬件主要为笔记本、台式机等PC机器，软件方面则为ArcGIS与WPS。

图3 系统架构图

2 关键技术

2.1 房地一体化

房屋与宗地的逻辑关系要求房屋主体建筑必须位于宗地范围内。根据这个逻辑规则，结合空间叠加分析，将宗地与房屋通过字段进行关联，具体技术流程如图4所示。首先，新建宗地的“宗地编号”字段与房屋的“隶属宗地编号”字段；然后，通过空间连接工具获取宗地与房屋的空间关系；最后，根据空间关系为宗地赋值“宗地编号”字段，并为房屋赋值“隶属宗地编号”，实现宗地与房屋的属性关联。

图4 房地一体化技术流程图

2.2 成图建库一体化

数据在整个业务流程中有3个阶段：原始数据、过程数据以及成果数据。其中，原始数据则为作业人员自行采集的数据，格式可为shapefile、gdb、dwg等。过程数据则为在系统中流动的数据形态，格式为gdb，成果数据为最终汇交的数据格式，为shapefile格式。为实现成图建库一体化，本文将建库融于过程库制作中，在成图前检查各数据层的各字段的填写规范与图层之间的逻辑关系，达到过程库在成图前已符合导出成果数据的标准，实现成图建库同步，减少作业的重复并降低错误。

2.3 其他主要技术点

2.3.1 成图标注设计

宗地图内，宗地要素标注有三大要素：“权利人”、“宗地代码”、“实际用途”。房屋要素标注有三大要素：“房屋结构”、“房屋要素”、“累计层数”。由于宗地在相同空间位置只会存在一宗，因此宗地的标注相对简单。而自然幢的标注存在获取该相同空间位置的房屋的累计层数的难点，本文就此设计了成图标注技术流程。首先使用“联合”工具将自然幢进行“切割”，得到若干组相同几何的要素集；再通过“查找相同”工具，查找整理相同的几何要素并将其分组；最后，将整理完的信息记录于出图图层字段内，再以标注形式进行显示。

2.3.2 分层图多余节点去除

导出房屋平面图中，存在由于采集数据问题而导致多余节点，进而导致出图时呈现多端长度标注的错误。针对多余节点不可随意去除，经实验测试，若面上去除任何一点，面积长度均发生变化。因此，需要在图形轮廓不变的前提下，保证长度标注的正确性。本文处理步骤如下：设预处理的面部件为Pa，将Pa面转线转换为La；同时将Pa通过“简化建筑物”工具去除多余的点再将去除多余节点后的Pa折点转点为Pi最后通过“点切割线”工具用Pi切割La，则可得出最后的标注长度。

3 软件实现

3.1 功能设计

3.1.1 主界面

界面采用“Office Ribbon”组件搭建，系统功能模块共分为“数据转换”、“数据建库”、“数据检查”、“综合制图”、“其他”。同时具备工具栏、图层列表、视图。同时采用“WeifenLuo”组件，使界面模块可灵活挪动。

3.1.2 数据转换

数据转换主要分为单层转换、多层转换、常规转换。该功能基于ArcGIS的ArcGISscripting模块，采用继承其模块的arcpy站包点，实现了适应多环境、多源异构的数据间转换。其次，为实现房地数据与建库系统的完美衔接，数据转换提供转换前验证，根据“宗地包含房屋首层主体建筑的”等基本原则，验证确保数据的正确性与统一性，数据无误后搭建宗地与房屋之间的空间规则，进而对宗地房屋进行衔接联系，实现房地一体化。其中可进行转换的数据格式包括dwg、shapefile、gdb、Excel。

3.1.3 数据建库

数据建库主要分为预编号、数据继承、单元编号、批量导表、属性计算、生成界址等功能。数据建库是基于arcpy站包点，采用python语言进行编译，以ArcGIS数据分析、数据管理等强大功能为基础，结合ModelBuilder对功能点进行灵活搭建，实现了数据库的一站式搭建，保证其稳定性和准确性，其中包含自动生成各个逻辑表格、自动编写不动产单元号、生成界址线与界址点等。另外为满足作业需要，数据建库还包含了一系列的辅助功能，其中包括四至计算、行政区赋值等快捷功能。

3.1.4 数据检查

数据检查主要分为属性检查与拓扑检查，其中包括上百条检查规则，参考《广东省房地一体农村不动产权籍调查成果质量检查规则》进行编写，并根据实际情况添加其他检查规则，如检查同幢房屋主体建筑之间是否存在缝隙、附属要素是否与主体建筑接边等。系统将几何拆分为线作为最小单位，通过遍历相邻线段与不相邻线段，再结合数学公式判断线段间的空间关系，继而形成拓扑检查报告。

3.1.5 成果输出

成果输出主要分为三方面：综合制图、成果导出、附件导出，综合制图是导出宗地图、房屋分层图、权籍测量报告等图件文档，系统灵活运用arcpy.mapping模块与graph模块，通过ArcGIS的mxd模板进行预设定，事先设置好出图的细节，再通过图形范围自动定位到宗地位置，逐一出图，最终实现多格式的批量出图。成果导出是导出空间数据以及其他表格，并整理为规范的组织目录，其中使用了ArcGIS的数据转换引擎，基于省库的成果模板，将系统中的过程数据库通过字段映射一一进行转换，并对部分几何图形进行特殊处理，例如合并且只保留自然幢首层。附件导出则是将采集的外业实地照片、权属证件等输出为pdf，并整理为规范的组织目录。

4 结语

本文针对广东省房地一体农村宅基地确权登记发证工作，提出了从数据转换、处理、检查、导出的一整套内业数据处理机制，并基于ArcEngine研发了房地一体成图建库软件。通过用ArcGIS平台替换传统Auto-CAD平台进行制图，极大地提高了数据建库建库效率及数据质量，并实践了基于数据库的地籍出图创新，为推进广东省房地一体项目提供有力的技术支持服务。