宗地測量自動成圖的研究與探討

樊豪杰

【摘要】本文以土地證中宗地圖的測量內(nèi)業(yè)處理自動成圖為研究背景，對相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行實現(xiàn)，旨在提高相關(guān)工作人員在制作宗地圖時的效率和質(zhì)量，為頒發(fā)土地證的活動提供幫助。

【關(guān)鍵詞】宗地測量；宗地圖；自動成圖

1、宗地圖自動成圖的基礎(chǔ)準(zhǔn)備

自動成圖技術(shù)需要計算機(jī)程序支持，一般常見的是以面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)開展的一系列程序開發(fā)語言，比如C#、C++、java等。其中以C#語言配合CAD制圖軟件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的采集和輸出具有良好的現(xiàn)實利用價值，且使用平臺較為成熟、相關(guān)技術(shù)簡單易學(xué)，方便宗地測量人員的上手操作。具體的準(zhǔn)備工作如下：

宗地測量主要包括外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)制圖等兩個環(huán)節(jié)，外業(yè)環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)利用GPS、全站儀、水準(zhǔn)儀等工程測繪儀器對要勘測的宗地進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，并標(biāo)注相關(guān)的界址點(diǎn)、宗地面積、方位等。其中每個測量點(diǎn)都需要具有一定的代表性，能夠體現(xiàn)宗地的性質(zhì)。

內(nèi)業(yè)工作是基于外業(yè)進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)點(diǎn)的加工處理，包括利用GIS軟件、Mapgis軟件等實現(xiàn)測量地宗地情況的再現(xiàn)，通過手工或者計算機(jī)模擬矢量點(diǎn)，將測量點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)造，連線成面，利用CAD軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)成圖。工作人員需要在成圖后對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，包括宗地面積、辦證人的姓名等。最后要進(jìn)行成果圖的打印輸出。

綜上所述，利用自動成圖可以方便的實現(xiàn)對宗地圖制圖內(nèi)業(yè)的管理，考慮到宗地測量工作中的可靠性、擴(kuò)展性、管理性等原則，在具體設(shè)計自動成圖程序的時候還要注重對GIS成圖原理的利用，以便最大程度的實現(xiàn)其便捷性。

2、宗地圖自動成圖的實現(xiàn)

2.1自動成圖設(shè)計流程

該自動成圖軟件需要達(dá)到以下的功能，其中通過系統(tǒng)設(shè)定的人際對話框鍵入相應(yīng)的命令打開數(shù)據(jù)項，同時執(zhí)行導(dǎo)入數(shù)據(jù)的操作，將外業(yè)測量的相關(guān)宗地數(shù)據(jù)完整導(dǎo)入，包括宗地位置、面積、角度等。導(dǎo)入完成后自動實現(xiàn)外業(yè)點(diǎn)號的確定，以及自動連線，在相關(guān)點(diǎn)位的連線成功后，計算機(jī)程序執(zhí)行自動顯示面積的程序，同時要求工作人員輸入辦證人的姓名，執(zhí)行確定操作后完成注記界址點(diǎn)距離大小的確定，最后根據(jù)相關(guān)的選擇生成圖框，并可選擇保存或打印。

2.2關(guān)鍵計算方法的實現(xiàn)

利用C#程序?qū)崿F(xiàn)宗地圖的自動成圖需要綜合考慮其在計算機(jī)上實現(xiàn)的便利性，按照地學(xué)的相關(guān)定義，要實現(xiàn)任意一個具有無規(guī)則性的要素地類，將其中的折線采用交相封閉的方式形成新的平面要素一般具有兩種方法：線網(wǎng)拆分法和左轉(zhuǎn)算法。

線網(wǎng)拆分的工作邏輯如下圖所示，其對于圖中任意兩條折線的處理方式以實際需求為原則，比如圖中5條折線構(gòu)成的2個密閉空間——A1和A2.利用程序算法實現(xiàn)對這兩個面域的查找，包括相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)和位置等。根據(jù)相鄰線條的交錯關(guān)系和平面的構(gòu)成邏輯可基本表達(dá)出對構(gòu)建平面體系的要求，類似于A1和A2這樣的閉合平面并非由單一線條的起始點(diǎn)和終點(diǎn)構(gòu)成，而只是不同線段的不同部分進(jìn)行交叉而形成。程序可依賴構(gòu)成某一平面的若干節(jié)點(diǎn)向外延伸不斷的發(fā)展與更多節(jié)點(diǎn)或線段的連接關(guān)系，最終形成大面積閉合的圖形，這些節(jié)點(diǎn)便是在外業(yè)測量中測得的宗地的坐標(biāo)點(diǎn)，而根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)之間連接和延展的關(guān)系可以實現(xiàn)對某一宗地的具體表現(xiàn)。

左轉(zhuǎn)算法一直是GIS軟件處理圖形圖像的關(guān)鍵算法之一，在CAD中也有相應(yīng)的應(yīng)用，這一算法對圖像點(diǎn)的處理是根據(jù)輸入節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)線段的方位角進(jìn)行，其按照規(guī)定的方向（逆時針或者順時針）按照圖形關(guān)系對相應(yīng)的多邊形執(zhí)行搜索，按照順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)徑路的不同可表述為左轉(zhuǎn)算法或右轉(zhuǎn)算法。在實現(xiàn)多邊形之后進(jìn)而構(gòu)建大面積的閉合圖形。

左轉(zhuǎn)算法利用節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)上的方位角執(zhí)行遞進(jìn)式搜索，找到附近的多邊形，該方位角的標(biāo)識采用笛卡爾坐標(biāo)系來完成，在采集到的外業(yè)點(diǎn)之中以任一點(diǎn)開始執(zhí)行搜索，則會以這一點(diǎn)為中心形成空間直角坐標(biāo)系，利用不同方向的方位角與弧度值來表示與下一點(diǎn)的關(guān)系（如圖3）：

左轉(zhuǎn)算法原則上會遍歷采集到的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)，根據(jù)其與周圍點(diǎn)之間的空間矢量關(guān)系來不斷拓展圖形，最終實現(xiàn)對外業(yè)測量所得宗地的完全展現(xiàn)。

根據(jù)一般的內(nèi)、外業(yè)施工方法，內(nèi)業(yè)宗地圖的繪制方法常有蒙繪法、縮放繪制法、復(fù)制法等，而利用計算機(jī)成圖的方法可以綜合這幾種方法，為宗地圖制圖提供全新的思考。

結(jié)語：

綜上所述，根據(jù)筆者多年來對宗地測量項目的執(zhí)行經(jīng)驗來看，自動成圖技術(shù)在保證土地證發(fā)證效率方面的確有巨大的優(yōu)勢，自動成圖綜合考慮到了宗地外業(yè)測量過程中對相關(guān)點(diǎn)位、數(shù)據(jù)的需求，通過系統(tǒng)的定位、系統(tǒng)需求分析、功能需求分析、系統(tǒng)性能與執(zhí)行力的分析等提高成圖軟件整體的使用效率，由于數(shù)字化成圖軟件綜合考慮到了宗地測量與宗地圖繪制過程中的嚴(yán)謹(jǐn)性和復(fù)雜性，這對于解放人工具有重要的意義。未來，將會不斷強(qiáng)化對自動成圖軟件的設(shè)計，包括對其數(shù)據(jù)庫、頁面友好性的設(shè)計以及對系統(tǒng)功能的測試、性能的優(yōu)化設(shè)計等諸多方面，旨在提升數(shù)字化成圖的效率，提升其實際應(yīng)用水平，以便為土地證發(fā)證工作做出更大的貢獻(xiàn)。