智能化識別宗地四至研究

陳炯炯，陳 勝

（1.湖南省第三測繪院，湖南 長沙 410007）

智能化識別宗地四至研究

陳炯炯1，陳 勝1

（1.湖南省第三測繪院，湖南 長沙 410007）

探討了一種智能化﹑自動化的宗地四至識別方法。使用AutoCAD平臺ObjectARX開發(fā)軟件包實現(xiàn)了對宗地四至的自動化識別，為農(nóng)村集體土地所有權(quán)項目和宅基地使用權(quán)項目節(jié)省了大量人力，提高了數(shù)據(jù)準確性。

宗地四至；鄰宗地；智能化；最小外包凸多邊形

宗地即土地權(quán)屬界址線封閉的地塊或空間，是不動產(chǎn)權(quán)屬調(diào)查和登記發(fā)證的基本土地單元。宗地四至是每宗地四鄰的名稱，一般填寫相鄰宗地的土地使用權(quán)人﹑所有權(quán)人的名稱；與道路﹑河流等線狀地物相鄰的應填寫地物名稱；與空地﹑荒山﹑荒灘等未確定使用權(quán)的國有土地相鄰的，應準確描述相應地物﹑地貌的名稱。由于沒有比較完善的宗地四至識別方法，目前大部分權(quán)屬調(diào)查軟件﹑建庫軟件均不提供四至識別功能，通常是在地籍調(diào)查階段或數(shù)據(jù)入庫整理階段由作業(yè)員對照地籍圖和宗地圖進行人工識別，并手動錄入。該方法不僅效率低下，而且由于作業(yè)員的判別能力差異，判斷標準也不完全一致，導致最終成果并不理想。為了提高效率，出現(xiàn)了一些輔助軟件用于自動識別宗地四至：有的軟件以宗地中心為起點，向東﹑南﹑西﹑北4個方向作射線，以與射線相交﹑離本宗地最近的鄰宗地作為四至（圖1），該方法對界址線數(shù)量少﹑形狀簡單的宗地識別速度快，但對復雜的宗地無效；有的軟件先獲取宗地的外接矩形，將宗地左上角和右上角之間的鄰宗地判定為北至，宗地右上角和右下角之間的鄰宗地判定為東至，宗地右下角和左下角之間的鄰宗地判定為南至，宗地左下角和左上角之間的鄰宗地判定為西至（圖2），該方法較前種方法識別效果有所提升，但對復雜圖形（圖3）的處理效果仍不理想。通過對其他軟件識別效果的比較，結(jié)合實踐經(jīng)驗，筆者提出了一種智能化﹑自動化的宗地四至識別方法。

圖1 宗地識別射線法

圖2 簡單宗地識別結(jié)果

圖3 復雜圖形宗地

1 宗地四至識別方法及流程

1.1 宗地四至識別方法

1）各條界址線鄰宗地的識別：計算每條界址線中點與其他宗地的距離，若距離小于0.01 m，則該宗地為鄰宗地，該條界址線為公共界址線。

2）各條界址線方向的判斷：先計算宗地的外包凸多邊形，再以外包凸多邊形確定宗地的東﹑東南﹑南﹑西南﹑西﹑西北﹑北﹑東北8個極值點，最后以8個極值點形成的方位區(qū)間判斷宗地界址線的方位。

3）生成四至：若每至只取一個宗地，則取北極值點兩條界址線中與Y軸夾角較小的一條作為北至，取東極值點兩條界址線中與X軸夾角較小的一條作為東至，取南極值點兩條界址線中與Y軸夾角較小的一條作為南至，取西極值點兩條界址線中與X軸夾角較小的一條作為西至；若每至要取所有宗地，則合并西北至北﹑北至東北兩個區(qū)間的鄰宗地為北至，合并東北至東﹑東至東南兩個區(qū)間的鄰宗地為東至，合并東南至南﹑南至西南兩個區(qū)間的鄰宗地為南至，合并西南至西﹑西至西北兩個區(qū)間的鄰宗地為西至。

1.2 宗地四至識別流程

根據(jù)識別思路，繪制宗地四至識別流程圖，見圖4。

圖4 宗地四至識別流程圖

2 宗地四至識別方法的實現(xiàn)

在AutoCAD平臺上，本文使用ObjectARX開發(fā)實現(xiàn)了宗地四至識別方法。

2.1 界址點序列的提取

界址點序列是宗地所有界址點的集合，集合中前一個點和后一個點的連線為界址線?！兜丶{(diào)查規(guī)程》規(guī)定宗地界址點編號從西北角開始，順時針增加，因此宗地范圍線的起點也是西北角，方向為順時針方向。依次獲取所有節(jié)點，由于AutoCAD中閉合線的特性，無法表示最后一條邊，需把第一個節(jié)點再復制到節(jié)點序列末尾，其主要實現(xiàn)代碼為：

AcDb2dPolyline* p2dPl; ‘宗地范圍線，在AutoCAD中為二維多段線

AcDbObjectIterator* pVertexIter = p2dPl->vertexIterator();‘二維多段線的節(jié)點迭代器

AcDb2dVertex *pVertex; ‘單個節(jié)點對象

vector＜AcGePoint3d> vertexs; ‘節(jié)點序列

‘依次打開節(jié)點，獲取節(jié)點坐標

for (vertexNum = 0; !pVertexIter->done(); pVertexIter->step()) {

acdbOpenObject(pVertex, pVertexIter->objectId(), AcDb::kForRead);

vertexs.push_back(pVertex->position());

pVertex->close();

}

vertexs.push_back(vertexs[0]);‘把第一個點復制到末尾

2.2 最小外包凸多邊形的生成

界址線較多的宗地可能為凹多邊形，但凹邊對四至的識別沒有影響，為了簡化極值角點的計算，需先生成總的最小外包凸多邊形。計算多邊形最小外包凸多邊形的算法有很多，如卷包裹法﹑格雷厄姆法等。宗地范圍線為順時針方向的多段線，因此可以簡化算法：計算各點的前﹑中﹑后3點是否為順時針，若為順時針則為凸點；若為逆時針，則為凹點，應刪除，以提高計算速度。其主要實現(xiàn)代碼為：

for (i = 1; i ＜ hullPts.size() - 1; i++) {

vector＜AcGePoint3d> triangle; ‘3點形成的三角形

triangle.push_back(hullPts[i - 1]);

triangle.push_back(hullPts[i]);

triangle.push_back(hullPts[i + 1]);

if (IsClockWise(triangle) > 0) {‘前、中、后3點是否為順時針

hullPts.erase(hullPts.begin() + i);

i = 0; ‘刪除一個點后，應重新從頭開始計算

}

}

2.3 東、南、西、北4個角點的獲取

宗地范圍線的東﹑東南﹑南﹑西南﹑西﹑西北﹑北﹑東北8個極值點是依次間隔存在的，其中東﹑南﹑西﹑北4個極值點可通過簡單比較坐標值獲取，再進一步確定其他4個極值點。獲取的方法比較直接：先把東﹑南﹑西﹑北4個極值點初始化為節(jié)點序列的第一個點，再與后面所有點的X﹑Y坐標進行比較，取X值最大者為北極值點，X值最小者為南極值點，Y值最大者為東極值點，Y值最小者為西極值點。

2.4 東、南、西、北4條邊的確定

東﹑南﹑西﹑北4條極值邊是與相應的極值點相連的，可以極值點所在兩條邊中方向與相應的方位最接近的邊為極值邊。取北極值點兩條界址線中與Y軸夾角較小的一條作為北至邊，取東極值點兩條界址線中與X 軸夾角較小的一條作為東至邊，取南極值點兩 條界址線中與Y軸夾角較小的一條作為南至邊，取西極值點兩條界址線中與X軸夾角較小的一條作為西至邊。先計算各極值點前后界址線的方向，再計算極值點前后夾角，其主要實現(xiàn)代碼為：

vector＜long> directs; ‘外包凸多邊形邊方位角，0待定，2東，4南，8西，16北

frontDirect = GetAzimuth(hullPts[0], hullPts[1]);

frontAng = CSCH::Pi * 2 - frontDirect;

backDirect = GetAzimuth(hullPts[0], hullPts[hullPts.size() - 1]); backAng = backDirect - CSCH::Pi;

if (frontAng ＜ backAng) directs[0] += 16; else directs[directs.size() - 1] += 16;}

2.5 東北、東南、西南、西北角點的獲取

先計算其他未定邊的方位，順時針方向，起點→終點，(0, 45]為北方向，(225, 315]為東方向，(135,225]為南方向，(45,135]為西方向，(315,360]為北方向。當前后兩條邊剛好跨越兩個區(qū)間時，該點視為東北﹑東南﹑西南﹑西北角點，其主要實現(xiàn)代碼為：

for (i = 0; i ＜ directs.size(); i++) { if (directs[i] > 0) continue;

if (frontDirect > Degree315) {

ENPt = hullPts[i + 1];

} else if (frontDirect > Degree270) {

if (findENPt) continue;

ENPt = hullPts[i];

f

indENPt = true;

}

}

2.6 其他界址線方位的確定

計算8個極值點在點序列中的序號，標記西北點至北點﹑北點至東北點兩個區(qū)間的界址線為北至邊；東北點至東點﹑東點至東南點兩個區(qū)間的界址線為東至邊；東南點至南點﹑南點至西南點兩個區(qū)間的界址線為南至邊；西南點至西點﹑西點至西北點兩個區(qū)間的界址線為西至邊。

2.7 各條邊鄰宗地信息的獲取

計算每條界址線中點與其他宗地的距離，若距離小于0.01 m，則認為該宗地為鄰宗地，該條界址線為公共界址線，其主要實現(xiàn)代碼為：

for (i = 0; i ＜ midPts.size(); i++)

for (j = 0; j ＜ ZDids.length(); j++)

if (!OpenObject(pCurve, ZDids[j])) continue;

if (Acad::eOk == pCurve->getClosestPointTo(midPts[i], pt)) { if (GetDistance(midPts[i], pt) ＜ 0.1) {‘該宗地為鄰宗地

}

}

2.8 合并鄰宗地信息至四至

4個方向的鄰宗地名稱存儲在4個字符串列表中，且每條界址線的鄰宗地名稱均被記錄了，所以當同一方向的同一鄰宗地有多條公共界址線時，鄰宗地名稱會被記錄多次，需依次進行比較，剔除重復名稱；再把同一方向的鄰宗地名稱進行拼接，以“﹑”進行分隔，形成東至﹑西至﹑南至﹑北至4個字符串，并寫入宗地范圍線的XData。

3 結(jié) 語

本文所提出的宗地四至提取方法已應用于多個農(nóng)村集體土地所有權(quán)項目和宅基地使用權(quán)項目中，四至識別正確率達到99%以上，與人工識別的結(jié)果基本一致。該方法的推廣使用，可大大減少內(nèi)業(yè)工作量，提高數(shù)據(jù)正確率，也可廣泛應用于其他不動產(chǎn)統(tǒng)一登記權(quán)籍調(diào)查工作。

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1672-4623（2017）09-0100-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.09.030

2017-02-08。

陳炯炯，碩士研究生，高級工程師，主要從事不動產(chǎn)權(quán)籍測量、攝影測量與遙感、地理信息系統(tǒng)的研究。