河南省“三調(diào)”界線(xiàn)圖制作與控制面積確定技術(shù)探討

李彬彬 桓高峰 孫 莉

（1. 河南省測(cè)繪工程院，河南 鄭州 450003；2.許昌市國(guó)土資源局，河南 許昌 461000）

1 引言

土地調(diào)查是我國(guó)法定的一項(xiàng)重要制度，是全面查清土地資源的重要手段。目前，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入新常態(tài)，不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記、生態(tài)文明建設(shè)以及自然資源資產(chǎn)管理體制改革等工作受到高度重視，這些都對(duì)土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提出了更高、更精準(zhǔn)、更細(xì)致的要求。目前，我國(guó)已經(jīng)啟動(dòng)“三調(diào)”，目的是在第二次全國(guó)土地調(diào)查成果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步細(xì)化和完善全國(guó)土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)第二次全國(guó)土地調(diào)查行政界線(xiàn)的收集、更新、檢查、修改，2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換及最新年度資料變更，制定出“三調(diào)”的控制界線(xiàn)。

土地調(diào)查界線(xiàn)的整體技術(shù)流程可歸納為：利用ArcGIS平臺(tái)系統(tǒng)，對(duì)河南省控制界線(xiàn)進(jìn)行拓?fù)?、合并、分割等，制作出?shù)字化縣級(jí)調(diào)查界線(xiàn)，并計(jì)算出1∶5000分幅圖每一幅的理論面積與控制面積，最后利用計(jì)算出的“三調(diào)”控制面積套合“三調(diào)”底圖，確保界線(xiàn)內(nèi)圖斑面積總和符合控制面積。

由于第二次全國(guó)土地調(diào)查完成已將近十年，“三調(diào)”界線(xiàn)應(yīng)使用最新年度土地變更調(diào)查界線(xiàn)。各級(jí)調(diào)查界線(xiàn)如有變化，必須報(bào)相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)后方可調(diào)整?？h級(jí)行政區(qū)的變化應(yīng)以民政部門(mén)的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。每個(gè)縣收集數(shù)據(jù)后需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。本文以河南省土地調(diào)查界線(xiàn)圖與控制面積的制作為例，結(jié)合《 河南省第三次土地調(diào)查實(shí)施方案》等文件，介紹了土地調(diào)查界線(xiàn)的制作與計(jì)算控制面積的實(shí)踐過(guò)程，并對(duì)制作流程進(jìn)行了分析。

2 工作流程

2.1 消除縫隙與重疊

土地界線(xiàn)有變更的縣界，會(huì)產(chǎn)生縣與縣之間界線(xiàn)不接邊的問(wèn)題，這需要人工逐一進(jìn)行處理。縣界不接邊問(wèn)題大致可分為兩類(lèi)：縫隙與重疊。

2.1.1 縫隙

縫隙，是指縣界接邊處的空洞，可以利用ArcGIS軟件查出這種空洞，并根據(jù)空洞的大小進(jìn)行處理。具體處理方法如下：

（1）1—10平方米的空洞，是測(cè)量精度誤差或內(nèi)業(yè)編輯誤差，可以通過(guò)內(nèi)業(yè)直接填補(bǔ)空洞，并選擇與節(jié)點(diǎn)少的相鄰縣合并。

（2）10—2000平方米的空洞，是指界誤差或測(cè)量位置偏差，需要通過(guò)影像分析，確定是否需要出外業(yè)解決。若需要出外業(yè)，則可采用實(shí)地核查等方式進(jìn)行處理。

（3）2000—10000平方米的空洞，屬于界線(xiàn)位置不同，必須出外業(yè)進(jìn)行核實(shí)，核實(shí)后再將數(shù)據(jù)返回內(nèi)業(yè)進(jìn)行處理編輯。

（4）10000平方米以上的空洞，出現(xiàn)的概率很小，一般屬于界線(xiàn)爭(zhēng)議或漏查。一旦出現(xiàn)，就屬于重大缺漏，必須從數(shù)據(jù)根源進(jìn)行核實(shí)，確定是界線(xiàn)調(diào)整還是數(shù)據(jù)缺漏等。核查清楚后再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終達(dá)到“三調(diào)”界線(xiàn)技術(shù)設(shè)計(jì)要求。

2.1.2 重疊

重疊，顧名思義就是面與面之間重合的部分，使用ArcGIS軟件相交功能，將縣與縣之間重合的部分提取出來(lái)。提取的每一處重疊都有兩個(gè)面，可通過(guò)合并來(lái)消除重疊面，合并之后打散，再提取最終的重疊面，最后依據(jù)縫隙分類(lèi)面積的處理方法逐一處理。

2.2 拓?fù)錂z查

為取得更精確的數(shù)據(jù)成果，用ArcGIS軟件處理好之后還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查，在A(yíng)rclatalog中設(shè)置相應(yīng)的拓?fù)淙莶?，可以查出未接邊的縣界。當(dāng)拓?fù)淙莶钤O(shè)置為0.0000009米時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有些邊還存在縫隙或重疊現(xiàn)象，原因是每個(gè)縣界的節(jié)點(diǎn)數(shù)眾多，數(shù)據(jù)量大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)每個(gè)縣界上的節(jié)點(diǎn)一一對(duì)接；在實(shí)際制作過(guò)程中將拓?fù)淙莶钤O(shè)置為0.001米，再進(jìn)行拓?fù)錂z查，縣與縣之間就不存在縫隙或重疊現(xiàn)象，制作出來(lái)的數(shù)據(jù)也符合“三調(diào)”界線(xiàn)制作成果規(guī)定。

2.3 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

“三調(diào)”的平面坐標(biāo)系采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，采用3°分帶，投影面采用參考橢球面，投影方式采用高斯-克呂格投影。而此次制作界線(xiàn)，河南省國(guó)土資源廳下發(fā)的分縣數(shù)據(jù)為2016年縣級(jí)政區(qū)界線(xiàn)，數(shù)據(jù)格式為SHP格式，采用的是1980西安坐標(biāo)系，因此必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行換帶處理。

此次“三調(diào)”界線(xiàn)的制作采用二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，涉及三個(gè)平移參數(shù)、三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)和一個(gè)尺度變化參數(shù)。轉(zhuǎn)換的主要步驟為：模型選擇、重合點(diǎn)的選取、GNSS聯(lián)測(cè)、轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型建立、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算、界線(xiàn)數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、成果轉(zhuǎn)換精度檢測(cè)等。轉(zhuǎn)換公式如下：

式中：e2是第一偏心率的平方,無(wú)量綱；M，N分別是子午圈和卯酉圈的曲率半徑，單位為米；

B，L，ΔB，ΔL分別是同一點(diǎn)位緯度、經(jīng)度，及其在兩個(gè)坐標(biāo)系下的緯度差、經(jīng)度差，經(jīng)緯度及其差值的單位均為弧度；

是角度與弧度間的轉(zhuǎn)換量，單位是弧度秒，是橢球長(zhǎng)半軸和長(zhǎng)半軸差，單位為米；

f，Δf 是橢球扁率和扁率差，無(wú)量綱；

Tx，Ty ，Tz 是平移參數(shù)，單位為米；

Rx，Ry，Rz 是旋轉(zhuǎn)參數(shù)，單位為弧度秒；

D是尺度參數(shù)，無(wú)量綱。

2.4 調(diào)查界線(xiàn)圖制作

處理好界線(xiàn)數(shù)據(jù)，并將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系之后，利用ArcGIS軟件把每個(gè)縣依界線(xiàn)分開(kāi)，以縣為單位建立一個(gè)文件夾，依據(jù)此次調(diào)查要求的比例尺大小，將數(shù)據(jù)插入到1∶5000標(biāo)準(zhǔn)分幅圖上，建立標(biāo)準(zhǔn)分幅行政區(qū)域調(diào)查界線(xiàn)數(shù)據(jù)層作為調(diào)查范圍的控制界線(xiàn)，保存格式為shapefile，每個(gè)縣分別有界線(xiàn)和分幅圖兩個(gè)數(shù)據(jù)。

2.5 計(jì)算圖幅的理論面積與控制面積

2.5.1 理論面積

此次數(shù)據(jù)以1∶5000分幅，在CAD中計(jì)算出界內(nèi)每一幅圖的理論面積，理論面積以平方米為單位，保留小數(shù)點(diǎn)后一位。

計(jì)算公式如下：

式中：a是橢球長(zhǎng)半軸(單位：米)，b是橢球短半軸(單位：米)；

ΔL是圖幅東西圖廓的經(jīng)差（單位：弧秒）；（B2－B1）是圖幅南北圖廓的緯差（單位：弧度）；Bm=（B1＋B2）/2，Bm是圖幅南北圖廓的緯度平均值(單位：弧度)。

2.5.2 控制面積

用圖幅的理論面積為控制，以標(biāo)準(zhǔn)分幅圖為單位，計(jì)算控制面積，即計(jì)算圖幅被矢量數(shù)據(jù)界線(xiàn)劃分開(kāi)后各自的橢球面積。圖幅內(nèi)各方控制面積之和等于圖幅的理論面積，并將計(jì)算的各方控制面積保存在標(biāo)準(zhǔn)分幅行政界線(xiàn)層的數(shù)據(jù)中，作為圖幅中各行政區(qū)域的控制面積，就可得到每個(gè)行政區(qū)域界線(xiàn)所在圖幅的破幅控制面積[1]。

控制面積的計(jì)算公式為：

其中：A，B，C，D，E 為常數(shù)，按下式計(jì)算:

式中：a是橢球長(zhǎng)半徑(單位：米)，b是橢球短半徑(單位：米)；

ΔL是圖塊經(jīng)差(單位：弧度)；

（B2－B1）是圖塊緯差(單位：弧度)；

Bm=（B1＋ B2）/2。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)第二次全國(guó)土地調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行重新收集、更新，利用ArcGIS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接邊檢查，對(duì)不接邊的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，再由人工逐一解決縫隙與重疊問(wèn)題，并將數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，達(dá)到“三調(diào)”要求的界線(xiàn)圖數(shù)據(jù)。項(xiàng)目以圖幅的理論面積為控制，計(jì)算被矢量數(shù)據(jù)界線(xiàn)劃分后各自的橢球面積，進(jìn)而計(jì)算出控制面積。控制面積的制作能更嚴(yán)格把控“三調(diào)”每一處地類(lèi)圖斑的面積，確保在相同比例尺分幅中相應(yīng)地類(lèi)面積總和等于控制面積。河南省“三調(diào)”界線(xiàn)圖的制作與控制面積的確定，可以清晰、直觀(guān)地表示各縣的地理位置，為“三調(diào)”的順利推進(jìn)打下良好基礎(chǔ)，也大大減少了今后界線(xiàn)數(shù)據(jù)的更新與維護(hù)工作。

[1]李存文,呂寶奇.河南省第三次土地調(diào)查項(xiàng)目調(diào)查界線(xiàn)制作及控制面積確定項(xiàng)目專(zhuān)業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)[R].2017.