一站式房地一體成圖建庫平臺搭建

吳金豪，劉 劍*，易雅琴

（1.廣東省國土資源測繪院，廣東 廣州 510500）

目前，宗地圖成果地籍調查成果的應用主要采用GIS技術，以實現建立數據庫以及電子圖件的批量導出。但在傳統(tǒng)的地籍調查類項目中，數據化成圖采用的數據格式一般為單純的dwg格式數據，其中偏向于對圖中地形的展示，與GIS數據庫的機制完全不同。在實際作業(yè)中，地籍調查成果還需要花費較多的時間進行數據建庫，不僅效率低下，還會因為地籍調查成果質量原因造成建庫成果與地籍調查成果不一致[1-7]。為解決此問題，本文基于ArcGIS平臺進行研究，利用平臺自身強大的數據管理引擎，結合圖面展示的多樣性，進而集成平臺的屬性質檢、空間分析、拓撲檢查等功能，搭建可處理數據、質檢、成圖、建庫的一站式房地一體成圖建庫軟件。

1 總體思路

1.1 業(yè)務流程

結合“房地一體”項目特點，以一站式成圖建庫為設計目標，進行業(yè)務流程邏輯設計。首先，基于歷史農調數據、地形圖以及外業(yè)實勘所得數據，按要求繪制內業(yè)基礎數據，再進行數據建庫（一是將宗地與自然幢進行圖屬關聯(lián)。二是批量生成非空間數據表，包括權利人表、戶表、邏輯幢表。三是關鍵字段賦值，包括計算賦值和缺省值自動賦值）；然后對數據庫進行屬性及拓撲檢查。最后基于檢查無誤的數據，批量輸出匯交所需成果，主要包括圖件材料、矢量數據和附件目錄，業(yè)務流程如圖1所示。

圖1 業(yè)務流程圖

1.2 技術路線

技術路線如圖2所示。首先，通過前期調研確定“房地一體”的項目需求，了解歷史數據格式，并收集地籍調查軟件有關資料；其次，以實現建庫成圖一站式為目標，對房地一體化、數據處理自動化、成圖建庫一體化等關鍵技術進行可行性研究；最后，確定系統(tǒng)總體框架和功能模塊，選用平臺語言及框架，研發(fā)房地一體成圖建庫軟件。

圖2 技術路線

1.3 系統(tǒng)架構

房地一體成圖建庫軟件的系統(tǒng)架構（如圖3所示），為用戶層、應用層、邏輯層、數據層、支撐層。用戶層主要服務三類人員，分別為作業(yè)人員、質檢人員和運維人員；應用層分為數據轉換、數據建庫、數據檢查、成果輸出4個模塊；邏輯層中包含區(qū)縣授權、房地一體化、數據處理自動化、建庫成圖一體化等主要技術；數據層中包括地形數據、專題數據、歷史農調數據、內業(yè)繪制數據；支撐層分為硬件支持與軟件支持，硬件主要為筆記本、臺式機等PC機器，軟件方面則為ArcGIS與WPS。

圖3 系統(tǒng)架構圖

2 關鍵技術

2.1 房地一體化

房屋與宗地的邏輯關系要求房屋主體建筑必須位于宗地范圍內。根據這個邏輯規(guī)則，結合空間疊加分析，將宗地與房屋通過字段進行關聯(lián)，具體技術流程如圖4所示。首先，新建宗地的“宗地編號”字段與房屋的“隸屬宗地編號”字段；然后，通過空間連接工具獲取宗地與房屋的空間關系；最后，根據空間關系為宗地賦值“宗地編號”字段，并為房屋賦值“隸屬宗地編號”，實現宗地與房屋的屬性關聯(lián)。

圖4 房地一體化技術流程圖

2.2 成圖建庫一體化

數據在整個業(yè)務流程中有3個階段：原始數據、過程數據以及成果數據。其中，原始數據則為作業(yè)人員自行采集的數據，格式可為shapefile、gdb、dwg等。過程數據則為在系統(tǒng)中流動的數據形態(tài)，格式為gdb，成果數據為最終匯交的數據格式，為shapefile格式。為實現成圖建庫一體化，本文將建庫融于過程庫制作中，在成圖前檢查各數據層的各字段的填寫規(guī)范與圖層之間的邏輯關系，達到過程庫在成圖前已符合導出成果數據的標準，實現成圖建庫同步，減少作業(yè)的重復并降低錯誤。

2.3 其他主要技術點

2.3.1 成圖標注設計

宗地圖內，宗地要素標注有三大要素：“權利人”、“宗地代碼”、“實際用途”。房屋要素標注有三大要素：“房屋結構”、“房屋要素”、“累計層數”。由于宗地在相同空間位置只會存在一宗，因此宗地的標注相對簡單。而自然幢的標注存在獲取該相同空間位置的房屋的累計層數的難點，本文就此設計了成圖標注技術流程。首先使用“聯(lián)合”工具將自然幢進行“切割”，得到若干組相同幾何的要素集；再通過“查找相同”工具，查找整理相同的幾何要素并將其分組；最后，將整理完的信息記錄于出圖圖層字段內，再以標注形式進行顯示。

2.3.2 分層圖多余節(jié)點去除

導出房屋平面圖中，存在由于采集數據問題而導致多余節(jié)點，進而導致出圖時呈現多端長度標注的錯誤。針對多余節(jié)點不可隨意去除，經實驗測試，若面上去除任何一點，面積長度均發(fā)生變化。因此，需要在圖形輪廓不變的前提下，保證長度標注的正確性。本文處理步驟如下：設預處理的面部件為Pa，將Pa面轉線轉換為La；同時將Pa通過“簡化建筑物”工具去除多余的點再將去除多余節(jié)點后的Pa折點轉點為Pi最后通過“點切割線”工具用Pi切割La，則可得出最后的標注長度。

3 軟件實現

3.1 功能設計

3.1.1 主界面

界面采用“Office Ribbon”組件搭建，系統(tǒng)功能模塊共分為“數據轉換”、“數據建庫”、“數據檢查”、“綜合制圖”、“其他”。同時具備工具欄、圖層列表、視圖。同時采用“WeifenLuo”組件，使界面模塊可靈活挪動。

3.1.2 數據轉換

數據轉換主要分為單層轉換、多層轉換、常規(guī)轉換。該功能基于ArcGIS的ArcGISscripting模塊，采用繼承其模塊的arcpy站包點，實現了適應多環(huán)境、多源異構的數據間轉換。其次，為實現房地數據與建庫系統(tǒng)的完美銜接，數據轉換提供轉換前驗證，根據“宗地包含房屋首層主體建筑的”等基本原則，驗證確保數據的正確性與統(tǒng)一性，數據無誤后搭建宗地與房屋之間的空間規(guī)則，進而對宗地房屋進行銜接聯(lián)系，實現房地一體化。其中可進行轉換的數據格式包括dwg、shapefile、gdb、Excel。

3.1.3 數據建庫

數據建庫主要分為預編號、數據繼承、單元編號、批量導表、屬性計算、生成界址等功能。數據建庫是基于arcpy站包點，采用python語言進行編譯，以ArcGIS數據分析、數據管理等強大功能為基礎，結合ModelBuilder對功能點進行靈活搭建，實現了數據庫的一站式搭建，保證其穩(wěn)定性和準確性，其中包含自動生成各個邏輯表格、自動編寫不動產單元號、生成界址線與界址點等。另外為滿足作業(yè)需要，數據建庫還包含了一系列的輔助功能，其中包括四至計算、行政區(qū)賦值等快捷功能。

3.1.4 數據檢查

數據檢查主要分為屬性檢查與拓撲檢查，其中包括上百條檢查規(guī)則，參考《廣東省房地一體農村不動產權籍調查成果質量檢查規(guī)則》進行編寫，并根據實際情況添加其他檢查規(guī)則，如檢查同幢房屋主體建筑之間是否存在縫隙、附屬要素是否與主體建筑接邊等。系統(tǒng)將幾何拆分為線作為最小單位，通過遍歷相鄰線段與不相鄰線段，再結合數學公式判斷線段間的空間關系，繼而形成拓撲檢查報告。

3.1.5 成果輸出

成果輸出主要分為三方面：綜合制圖、成果導出、附件導出，綜合制圖是導出宗地圖、房屋分層圖、權籍測量報告等圖件文檔，系統(tǒng)靈活運用arcpy.mapping模塊與graph模塊，通過ArcGIS的mxd模板進行預設定，事先設置好出圖的細節(jié)，再通過圖形范圍自動定位到宗地位置，逐一出圖，最終實現多格式的批量出圖。成果導出是導出空間數據以及其他表格，并整理為規(guī)范的組織目錄，其中使用了ArcGIS的數據轉換引擎，基于省庫的成果模板，將系統(tǒng)中的過程數據庫通過字段映射一一進行轉換，并對部分幾何圖形進行特殊處理，例如合并且只保留自然幢首層。附件導出則是將采集的外業(yè)實地照片、權屬證件等輸出為pdf，并整理為規(guī)范的組織目錄。

4 結語

本文針對廣東省房地一體農村宅基地確權登記發(fā)證工作，提出了從數據轉換、處理、檢查、導出的一整套內業(yè)數據處理機制，并基于ArcEngine研發(fā)了房地一體成圖建庫軟件。通過用ArcGIS平臺替換傳統(tǒng)Auto-CAD平臺進行制圖，極大地提高了數據建庫建庫效率及數據質量，并實踐了基于數據庫的地籍出圖創(chuàng)新，為推進廣東省房地一體項目提供有力的技術支持服務。