基于CAD數(shù)據(jù)實現(xiàn)房屋竣工測量成果建庫并增量更新地形圖數(shù)據(jù)

陳習森 楊 猛

(深圳市地籍測繪大隊，廣東 深圳 518000)

1 前言

房屋竣工測量是在建設(shè)工程竣工后，由項目開發(fā)建設(shè)單位委托測繪單位進行的一項測量工作，測量成果是城市規(guī)劃行政主管部門對已批準的建設(shè)工程進行規(guī)劃監(jiān)督檢查的重要依據(jù)。

由于竣工測量和地形修補測實施目的不同，在數(shù)據(jù)標準、測繪的內(nèi)容和取舍、圖幅接邊、測繪成果時效性等方面都存在差異，導致無法直接利用竣工測量成果直接更新地形圖數(shù)據(jù)，從而在地形圖修補測中需要重新測繪該區(qū)域的基礎(chǔ)地形、地貌信息，造成了人力、物力和時間的重復投入。

雖然房屋竣工測量和地形圖修補測之間存在一定差異，但在主要的要素和內(nèi)容如建筑物、內(nèi)部道路、井蓋等要素表示上［2］，房屋竣工現(xiàn)狀圖與地形圖差異并不大，其他差異性問題也可調(diào)整，本文將以數(shù)據(jù)標準為中心，實現(xiàn)房屋竣工測量數(shù)據(jù)標準和《深圳市1：1000數(shù)字化地形圖動態(tài)修補測實施細則》(以下簡稱實施細則)兼容，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)房屋竣工測量CAD成果直接進行信息化建庫，并且能夠提取增量信息來動態(tài)更新地形圖數(shù)據(jù)庫。

2 基于CAD數(shù)據(jù)的增量更新模型的設(shè)計

2.1 地物變化的種類

地物更新的基本類型可分為新增、刪除和修改三種，各對應多種基本更新動作，具體分解見表1。這三種基本類型的操作則可以寫出三類記錄：新增地物記錄、刪除地物記錄、更新地物記錄。再進一步分解，更新操作也可利用刪除地物和新增地物兩步動作來組合實現(xiàn)，這樣實際所有的地物更新動作可分解為刪除地物和新增地物兩步來實現(xiàn)(純粹的新增地物和刪除地物可單列)。通過提取新增地物記錄和刪除地物記錄即可完整記錄地物更新的痕跡。

表1 各種更新類型的分解

2.2 基于CAD數(shù)據(jù)的增量更新模型設(shè)計

以CAD為例，完整收集刪除記錄和新增記錄只需先設(shè)置兩個獨立的圖層：一個圖層用來存放刪除記錄(刪除圖層)，一個圖層用來存放新增記錄(新增圖層)。在數(shù)據(jù)修改過程中，對任何地物的修改，只需保證修改動作是先刪除地物圖斑到刪除圖層，然后將修改后的地物圖斑視為新增圖斑存儲到新增圖層。

借助CAD文件中刪除圖層中存儲的數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行圖形比對即可提取待變更圖斑;再利用新增圖層中存儲的數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫中各對應專題圖層，最后進行數(shù)據(jù)接邊，數(shù)據(jù)庫的記錄即可完成更新。

借助這個思路再進行拓展，我們就可以利用CAD文件直接對數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)進行更新，實現(xiàn)基于CAD數(shù)據(jù)的增量式更新模型。

3 房屋竣工測量成果建庫并增量更新地形圖

3.1 房屋竣工測量數(shù)據(jù)標準制定

房屋竣工測量數(shù)據(jù)標準設(shè)計把握三個原則：(1)竣工專題成果圖層歸屬、代碼參考實施細則進行標準化，需單列的圖層可單列;(2)涉及基礎(chǔ)地形的地物圖層組織、代碼要與實施細則無縫結(jié)合;(3)圖層設(shè)計體現(xiàn)增量更新的概念。另外本文技術(shù)目標是實現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)成果直接建庫，不借助任何第三方軟件進行格式轉(zhuǎn)換，需構(gòu)面的圖層如B層、L層需在CAD環(huán)境下提前構(gòu)成封閉線。

表2 房屋竣工測量數(shù)據(jù)標準設(shè)計

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新增要素如未在實施細則中體現(xiàn)，需參考實施細則的編碼規(guī)則分別賦予唯一編碼，并納入實施細則編碼體系。

3.2 數(shù)據(jù)編輯標準動作

為實現(xiàn)利用房屋竣工測量成果增量更新基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)標準設(shè)計時引入了增量更新的概念，為能識別增量變化信息，在數(shù)據(jù)編輯操作時需嚴格執(zhí)行前面提到的更新動作分解，具體要求包括：

1)新增的地物存儲在新增地物圖層。

2)刪除的地物存儲在刪除地物圖層。

3)對任何地物要素的修改，先刪除歷史地物到刪除地物圖層，然后將修改后的地物要素視為新增地物添加到新增地物圖層。

增量式更新模型的標準更新動作可總結(jié)如圖1所示。

3.3 房屋竣工測量成果入庫

(1)數(shù)據(jù)庫中的圖層設(shè)置

數(shù)據(jù)庫中的圖層設(shè)置和CAD環(huán)境下的圖層設(shè)置類似，每個專題圖層又分別對應一個歷史圖層，各專題圖層存儲最新的數(shù)據(jù)信息，而發(fā)生變化的歷史圖斑則全部被篩選刪除到歷史圖層。

在數(shù)據(jù)庫中，刪除圖層可不單列，需刪除的地物圖斑可與現(xiàn)勢圖形一同存儲在專題圖層中，在數(shù)據(jù)使用時，只需利用時間屬性進行簡單篩選即可。

(2)圖層屬性字段設(shè)計

為實現(xiàn)對歷史版本數(shù)據(jù)的回溯，各個要素圖形都需要有一個有效時段的概念。為此模型對各個專題圖層分別添加了三個屬性字段，分別是產(chǎn)生時間、變更時間和元數(shù)據(jù)，其中產(chǎn)生時間和變更時間對應要素的有效時段，即要素在哪個時間段它是存在并且有效的。元數(shù)據(jù)屬性主要是作為索引字段存儲一些附屬信息，如數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位、數(shù)據(jù)提交時間、數(shù)據(jù)變更時間等。

(3)房屋竣工測量成果建庫和地形圖變化增量信息的提取

房屋竣工專題數(shù)據(jù)成果在CAD環(huán)境已經(jīng)下進行了標準化處理，直接讀取各圖層數(shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)庫中即可。就地形圖增量更新而言，發(fā)生變化的歷史圖斑;主要對應的是各專題圖層*D(刪除地物圖層)中存儲的數(shù)據(jù);更新變化后的現(xiàn)狀圖斑，主要對應的各專題圖層*A(新增地物圖層)中存儲的數(shù)據(jù)，這兩類信息即作為增量文件，用來完成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)增量更新。

4 更新實例

某一房屋竣工測量項目，紅線范圍內(nèi)面積63733.29平方米，紅線范圍內(nèi)共有房屋16棟。實驗步驟如下：(1)按照新的房屋竣工測量數(shù)據(jù)標準，在CAD環(huán)境下進行數(shù)據(jù)的標準化處理，提前購買的圖層需構(gòu)成封閉線，統(tǒng)一圖層和代碼后進行數(shù)據(jù)質(zhì)檢。本次實驗對數(shù)據(jù)入庫邏輯進行了簡化，紅線范圍內(nèi)的所有要素都認定為新增要素，在增量更新地形圖時紅線范圍內(nèi)的歷史地形數(shù)據(jù)全部刪除并替換成現(xiàn)狀地物;紅線范圍外25米外的地形要求做增量更新，用刪除圖層和新增圖層來完整記錄數(shù)據(jù)變更軌跡。圖2為數(shù)據(jù)標準化的CAD成果;(2)利用研發(fā)的入庫軟件，自動讀取CAD每層的數(shù)據(jù)并寫入GIS數(shù)據(jù)庫，自動提取更新地形圖所需的圖層(如建筑基地、內(nèi)部道路、管線等)增量更新地形圖數(shù)據(jù)庫;(3)自動進行數(shù)據(jù)接邊;(4)進行數(shù)據(jù)入庫質(zhì)檢;圖3為入庫后的成果，紅色的為紅線范圍。

圖2 竣工測量現(xiàn)狀圖表示

5 結(jié)語

利用房屋竣工測量成果更新城市基礎(chǔ)地形圖成本低、現(xiàn)實性強，但客觀上規(guī)劃竣工測量成果并不能完整地反映城市的變化，如違法違章建筑、城市拆遷、園林綠化和土地平整等，因此動態(tài)更新還應與局部全面修測結(jié)合起來，才能形成有效的地形圖更新機制［1］。

圖3 房屋竣工測量成果建庫并增量更新地形圖

另外竣工測量還包括市政竣工、拆遷竣工等類型，在標準制定方面還需要各有側(cè)重，核心設(shè)計思路可參考本文的數(shù)據(jù)標準并且體現(xiàn)增量更新的概念，另外還需要解決數(shù)據(jù)融合利用方面的政策瓶頸，相信在不久的將來一定能夠?qū)崿F(xiàn)竣工測量成果和地形圖成果的綜合利用。

［1］羅和平等，竣工測量成果應用于地形圖更新的分析探討［J］.城市勘測，2010(5)：131-134.

［2］宋延杭，王川，李永宣.ObectARX 實用指南［M］.北京：人民郵電出版社，1999.

［3］CJJ 8-99，城市測量規(guī)范［S］