MapGIS在水利工程征地測量中的應用

楊文聯(lián)

(貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002)

1 引言

征地測量是水庫工程勘測設計中必不可少的重要環(huán)節(jié)，為論證工程規(guī)模、編制工程投資概算等準確提供工程用地數(shù)據(jù)，也是工程申報建設用地、征地賠償?shù)綉舻挠玫財?shù)據(jù)來源途徑。征地測量涉及到各圖斑的面積量算、分類查詢及統(tǒng)計、屬性管理工作。目前，傳統(tǒng)測量方法大多數(shù)通過CASS等專業(yè)的數(shù)字化軟件處理測量數(shù)據(jù)，此類型軟件在成圖方面都較方便，但圖斑面積量算、屬性報表查詢等功能相對較弱[2]，圖形空間分析、查詢及統(tǒng)計、屬性管理功能較弱。而MapGIS強大的圖形處理、空間分析、數(shù)據(jù)庫管理功能，正好可以彌補傳統(tǒng)測量軟件的此點不足。本文嘗試探索將MapGIS應用于水庫工程征地測量工作中，解決傳統(tǒng)征地測量工作中存在的問題。

2 工作流程

2.1 傳統(tǒng)方法存在的不足

傳統(tǒng)測量方法大多數(shù)通過CASS軟件進行圖斑面積量算及圖斑征地屬性管理，具體方法為：將野外測量采集的數(shù)據(jù)導入軟件，結合現(xiàn)場繪制的草圖，根據(jù)制圖規(guī)范繪制地類地形圖，并將每一個獨立的圖斑邊界繪制為一條首尾相連的閉合多段線，形成一個獨立圖斑界線，在閉合的多段線內(nèi)查詢圖斑面積信息，然后復制到EXCEL表格中，即實現(xiàn)圖斑面積量算；每個圖斑的屬性管理則通過在圖斑旁邊作文字注記來實現(xiàn)。

傳統(tǒng)方法的不足有：①由于每個獨立圖斑的邊界線都必須繪制為一條首尾相連的閉合多段線，相鄰圖斑共用邊界線需要人工重復繪制，重復性人工工作量大，耗時較長；②重復繪制的共用邊界線，由于人工操作很難達到完全重合，使得相鄰圖斑之間容易產(chǎn)生狹縫或者局部重疊，導致量算的面積不夠準確；③量算的面積不能自動輸出為EXCEL表格格式，逐個復制人工工作量大且容易出錯；④圖斑面積分類查詢及統(tǒng)計功能難以實現(xiàn)；⑤通過在圖斑邊上作文字注記來實現(xiàn)圖斑的屬性管理，圖面負荷量大，影響圖面整潔美觀，且容易被移動，不利于長時間的存儲及管理。

2.2 MapGIS應用于征地測量的優(yōu)勢及工作流程

MapGIS具有強大的空間分析、查詢及檢索、屬性庫管理功能，應用于水庫工程征地測量正好可以彌補傳統(tǒng)測量軟件的在圖斑面積量算、分類查詢及統(tǒng)計、圖斑屬性管理方面的不足。MapGIS應用于征地測量中圖斑面積量量算，相鄰圖斑共用邊界線不需重復繪制，圖斑面積量算可以自動量算，大大減少人工繪制及統(tǒng)計面積的工作量，減少相鄰圖斑之間由于人工繪制共用邊界線造成的狹縫及局部重疊，有效提高圖斑面積量算的精度；還能實現(xiàn)圖斑面積分類查詢及統(tǒng)計；通過屬性管理表實現(xiàn)圖斑信息管理，有效降低圖面負荷量，且屬性表不像圖面文字注記一樣容易被移動，便于長期存儲及應用。MapGIS應用于征地測量的具體工作流程見圖1。

圖1 工作流程圖

3 工程實例

從江縣下堯水庫位于從江縣加榜河加榜鄉(xiāng)河段上游，設計正常蓄水位728 m，總庫容1136萬m3，工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模屬中型，工程主要任務為供水和灌溉，工程由水源樞紐工程和供水灌溉工程兩部分組成。從江縣下堯水庫工程建設征地面積137.1705 hm2，涉及2000多個圖斑的面積量算、分類查詢及統(tǒng)計，圖斑的地類、權屬性質(zhì)、坐落位置、權屬人、征地屬性、征地功能區(qū)等屬性管理工作。

3.1 數(shù)據(jù)準備

(1)通過野外實地測量及調(diào)查，采集外業(yè)數(shù)據(jù)，外業(yè)繪制草圖時需對每一個圖斑編號，調(diào)查并備注該圖斑的征地屬性(臨時征地、永久征地)、功能區(qū)(樞紐區(qū)、庫區(qū)、管線區(qū)等)、權屬性質(zhì)(國有土地、集體土地)、權屬人、坐落位置(縣、鄉(xiāng)、村、組)、地類等征地屬性信息。

通過野外測量采集外業(yè)數(shù)據(jù)，并根據(jù)現(xiàn)場繪制的草圖，在CASS軟件中選擇適合的符號繪制好地形圖[1]，并標注每一個圖斑的圖斑號，圖斑號需唯一，且圖斑號的左下角坐標必須位于相應圖斑內(nèi)，各圖斑的共用邊界線不需要重復繪制。

根據(jù)外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)，制作好“征地信息表”，表頭含圖斑號、征地屬性、功能區(qū)、坐落位置、權屬性質(zhì)、權屬人、地類等圖斑屬性信息。

(2)單線道路及溝渠等單線線狀地物不參與圖斑面積量算，以單線線狀地物作為圖斑邊界的，需沿單線線狀地物重新繪制圖斑邊界。

(3)為保證面積量算的精確度，繪制地類地形圖時，結點盡量重合，少出現(xiàn)懸掛線和出頭線，減少MapGIS處理中的拓撲處理工作量。

3.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

地類地形圖DWG格式→DXF格式→MapGIS中的.WL格式線文件、.WT格式點文件，征地信息表EXCEL格式→MapGIS中的.WB格式。

利用MapGIS的文件轉(zhuǎn)換功能將.DWG格式轉(zhuǎn)換為MapGIS軟件數(shù)據(jù)處理所需的.WL線文件、.WT格式點文件、.WB格式表格文件，具體流程如下：

(1)利用CASS軟件將地類地形圖中的圖斑界線及圖斑號提取出來，并由DWG格式轉(zhuǎn)存為DXF格式；MapGIS軟件→圖形處理→文件轉(zhuǎn)換→輸入→裝入DXF→換名存點“圖斑號.WT”→換名存線“圖斑線.WL”

(2)征地信息表EXCEL格式→征地信息表.WB格式:在EXCEL中打開“征地信息表”，另存為“征地信息表.dbf”格式，MapGIS軟件→庫管理→屬性庫管理→外部數(shù)據(jù)庫→瀏覽外部數(shù)據(jù)庫→選擇“征地信息表.dbf”→導入“征地信息表.dbf”→另存為“征地信息表.WB”。

3.3 拓撲處理及構造征地圖斑區(qū)文件

MapGIS軟件→圖形處理→輸入編輯→添加“圖斑線.WL”線文件、添加“圖斑號.WT”點文件。

(1)“圖斑線.WL”文件拓撲處理

進行拓撲處理具體步驟如下：自動剪斷線清除微短線→清除重疊坐標→拓撲檢查→運用“靠近線、刪除線、線節(jié)點平差”等方法依次處理懸掛線、出頭線拓撲錯誤。處理完一次后，保存文件，然后重復拓撲處理具體步驟，直到?jīng)]有錯誤為止。

(2)構造區(qū)文件及數(shù)據(jù)關聯(lián)

利用已經(jīng)處理完拓撲錯誤的“圖斑線.WL”構造“征地圖斑.WP”區(qū)文件，具體步驟如下：新建“征地圖斑.WP”區(qū)文件，對該區(qū)文件執(zhí)行“區(qū)編輯—線工作區(qū)提取弧→其他→拓撲重建”，保存為“征地圖斑.WP”，區(qū)文件構建成功。

(3)“圖斑號.WT”點文件屬性賦值

對“圖斑號.WT”點文件添加名為“圖斑號”屬性結構，對該點文件執(zhí)行“點編輯—注釋賦為屬性”即實現(xiàn)將“圖斑號.WT”注記在圖面上的圖斑號賦值給點屬性。

(4)數(shù)據(jù)關聯(lián)

給“征地圖斑.WP”區(qū)文件添加名為“圖斑號”的屬性字段，字段類型、字段長度都要與“圖斑號.WT”點文件中的“圖斑號”屬性字段相應一致。然后以“圖斑號”字段為關聯(lián)字段，對“征地圖斑.WP”執(zhí)行“LABEL點與區(qū)合并”，選擇“圖斑號.WT”點文件作為LABEL點，將“圖斑號.WT”中的圖斑號具體值賦值到“征地圖斑.WP”區(qū)文件中的“圖斑號”屬性字段。

然后以“圖斑號”字段為關聯(lián)字段，執(zhí)行“庫管理→屬性庫管理→屬性→屬性連接”，將“征地圖斑.WP”區(qū)文件作為連接文件，“征地信息表.WB”作為被連接表格，以“按字段連接”的方式將“征地信息表.WB”中的征地屬性、功能分區(qū)、戶主姓名、地類名稱等所有信息值關聯(lián)到“征地圖斑.WP”區(qū)文件中，數(shù)據(jù)關聯(lián)即完成。

圖2 數(shù)據(jù)關聯(lián)過程

圖3 數(shù)據(jù)關聯(lián)結果

(5)數(shù)據(jù)檢查

狹縫處理：由于構造區(qū)文件的線文件來源于CASS軟件繪制的圖斑線，由于圖斑較多，在繪圖過程中難免會產(chǎn)生一些肉眼難以發(fā)現(xiàn)的狹縫碎圖斑，利用MapGIS強大的數(shù)據(jù)檢索功能，以面積作為檢查對象，處理狹縫碎圖斑。經(jīng)檢索，“征地圖斑.WP”區(qū)文件中存在16個面積小于1 m2的狹縫碎圖斑，結合現(xiàn)場測量繪制的草圖，將狹縫碎圖斑合并到相鄰的征地圖斑中。

屬性字段值為空的圖斑處理：該工程數(shù)據(jù)準備工作做得較仔細，保證了作為關鍵連接字段的圖斑號具體數(shù)字的左下角坐標都位于相應的圖斑內(nèi)，數(shù)據(jù)關聯(lián)質(zhì)量較好，經(jīng)屬性檢查，關聯(lián)后的“征地圖斑.WP”區(qū)文件不存在屬性值為空的圖斑。

圖4 狹縫處理1

圖5 狹縫處理2

3.4 結果輸出及分析

在MapGIS屬性庫管理系統(tǒng)中，將“征地圖斑.WP”的圖斑面積及所有屬性值導出為EXCEL格式，即實現(xiàn)圖斑面積自動量算及輸出。經(jīng)MapGIS對從江縣下堯水庫工程征地涉及的2000多個圖斑進行圖斑面積自動量算并輸出，從江縣下堯水庫的圖斑面積匯總為1371704.8 m2，征地紅線控制面積為1371704.8 m2，自動量算匯總的圖斑面積誤差為0，說明自動量算的圖斑面積精度較高；且耗時1人1個工作日，較傳統(tǒng)方法耗時3人各4個工作日工作效率明顯提高。

利用MapGIS圖形處理系統(tǒng)中的“區(qū)屬性統(tǒng)計”功能，執(zhí)行“區(qū)屬性統(tǒng)計”，即可實現(xiàn)對“征地圖斑.WP”圖斑面積的分類查詢及統(tǒng)計，如按鄉(xiāng)鎮(zhèn)查詢及統(tǒng)計、按征地屬性查詢及統(tǒng)計等，并可繪制相應的餅圖、直方圖等。在該圖形處理系統(tǒng)及屬性庫管理系統(tǒng)中，都可以實現(xiàn)對“征地圖斑.WP”圖斑屬性管理。

圖6 圖斑面積自動量算輸出結果

圖7 圖斑面積自動匯總結果

圖8 圖斑面積查詢及統(tǒng)計—按鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動匯總結果

圖9 圖斑面積查詢及統(tǒng)—按征地屬性自動匯總結果

圖10 圖斑屬性管理表1

圖11 圖斑屬性管理表2

表1 新舊方法對比結果表

4 結語

水庫工程征地測量中，傳統(tǒng)測量方法對圖斑面積的量算工作量大、耗時長且精度較低，對圖斑面積分類查詢及統(tǒng)計、圖斑屬性管理功能較差，本文通過工程實例，利用MapGIS強大的空間分析、查詢及統(tǒng)計、屬性庫管理功能很好地解決了這一問題。從工程實例可以看出，MapGIS應用于水庫工程征地測量中，對比傳統(tǒng)測量方法，可實現(xiàn)圖斑面積自動量算及輸出，且量算工作量小、耗時較短、精度較高，圖斑面積分類查詢及統(tǒng)計、圖斑屬性管理較為方便。MapGIS應用于水庫工程征地測量中，圖斑數(shù)量越多，越能體現(xiàn)MapGIS的優(yōu)越性。