ARCGIS在征地測(cè)量面積計(jì)算與統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用研究

摘要：文章介紹了使用ARCGIS進(jìn)行征地測(cè)量面積計(jì)算與統(tǒng)計(jì)的方法和步驟，并結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)其中有關(guān)征地測(cè)量工作存在技術(shù)問題進(jìn)行討論，得出ARCGIS在征地測(cè)量中面積計(jì)算與統(tǒng)計(jì)對(duì)提高征地測(cè)量內(nèi)業(yè)工作效率有較大的提高。

[作者簡(jiǎn)介]吳海峰（1983—），男，本科，工程師，主要從事工程測(cè)量、不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪、自然資源勘測(cè)等工作。

征地測(cè)量工作一般是指受征地單位委托，對(duì)指定地塊（規(guī)劃紅線，用地紅線等）進(jìn)行分村分戶的地籍測(cè)量，并對(duì)該范圍內(nèi)土地權(quán)屬、土地現(xiàn)狀利用進(jìn)行調(diào)查。主要工作內(nèi)容是確定征地的界線、對(duì)征用土地范圍內(nèi)的地上建筑物、附著物、構(gòu)筑物進(jìn)行清點(diǎn)摸查并進(jìn)行客觀描述，調(diào)查地塊內(nèi)的土地權(quán)屬，并對(duì)土地面積進(jìn)行有效的計(jì)算[1]。以獲得土地面積、土地利用現(xiàn)狀、地上建筑物、附著物、構(gòu)筑物的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，作為征地拆遷補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)。其中表現(xiàn)土地權(quán)屬及分戶面積統(tǒng)計(jì)表是內(nèi)業(yè)處理中最重要的一部分，在傳統(tǒng)方法中，這是一個(gè)相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且容易出錯(cuò)的部分，因此筆者考慮將ARCGIS引入到征地分戶的相關(guān)操作中，提高數(shù)據(jù)的處理效率與精度，以滿足征地測(cè)量工作的需要。

1 征地測(cè)量的工作要求

1.1 征地測(cè)量流程

業(yè)主委托—現(xiàn)場(chǎng)踏勘—紅線放樣—分戶測(cè)量—面積統(tǒng)計(jì)—數(shù)據(jù)復(fù)核—分戶補(bǔ)測(cè)—面積確認(rèn)—出具報(bào)告。一般按受征地測(cè)量委托后，及時(shí)與業(yè)主（征地實(shí)施單位）聯(lián)系確定工作進(jìn)場(chǎng)時(shí)間，根據(jù)業(yè)主的政策處理進(jìn)度制定相關(guān)工作計(jì)劃。

1.2 用地紅線放樣

根據(jù)業(yè)主提供的征地紅線進(jìn)行放樣，一般為分戶測(cè)量前按業(yè)主工作進(jìn)度要求進(jìn)行放樣，界址點(diǎn)設(shè)置木樁、竹簽、紅色標(biāo)識(shí)物等。分戶測(cè)量過程中，遇到征地相關(guān)各方對(duì)界址不明確的，可以酌情給予補(bǔ)放。征地范圍實(shí)地界址線較為清晰的道路、河流、溝渠、建筑物時(shí)，經(jīng)業(yè)主同意可不設(shè)置界址標(biāo)識(shí)。

1.3 正射影像（DOM）

項(xiàng)目征地面積較大或者地塊權(quán)屬較為復(fù)雜時(shí)，建議在分戶測(cè)量前進(jìn)行無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量，生成正攝影像（DOM）與三維模型（OSGB及索引）。正攝影像（DOM）不僅作為重要的原始檔案數(shù)據(jù)，而且以正攝影像（DOM）配合原始地形圖為底圖，便于后序分戶測(cè)量指界、面積統(tǒng)計(jì)等工作。

1.4 征地測(cè)量外業(yè)工作

外業(yè)測(cè)量采用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，移動(dòng)站接收CORS系統(tǒng)發(fā)射的RTK差分信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分。利用本地的經(jīng)緯度坐標(biāo)與2000國家大地平面坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算。根據(jù)當(dāng)?shù)卮寮w經(jīng)濟(jì)組織提供的土地權(quán)屬資料，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)指界，實(shí)時(shí)采集分戶界址點(diǎn)數(shù)據(jù)，并記錄相應(yīng)的地塊號(hào)、村名、戶主等信息。

1.5 分戶數(shù)據(jù)提交標(biāo)準(zhǔn)

一般需要向業(yè)主提交dwg格式圖要求有地塊號(hào)、戶主、分戶線3個(gè)圖層，地塊號(hào)和戶主標(biāo)注在相應(yīng)分戶線內(nèi)，地塊號(hào)以1、2、3等順序編號(hào)，如遇不同的行政權(quán)屬，在數(shù)字前加A、B、C以區(qū)分不同的權(quán)屬。

分戶面積統(tǒng)計(jì)表以電子表格形式提交，與dwg格式圖紙所標(biāo)示內(nèi)容相對(duì)應(yīng)，包括：地塊號(hào)、村名（權(quán)屬單位）、戶主姓名、總面積、紅線內(nèi)外面積等。

2 使用ARCGIS進(jìn)行征地測(cè)量面積計(jì)算與統(tǒng)計(jì)

ARCGIS軟件是一款空間分析能力非常強(qiáng)勁，且與南方CASS軟件交互性非常好的一個(gè)軟件。在實(shí)際的測(cè)量與制圖工作中，使用的最廣泛的是CAD （CASS），其注重線形以及圖形質(zhì)量，而實(shí)體間的拓?fù)潢P(guān)系則不太注重。而以ARCGIS為代表的地理信息系統(tǒng)軟件注重實(shí)體間的拓?fù)潢P(guān)系及空間數(shù)據(jù)的管理，能輕松實(shí)現(xiàn)土地面積計(jì)算與統(tǒng)計(jì)[2]。特別是對(duì)于征地面積較大或者分戶地塊較多的項(xiàng)目，利用ARCGIS軟件制作征地分戶shp格式數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率，其屬性表內(nèi)容包括：地塊號(hào)、村名（權(quán)屬單位）、戶主姓名、總面積、紅線內(nèi)外面積等信息，能有效實(shí)現(xiàn)多種信息的掛接，方便后序檢查核對(duì)。

使用ARCCIS進(jìn)行征地測(cè)量面積計(jì)算與統(tǒng)計(jì)方法的步驟主要包括：數(shù)據(jù)預(yù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)建庫、征地邊界與成果數(shù)據(jù)的相交分析、土地面積計(jì)算與統(tǒng)計(jì)。

2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

根據(jù)征地測(cè)量的技術(shù)要求，將征地測(cè)量外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，其中dwg格式要求有地塊號(hào)、戶主、分戶線3個(gè)圖層，地塊號(hào)和戶主標(biāo)注在相應(yīng)分戶線內(nèi)，地塊號(hào)以1、2、3等順序編號(hào)，如遇不同的行政權(quán)屬，在數(shù)字前加A、B、C以區(qū)分不同的權(quán)屬。將dwg格式征地?cái)?shù)據(jù)使用CASS （ CAD ）軟件單獨(dú)提取每一個(gè)圖層，并單獨(dú)存盤（文件類型為.dwg，包括地塊號(hào)、戶主、分戶線、征地紅線等文件），避免了無關(guān)圖層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作。

2.2 數(shù)據(jù)建庫

（1）新建空白數(shù)據(jù)庫。運(yùn)用ArcGlS10.2中ArcCatalog新建一個(gè)空白數(shù)據(jù)庫 （空白*mdb或gdb）。

（2）加載分戶面dwg格式中線要素。運(yùn)用ArcGIS10.2中的ArcMap，由于一個(gè)dwg格式圖中包含了多個(gè)要素（ Annotation、Multipatch、Point、Polygon、Polyline），其中Polygon、Polyline要素可以作為后序利用成果，因此在載入的時(shí)候可以根據(jù)項(xiàng)目的大小選取Polygon或Polyline。

（3）面要素的處理。根據(jù)載入的分戶面Polygon或Polyline進(jìn)行一下步處理，對(duì)于面積小或者權(quán)屬不復(fù)雜的地塊，可以直接導(dǎo)出分戶面Polygon，刪除多余的字段就可進(jìn)入下一步處理。對(duì)于面積大且或者權(quán)屬復(fù)雜的地塊，一般采用先將分戶面的中線Polyline，通過ArcToolbox工具箱中的數(shù)據(jù)管理工具（Data Management Tools）要素轉(zhuǎn)化成分戶面要素。

（4）轉(zhuǎn)換CAD的地塊號(hào)、戶主文件為點(diǎn)Point要素。加載地塊號(hào)dwg格式到ArcMap中，將其中的 Annotation注記通過工具箱中的數(shù)據(jù)管理工具（Data Management Tools）要素轉(zhuǎn)化成地塊號(hào)點(diǎn)Point要素，并刪除屬性表中除了地塊號(hào)信息的其他字段。CAD戶主文件也采用同樣的處理方法轉(zhuǎn)化為點(diǎn)Point要素。

（5）數(shù)據(jù)空間連接。將處理好的分戶面、地塊號(hào)Point要素、戶主Point要素導(dǎo)入到ArcMap圖層中，圖畫查看每一個(gè)分戶面中是否對(duì)應(yīng)各有一個(gè)地塊號(hào)和戶主Point要素，對(duì)于位置錯(cuò)誤的地塊號(hào)和戶主Point要素，查看原CAD圖，開啟編輯后，將其移動(dòng)到正確的位置。打開ArcToolbox工具箱中分析工具（Analysis Tools）的空間連接命令，接地塊號(hào)和戶主信息連接到分戶面中，如要有其他信息，也可通過以前幾個(gè)步聚進(jìn)行連接，從而得到一個(gè)帶有地塊號(hào)、戶主、村名等信息的分戶面shp數(shù)據(jù)。

（6）分戶面shp拓?fù)涮幚?。采用CAD軟件繪制分戶線的過程中，一般都會(huì)產(chǎn)生一些小縫隙或者重疊區(qū)域，而CAD軟件是沒有拓?fù)涔δ艿?，也無法查出這些小縫隙或者重疊區(qū)域，這給面積計(jì)算的準(zhǔn)確性帶來了很大的問題。在ArcMap中新建一個(gè)空白數(shù)據(jù)庫 ，在數(shù)據(jù)庫上點(diǎn)擊右鍵創(chuàng)建一個(gè)要素?cái)?shù)據(jù)集（Feature Dataset），出來一個(gè)New Feature Dataset窗口，命名好該要素類（如命名為Topolopy），選擇好與原分戶面SHP一致的坐標(biāo)系統(tǒng)，右擊新建好的要素?cái)?shù)據(jù)集Topolopy，選擇導(dǎo)入分戶面SHP。接著可以開始建立拓?fù)?，一般要選擇拓?fù)湟?guī)則是不能重疊、和不能有空隙。拓?fù)渫瓿珊?，就可在開啟拓?fù)錂z查器查看相應(yīng)的錯(cuò)誤，并對(duì)各個(gè)錯(cuò)誤進(jìn)行相應(yīng)的修改。如果前期以線Polyline轉(zhuǎn)換成面SHP的，所以封閉線都能產(chǎn)生面，那些小縫隙或者重疊區(qū)域會(huì)產(chǎn)生許多的小地塊，一般只需要依據(jù)原始數(shù)據(jù)將這些小地塊合并到相應(yīng)的大地塊中。

（7）屬性表字段整理。根據(jù)上面步驟操作后，分戶的shp數(shù)據(jù)其本已經(jīng)完成，這時(shí)需要查看屬性表中，相關(guān)字段的內(nèi)容是否都已掛接到位，對(duì)于缺失的部分，可以進(jìn)行補(bǔ)錄。由空間連接時(shí)相應(yīng)的地塊號(hào)、戶主、村名連接過來的字段名稱不容易識(shí)表，可以在屬性表里按提交名稱和格式添加新的字段，通過字段計(jì)算器等方式引用老字段中的內(nèi)容，最終提交的分戶shp數(shù)據(jù)，見表1。

2.3 征地紅線邊界與成果數(shù)據(jù)的相交分析

把征地紅線shp導(dǎo)入到ArcMap的圖層中，打開ARCGIS軟件中的Arc ToolBox工具箱，選擇工具箱分析工具（Analysis Tools）之中的疊加分析-相交Intersect工具可以快速完成兩者之間的空間疊加分析工作。這一步驟與傳統(tǒng)辦法中的重疊、剪切、閉合相對(duì)應(yīng)[3]。將征地紅線shp和分戶面shp進(jìn)行相交分析，相交分析以后可以直接計(jì)算出征地紅線內(nèi)各分戶地塊的面積。對(duì)于計(jì)算出征地紅線外各分戶地塊的面積，也是采用疊加分析-交集取反SymDiff工具或者擦除Erase工具進(jìn)行分析，繼而得到征地紅線外各分戶地塊的面積數(shù)據(jù)。

2.4 土地面積計(jì)算與統(tǒng)計(jì)

將上一步的相交分析和交集取反成果形成單獨(dú)的文件（*.shp）導(dǎo)入到ArcMap的圖層中，打開原來的分戶面shp屬性表，利用屬性表中的關(guān)連和連接功能，通過三個(gè)表中的地塊號(hào)字段一一連接到總分戶面屬性表，并刪除多余的字段，見表2。并將該數(shù)據(jù)導(dǎo)出一份新的分戶面shp。

分戶數(shù)據(jù)屬性表可以采用直接導(dǎo)出dbf表或者將所有地塊條目全選復(fù)制到電子表格中，進(jìn)行復(fù)核檢查，檢查無誤后，可出根據(jù)要求制作相應(yīng)的電子表格。

2.5 征地分戶圖件的編制

根據(jù)項(xiàng)目面積的大小，確定合適的比例尺和圖紙大小，并將地塊號(hào)、戶主和面積等標(biāo)注到圖面上，一般采用多行標(biāo)注，如遇到有多個(gè)村的，可以通過對(duì)圖層屬性里的系統(tǒng)符號(hào)對(duì)各村采用不同的底色進(jìn)行區(qū)分，見圖1。

3 存在的問題和需要改進(jìn)的方案

在征地測(cè)量實(shí)踐生產(chǎn)中，筆者發(fā)現(xiàn)使用以上的制作方法會(huì)出現(xiàn)問題：

（1）在CAD數(shù)據(jù)向GIS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換建庫過程較為繁瑣，流程中如果出現(xiàn)一點(diǎn)小問題，就會(huì)導(dǎo)致向一步無法進(jìn)行，特別浪費(fèi)時(shí)間。

（2）部分疊加分析面積成果輸出到電子表格中，由于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)精度不一致，經(jīng)常出現(xiàn)計(jì)算出來的分戶地塊合計(jì)與紅線總面積有細(xì)微不一致。

（3）由于整個(gè)計(jì)算流程的復(fù)雜繁瑣，有許多步驟需要加入的很多人工修改干預(yù)，雖然相比于傳統(tǒng)CAD方式提高了工作效率，但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有做到智能化。

對(duì)于不能自行開發(fā)軟件的單位，建議可以利用ArcGlS自帶的模型構(gòu)建器，按照生產(chǎn)流程，將一系列步驟串聯(lián)成一個(gè)工具，從而減少一些操作環(huán)節(jié)。

4 結(jié)束語

總之，使用ARCGIS進(jìn)行征地測(cè)量面積計(jì)算結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的，避免了傳統(tǒng)方法的繁瑣、易出差錯(cuò)、差錯(cuò)的難以排除等缺點(diǎn)，特別是在范圍大、戶數(shù)多、工期緊的項(xiàng)目中效果更加明顯。通過ARCGIS 軟件與南方CASS軟件的有機(jī)結(jié)合，優(yōu)化了征地測(cè)量的工作流程，大大提高了工作的效率。

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