基于gis的三圖一體化研究

基于gis的三圖一體化研究

一、城市地下和各部門(mén)之間對(duì)gis的認(rèn)識(shí)不一目前，中國(guó)已進(jìn)入快速城市化階段，預(yù)計(jì)2000年和2010年的城市化水平分別達(dá)到35%和45%。因此，在不久的將來(lái)，將出現(xiàn)許多新的城市。地形、土地、房屋是城鎮(zhèn)GIS最常用且數(shù)據(jù)量最大的基礎(chǔ)信息,和這三類(lèi)信息相對(duì)應(yīng)的是地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖。其中,地籍圖和房產(chǎn)圖的現(xiàn)勢(shì)性極強(qiáng),地籍圖(房產(chǎn)圖)編輯由土地(房產(chǎn))管理部門(mén)承擔(dān),因我國(guó)大部分城市還沒(méi)有形成自己的地籍圖,數(shù)字化的房產(chǎn)圖也很少,一般不得不依托地形圖來(lái)編制地籍圖(房產(chǎn)圖的編制是依托地形圖或地籍圖)。一方面,當(dāng)?shù)匦魏偷丶?房產(chǎn))發(fā)生變化,而地圖來(lái)不及更新時(shí),土地(房產(chǎn))管理部門(mén)則自行修測(cè),這樣就帶來(lái)大量的重復(fù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作,以及機(jī)構(gòu)之間信息所有權(quán)的矛盾。另一方面,隨著GIS的深入人心,各部門(mén)也越來(lái)越意識(shí)到GIS的巨大經(jīng)濟(jì)效益,紛紛建立自己本部門(mén)的GIS系統(tǒng);但一些部門(mén)從自身所能獲取的最大利益出發(fā),希望本部門(mén)的GIS成為整個(gè)城市的空間數(shù)據(jù)來(lái)源,置社會(huì)的整體效益而不顧(當(dāng)然也有維護(hù)本部門(mén)利益而不愿意數(shù)據(jù)共享的原因),重復(fù)收集其他部門(mén)已有的地形資料、地籍信息或房產(chǎn)資料,造成大量的資金浪費(fèi)和不必要的重復(fù)勞動(dòng)。如果地形、地籍、房產(chǎn)資料可以統(tǒng)一測(cè)繪,分庫(kù)置于同一GIS管理之下,實(shí)現(xiàn)“三圖”一體化,并在有關(guān)的機(jī)構(gòu)之間共享,定會(huì)減少重復(fù)勞動(dòng)、提高數(shù)據(jù)精度、增加數(shù)據(jù)重復(fù)使用率。二、“三個(gè)狗”的共同特征是一體化的基礎(chǔ)大比例尺地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖測(cè)繪都涉及到圖形的測(cè)繪,因而在圖形測(cè)繪的工作過(guò)程中存在著許多共同之處,它們?yōu)椤叭龍D”一體化提供了依據(jù)。1、測(cè)圖方法的確定三圖都是依據(jù)測(cè)量學(xué)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法,遵循著“先整體后局部、先控制后細(xì)部、從高精度到低精度”的測(cè)圖基本原則,可采用平板儀測(cè)量、航空攝影測(cè)量、全站儀數(shù)字化等成圖方法,后兩者還可采用編繪成圖的方法(地籍圖可利用比例尺和精度符合要求的地形圖作為編繪底圖,房產(chǎn)圖可利用符合要求的地形圖或地籍圖作為編繪底圖)。2、平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)當(dāng)長(zhǎng)度變形值不大于2.5cm/km時(shí),大比例尺地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖測(cè)繪都是采用高斯—克呂格正形投影統(tǒng)一3°帶的平面直角坐標(biāo)系統(tǒng);當(dāng)長(zhǎng)度變形值大于2.5cm/km時(shí),一般采用抵償高程面上的高斯正形投影3°帶的平面直角坐標(biāo)系統(tǒng),或高斯正形投影任意帶的平面直角坐標(biāo)系統(tǒng);當(dāng)面積小于25km2測(cè)區(qū)時(shí),一般不經(jīng)投影而采用平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)在平面上直接進(jìn)行計(jì)算。3、坐標(biāo)格網(wǎng)的矩形或東南角分幅法大比例尺地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖分幅圖測(cè)繪的圖幅分幅都采用坐標(biāo)格網(wǎng)的矩形或正方形分幅法(宗地圖、房產(chǎn)圖的分丘圖及分戶(hù)圖的幅面大小在32開(kāi)～4開(kāi)之間選用)。圖幅編號(hào)按圖廓西南角坐標(biāo)數(shù)編碼,縱坐標(biāo)在前,橫坐標(biāo)在后,中間用短線(xiàn)連接。4、基本上是相同的比例大比例尺地形圖、地籍圖常規(guī)使用的比例尺均在1/500～1/2000,宗地圖、房產(chǎn)圖的分丘圖及分戶(hù)圖還可根據(jù)實(shí)際情況采用更大的比例尺。5、地物點(diǎn)間距中誤差的區(qū)別《城市測(cè)量規(guī)范》、《地籍測(cè)量規(guī)范》、《房產(chǎn)測(cè)量規(guī)范》對(duì)點(diǎn)位精度的要求盡管有差異,但我們可將之統(tǒng)一于:圖根控制點(diǎn)相對(duì)于鄰近基本控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不超過(guò)圖上±0.1mm,地物點(diǎn)相對(duì)于臨近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不超過(guò)圖上±0.5mm,相鄰地物點(diǎn)間距中誤差不超過(guò)圖上±0.4mm,如表1所示。6、戶(hù)內(nèi)要素信息三圖表達(dá)的地理要素存在許多共同點(diǎn),均在圖上表示測(cè)量控制點(diǎn)、居民地各類(lèi)建筑物、道路網(wǎng)及結(jié)構(gòu)材料、水系、地名注記、行政境界、植被等信息;只是在表達(dá)地籍要素、房產(chǎn)要素及地形地物信息的詳略側(cè)重點(diǎn)不一樣而已。尤其是在一些地表覆蓋以建筑物、道路、管線(xiàn)等為主的地區(qū),地籍圖、房產(chǎn)圖的分幅圖與大比例尺的地形圖所表現(xiàn)的地物狀況相差無(wú)幾,而地籍測(cè)繪輸出的宗地圖近似于房產(chǎn)圖的分丘圖。7、基本資料收集地籍圖測(cè)繪之前必須先進(jìn)行土地權(quán)屬調(diào)查,房產(chǎn)圖測(cè)繪之前也必須進(jìn)行房產(chǎn)調(diào)查;二者在調(diào)查內(nèi)容、方式和步驟上都有大量共同之處,如在內(nèi)容上均有行政界線(xiàn)、地理名稱(chēng)、基本的房產(chǎn)資料(比如:房屋座落、附屬設(shè)施、產(chǎn)權(quán)人、產(chǎn)別、層次、建筑結(jié)構(gòu)、占地面積、建筑面積、用地糾紛等)、土地使用基本狀況(比如:宗地位置、權(quán)屬界線(xiàn)、用地類(lèi)別、土地座落、土地使用者名稱(chēng)等);在方式上均可通過(guò)收集已有的控制點(diǎn)資料、地籍資料、房產(chǎn)資料(這些相關(guān)資料的擁有者有相當(dāng)一部分是同一部門(mén)和單位)或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查;在步驟上一般是:制定計(jì)劃→收集資料→技術(shù)設(shè)計(jì)→現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查核實(shí)→填寫(xiě)調(diào)查表。此外,房產(chǎn)和土地的位置范圍還具有極其密切的相關(guān)性。從以上大比例尺地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖的眾多共同特性,我們可以看到三圖有較強(qiáng)的兼容性和互補(bǔ)性。三、數(shù)字地圖的編輯特別是近年來(lái),數(shù)字測(cè)圖制圖技術(shù)及其應(yīng)用的飛速發(fā)展,目前已趨近成熟,它為“三圖”統(tǒng)一測(cè)繪提供了手段,并為其后的分庫(kù)奠定了基礎(chǔ)。其成果可以直接輸入或轉(zhuǎn)換到面向制圖和其它應(yīng)用的GIS數(shù)據(jù)庫(kù),并且其數(shù)據(jù)內(nèi)容已不僅僅是圖形,還可以同時(shí)輸入地物的分類(lèi)代碼信息,以及大量地物屬性信息。數(shù)字地圖的優(yōu)點(diǎn)之一:圖形數(shù)據(jù)分層貯存,是實(shí)現(xiàn)“三圖”一體化的關(guān)鍵技術(shù),例如將地物分成控制點(diǎn)、建筑物、行政邊界和地籍邊界、道路、水系及植被等層,而地貌則以數(shù)字地面模型表示。對(duì)圖形進(jìn)行分層,有助于圖形的編輯與檢索。當(dāng)我們對(duì)圖形編輯時(shí)可以調(diào)入相應(yīng)的圖層,無(wú)關(guān)圖層不調(diào)入,這樣進(jìn)入工作區(qū)的圖形數(shù)據(jù)就可大大減少,從而提高檢索與顯示速度,同時(shí)也避免了無(wú)關(guān)圖形干擾編輯者的視線(xiàn)。更重要的是,在數(shù)據(jù)入庫(kù)后有利于制作專(zhuān)題圖。例如,某一地區(qū)的地形圖按照要素的特性分成公路層、水系層、地貌層等等。當(dāng)要制作該地區(qū)的公路圖時(shí),只需把公路層及有關(guān)的要素提取出,保存為一個(gè)文件。同樣在進(jìn)行修測(cè)時(shí),可以先從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取待測(cè)地區(qū)的數(shù)據(jù),必要時(shí)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。在原數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行新的野外數(shù)據(jù)采集和初始編輯,室內(nèi)進(jìn)一步編輯處理后,輸入數(shù)據(jù)庫(kù)更新原有數(shù)據(jù)或建立新的數(shù)據(jù)層,便于大比例尺地圖保持良好的現(xiàn)勢(shì)性。由于數(shù)字地圖并不是依某一固定比例尺固定的圖幅大小來(lái)貯存一幅地圖,它以數(shù)字形式貯存地圖。根據(jù)用戶(hù)的需要,在一定比例尺范圍內(nèi)可以輸出不同比例尺、不同圖幅大小、滿(mǎn)足規(guī)范要求的地圖,輸出各種分層疊合的專(zhuān)用地圖。四、庫(kù)的管理解決了“三個(gè)地圖”的差異盡管“三圖”測(cè)繪在諸多方面有密切的聯(lián)系,但是不能完全將它們等同于一種圖,它們之間還存在著內(nèi)在的區(qū)別:戶(hù)籍地測(cè)量的應(yīng)用范圍大比例尺地形圖是以客觀反映地表上的地物、地貌景觀為目的,主要用于規(guī)劃、設(shè)計(jì)和工程施工等,應(yīng)用范圍較廣。地籍測(cè)量是以土地權(quán)屬管理工作為目的,專(zhuān)門(mén)用于地籍管理和土地登記。房產(chǎn)測(cè)量則為房產(chǎn)產(chǎn)權(quán)、房籍管理、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)利用、征收稅費(fèi),以及城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)提供測(cè)量數(shù)據(jù)和資料。地籍圖和土地管理圖。地籍圖主要分為7所大比例尺地形圖要表示的是地面上的所有地物、地貌要素,比較詳盡。地籍圖和房產(chǎn)圖有很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性和側(cè)重點(diǎn),并且調(diào)查在這兩圖的測(cè)繪工作中占有重要位置。地籍圖偏向與土地管理有關(guān)的內(nèi)容,如:宗地界址點(diǎn)、界址線(xiàn)、權(quán)屬關(guān)系、地類(lèi)號(hào)、土地面積等;房產(chǎn)圖是平面圖,不表示高程,不表示等高線(xiàn),偏向于房屋及其用地狀況,如:房屋的權(quán)屬界線(xiàn)、附屬設(shè)施、層次、戶(hù)號(hào)、建筑面積等。缺陷填補(bǔ)工具大比例尺地形圖只強(qiáng)調(diào)客觀反映地面上的所有地物、地貌要素,具體的內(nèi)容留給用戶(hù)應(yīng)用時(shí)自行填補(bǔ)。而地籍圖和房產(chǎn)圖所顯示的往往是地表上看不到或無(wú)法直接測(cè)量的,如地籍號(hào)、地類(lèi)號(hào)、房號(hào)、權(quán)屬界線(xiàn)、建筑結(jié)構(gòu)等,因而它們反映的要素比較充分、細(xì)膩。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)思想地籍圖和房產(chǎn)圖是現(xiàn)勢(shì)性極強(qiáng)的圖件,進(jìn)入初始地籍(房產(chǎn))調(diào)查測(cè)出地籍圖(房產(chǎn)圖)后,接著就轉(zhuǎn)入經(jīng)常性的變更地籍(房產(chǎn))調(diào)查工作,即隨時(shí)變更,隨時(shí)進(jìn)行地籍(房產(chǎn))要素的修測(cè)和補(bǔ)測(cè),隨時(shí)繪制現(xiàn)勢(shì)性的地籍圖(房產(chǎn)圖)。而地形圖是按國(guó)家計(jì)劃,每隔幾年進(jìn)行一次大規(guī)模修測(cè)或重測(cè),現(xiàn)勢(shì)性較差。因此在實(shí)際“三圖”一體化數(shù)字測(cè)繪過(guò)程中,既要考慮到“三圖”測(cè)繪的相同點(diǎn)又要考慮到它們的不同點(diǎn),對(duì)現(xiàn)有地形、地籍、房產(chǎn)三方面的測(cè)繪規(guī)范進(jìn)行適當(dāng)?shù)木C合及修正,使之在地物編碼、土地劃分、編號(hào)、注記內(nèi)容及界址點(diǎn)、線(xiàn)的精度等要求上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一,制定出滿(mǎn)足“三圖”精度要求和管理要求的技術(shù)規(guī)范。在此技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上制定周密的測(cè)繪工作計(jì)劃,將數(shù)據(jù)要素進(jìn)行分層和編碼,實(shí)現(xiàn)分層貯存地形、地籍、房產(chǎn)等各方面信息;進(jìn)行房地產(chǎn)現(xiàn)狀資料調(diào)查時(shí),調(diào)查的內(nèi)容覆蓋房產(chǎn)、土地等方面的規(guī)范規(guī)定的全部?jī)?nèi)容。由于地圖數(shù)據(jù)的海量性和GIS分析應(yīng)用的廣泛性,在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),應(yīng)考慮到如何使GIS更便于實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、操作、檢索、分析、顯示等功能。在數(shù)字測(cè)量成果基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并建立合理的地形要素、地籍信息、房產(chǎn)信息等數(shù)據(jù)庫(kù);同時(shí)要將數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性數(shù)據(jù)信息直觀地顯現(xiàn)或輸出,還需要建立符合大比例尺地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖圖式規(guī)范的符號(hào)庫(kù),使該數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)既滿(mǎn)足“三圖”制圖要求,又適應(yīng)GIS應(yīng)用的一般需求。如圖1所示,以輸出房產(chǎn)分幅圖為例,房產(chǎn)分幅圖的內(nèi)容由房產(chǎn)信息、必要的地籍要素和地形要素組成。按照房產(chǎn)圖圖式要求建立符號(hào)庫(kù)及要素編碼——符號(hào)代碼對(duì)照表,從控制點(diǎn)文件提取控制點(diǎn)數(shù)據(jù),從地形要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中選擇提取相應(yīng)的地形背景要素,從地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)中選擇提取界址線(xiàn)、界址點(diǎn)、境界等必要的地籍要素信息,從房產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)選取房屋建筑物、構(gòu)筑物、主要附屬設(shè)施等房產(chǎn)要素信息,生成房產(chǎn)分幅圖圖形。根據(jù)房產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)中房屋及權(quán)利人屬性信息等生成房產(chǎn)注記,并作適當(dāng)?shù)木庉?從圖廓文件中讀取測(cè)量與圖廓信息,產(chǎn)生圖廓內(nèi)容,最后得到所需的房產(chǎn)分幅圖。類(lèi)似地,可以輸出各種地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖,這樣既可以充分利用“三圖”的共性又可保持彼此的個(gè)性。五、投資及地物測(cè)量方面城鎮(zhèn)GIS數(shù)據(jù)的生產(chǎn)和更新是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),目前我國(guó)城市空間基礎(chǔ)信息的現(xiàn)狀還不能滿(mǎn)足城市發(fā)展的需要。據(jù)統(tǒng)計(jì),在GIS中數(shù)據(jù)獲取的代價(jià)是GIS代價(jià)的50%