基于gis的三圖一體化研究

基于gis的三圖一體化研究

一、城市地下和各部門之間對gis的認識不一目前，中國已進入快速城市化階段，預計2000年和2010年的城市化水平分別達到35%和45%。因此，在不久的將來，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)量最大的基礎信息,和這三類信息相對應的是地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖。其中,地籍圖和房產(chǎn)圖的現(xiàn)勢性極強,地籍圖(房產(chǎn)圖)編輯由土地(房產(chǎn))管理部門承擔,因我國大部分城市還沒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?shù)匦魏偷丶?房產(chǎn))發(fā)生變化,而地圖來不及更新時,土地(房產(chǎn))管理部門則自行修測,這樣就帶來大量的重復現(xiàn)場測量工作,以及機構(gòu)之間信息所有權(quán)的矛盾。另一方面,隨著GIS的深入人心,各部門也越來越意識到GIS的巨大經(jīng)濟效益,紛紛建立自己本部門的GIS系統(tǒng);但一些部門從自身所能獲取的最大利益出發(fā),希望本部門的GIS成為整個城市的空間數(shù)據(jù)來源,置社會的整體效益而不顧(當然也有維護本部門利益而不愿意數(shù)據(jù)共享的原因),重復收集其他部門已有的地形資料、地籍信息或房產(chǎn)資料,造成大量的資金浪費和不必要的重復勞動。如果地形、地籍、房產(chǎn)資料可以統(tǒng)一測繪,分庫置于同一GIS管理之下,實現(xiàn)“三圖”一體化,并在有關的機構(gòu)之間共享,定會減少重復勞動、提高數(shù)據(jù)精度、增加數(shù)據(jù)重復使用率。二、“三個狗”的共同特征是一體化的基礎大比例尺地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖測繪都涉及到圖形的測繪,因而在圖形測繪的工作過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、測圖方法的確定三圖都是依據(jù)測量學的基礎理論和技術(shù)方法,遵循著“先整體后局部、先控制后細部、從高精度到低精度”的測圖基本原則,可采用平板儀測量、航空攝影測量、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、平面直角坐標系統(tǒng)當長度變形值不大于2.5cm/km時,大比例尺地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖測繪都是采用高斯—克呂格正形投影統(tǒng)一3°帶的平面直角坐標系統(tǒng);當長度變形值大于2.5cm/km時,一般采用抵償高程面上的高斯正形投影3°帶的平面直角坐標系統(tǒng),或高斯正形投影任意帶的平面直角坐標系統(tǒng);當面積小于25km2測區(qū)時,一般不經(jīng)投影而采用平面直角坐標系統(tǒng)在平面上直接進行計算。3、坐標格網(wǎng)的矩形或東南角分幅法大比例尺地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖分幅圖測繪的圖幅分幅都采用坐標格網(wǎng)的矩形或正方形分幅法(宗地圖、房產(chǎn)圖的分丘圖及分戶圖的幅面大小在32開～4開之間選用)。圖幅編號按圖廓西南角坐標數(shù)編碼,縱坐標在前,橫坐標在后,中間用短線連接。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)圖的分丘圖及分戶圖還可根據(jù)實際情況采用更大的比例尺。5、地物點間距中誤差的區(qū)別《城市測量規(guī)范》、《地籍測量規(guī)范》、《房產(chǎn)測量規(guī)范》對點位精度的要求盡管有差異,但我們可將之統(tǒng)一于:圖根控制點相對于鄰近基本控制點的點位中誤差不超過圖上±0.1mm,地物點相對于臨近圖根點的點位中誤差不超過圖上±0.5mm,相鄰地物點間距中誤差不超過圖上±0.4mm,如表1所示。6、戶內(nèi)要素信息三圖表達的地理要素存在許多共同點,均在圖上表示測量控制點、居民地各類建筑物、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;只是在表達地籍要素、房產(chǎn)要素及地形地物信息的詳略側(cè)重點不一樣而已。尤其是在一些地表覆蓋以建筑物、道路、管線等為主的地區(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)的地物狀況相差無幾,而地籍測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繪之前必須先進行土地權(quán)屬調(diào)查,房產(chǎn)圖測繪之前也必須進行房產(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、地理名稱、基本的房產(chǎn)資料(比如:房屋座落、附屬設施、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、用地類別、土地座落、土地使用者名稱等);在方式上均可通過收集已有的控制點資料、地籍資料、房產(chǎn)資料(這些相關資料的擁有者有相當一部分是同一部門和單位)或現(xiàn)場實地調(diào)查;在步驟上一般是:制定計劃→收集資料→技術(shù)設計→現(xiàn)場實地調(diào)查核實→填寫調(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的兼容性和互補性。三、數(shù)字地圖的編輯特別是近年來,數(shù)字測圖制圖技術(shù)及其應用的飛速發(fā)展,目前已趨近成熟,它為“三圖”統(tǒng)一測繪提供了手段,并為其后的分庫奠定了基礎。其成果可以直接輸入或轉(zhuǎn)換到面向制圖和其它應用的GIS數(shù)據(jù)庫,并且其數(shù)據(jù)內(nèi)容已不僅僅是圖形,還可以同時輸入地物的分類代碼信息,以及大量地物屬性信息。數(shù)字地圖的優(yōu)點之一:圖形數(shù)據(jù)分層貯存,是實現(xiàn)“三圖”一體化的關鍵技術(shù),例如將地物分成控制點、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。對圖形進行分層,有助于圖形的編輯與檢索。當我們對圖形編輯時可以調(diào)入相應的圖層,無關圖層不調(diào)入,這樣進入工作區(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,同時也避免了無關圖形干擾編輯者的視線。更重要的是,在數(shù)據(jù)入庫后有利于制作專題圖。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。當要制作該地區(qū)的公路圖時,只需把公路層及有關的要素提取出,保存為一個文件。同樣在進行修測時,可以先從數(shù)據(jù)庫中提取待測地區(qū)的數(shù)據(jù),必要時進行格式轉(zhuǎn)換。在原數(shù)據(jù)基礎上進行新的野外數(shù)據(jù)采集和初始編輯,室內(nèi)進一步編輯處理后,輸入數(shù)據(jù)庫更新原有數(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貯存一幅地圖,它以數(shù)字形式貯存地圖。根據(jù)用戶的需要,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、滿足規(guī)范要求的地圖,輸出各種分層疊合的專用地圖。四、庫的管理解決了“三個地圖”的差異盡管“三圖”測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:戶籍地測量的應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、設計和工程施工等,應用范圍較廣。地籍測量是以土地權(quán)屬管理工作為目的,專門用于地籍管理和土地登記。房產(chǎn)測量則為房產(chǎn)產(chǎn)權(quán)、房籍管理、房地產(chǎn)開發(fā)利用、征收稅費,以及城鎮(zhèn)規(guī)劃建設提供測量數(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)圖有很強的專業(yè)性和側(cè)重點,并且調(diào)查在這兩圖的測繪工作中占有重要位置。地籍圖偏向與土地管理有關的內(nèi)容,如:宗地界址點、界址線、權(quán)屬關系、地類號、土地面積等;房產(chǎn)圖是平面圖,不表示高程,不表示等高線,偏向于房屋及其用地狀況,如:房屋的權(quán)屬界線、附屬設施、層次、戶號、建筑面積等。缺陷填補工具大比例尺地形圖只強調(diào)客觀反映地面上的所有地物、地貌要素,具體的內(nèi)容留給用戶應用時自行填補。而地籍圖和房產(chǎn)圖所顯示的往往是地表上看不到或無法直接測量的,如地籍號、地類號、房號、權(quán)屬界線、建筑結(jié)構(gòu)等,因而它們反映的要素比較充分、細膩。數(shù)據(jù)庫設計思想地籍圖和房產(chǎn)圖是現(xiàn)勢性極強的圖件,進入初始地籍(房產(chǎn))調(diào)查測出地籍圖(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,即隨時變更,隨時進行地籍(房產(chǎn))要素的修測和補測,隨時繪制現(xiàn)勢性的地籍圖(房產(chǎn)圖)。而地形圖是按國家計劃,每隔幾年進行一次大規(guī)模修測或重測,現(xiàn)勢性較差。因此在實際“三圖”一體化數(shù)字測繪過程中,既要考慮到“三圖”測繪的相同點又要考慮到它們的不同點,對現(xiàn)有地形、地籍、房產(chǎn)三方面的測繪規(guī)范進行適當?shù)木C合及修正,使之在地物編碼、土地劃分、編號、注記內(nèi)容及界址點、線的精度等要求上實現(xiàn)統(tǒng)一,制定出滿足“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)范基礎上制定周密的測繪工作計劃,將數(shù)據(jù)要素進行分層和編碼,實現(xiàn)分層貯存地形、地籍、房產(chǎn)等各方面信息;進行房地產(chǎn)現(xiàn)狀資料調(diào)查時,調(diào)查的內(nèi)容覆蓋房產(chǎn)、土地等方面的規(guī)范規(guī)定的全部內(nèi)容。由于地圖數(shù)據(jù)的海量性和GIS分析應用的廣泛性,在設計數(shù)據(jù)庫時,應考慮到如何使GIS更便于實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)庫的管理、操作、檢索、分析、顯示等功能。在數(shù)字測量成果基礎上設計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;同時要將數(shù)據(jù)庫中的屬性數(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)范的符號庫,使該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)既滿足“三圖”制圖要求,又適應GIS應用的一般需求。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庫及要素編碼——符號代碼對照表,從控制點文件提取控制點數(shù)據(jù),從地形要素數(shù)據(jù)庫中選擇提取相應的地形背景要素,從地籍數(shù)據(jù)庫中選擇提取界址線、界址點、境界等必要的地籍要素信息,從房產(chǎn)數(shù)據(jù)庫選取房屋建筑物、構(gòu)筑物、主要附屬設施等房產(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)庫中房屋及權(quán)利人屬性信息等生成房產(chǎn)注記,并作適當?shù)木庉?從圖廓文件中讀取測量與圖廓信息,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性。五、投資及地物測量方面城鎮(zhèn)GIS數(shù)據(jù)的生產(chǎn)和更新是一項長期而艱巨的任務,目前我國城市空間基礎信息的現(xiàn)狀還不能滿足城市發(fā)展的需要。據(jù)統(tǒng)計,在GIS中數(shù)據(jù)獲取的代價是GIS代價的50%