CN107705310A

CN107705310A - 一种地块分割方法及系统

Info

Publication number: CN107705310A
Application number: CN201710824147.6A
Authority: CN
Inventors: 刘扬; 蔡国印; 王荣华; 李思琦; 辛超; 姚毅
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2018-02-16
Anticipated expiration: 2037-09-13
Also published as: CN107705310B

Abstract

本发明涉及土地分割领域，公开了一种地块分割方法及系统，通过获取待分割地块；根据所述分割地块，设置目标地块面积、分割边界形状、分割边界移动方向和分割误差；根据所述分割地块、所述分割边界形状、所述分割边界移动方向，生成第一条虚拟分割边界；移动虚拟分割边界，对所述分割地块进行分割；计算与虚拟分割边界移动方向相反一侧的正分割多边形面积，并计算正分割多边形面积与目标地块的面积差值的绝对值；比较所述面积差值的绝对值与所述分割误差的大小,当所述面积差值的绝对值大于所述分割误差时，重复上述步骤；当所述面积差值的绝对值小于所述分割误差时，确定所述虚拟分割边界为最终分割边界，对所述分割地块进行分割。本发明通过自动化手段将地块按面积分割，实现复杂度低，可有效提高土地确权工作效率，应用范围广，不受地块形状等因素的限制。

Description

一种地块分割方法及系统

技术领域

本发明涉及土地分割领域，尤其涉及一种地块分割方法及系统。

背景技术

我国正在全面开展土地承包经营权确权登记工作，查清承包地块的面积和空间位置是其中的一项重要内容。特别，我国集体土地承包方式大部分属于家庭承包，二轮延包合同签订之后，分户析产现象较多，此外，随着我国经济的快速发展，一些农户的土地流转承包给个人或单位进行大规模农业经营，土地经重新整治后地块边界已消失。在地块调查过程中，涉及分户析产或土地流转等的农户家庭需要按一定的面积、比例、数量、边界走向等要求对承包的地块进行分割；并以此数据建立农村土地承包经营权数据库，为确权颁证和实现土地承包经营权的信息化管理提供可靠数据支持。

而且在地块调查实际测绘中，现场进行基础测绘的技术员地块为了快速找到地界采集点，其参照物通常是田埂、沟渠，这样采集到的往往是大块土地面积，需要依据其他参照数据(如高分辨率航测数据)进行土地分块，这也涉及到大量分割工作。

目前地块测绘后的数据主要以矢量图存储，其中每个地块就是一个多边形。而地块的分割就是对这个矢量多边形进行分割。通常的做法是负责土地登记技术员利用一些通用的地理信息软件(如ArcMap等)对地块进行手工编辑操作，以分割出相应面积的地块——依据分割后面积以及指定的分割边界，将被分割地块中裁剪出指定面积大小的地块；如分割后面积不满足误差要求，则重复以上操作。这种手动分割方式需要不断尝试，不仅费时费力且因其属于随机性操作，无法保障多边形面积的分割精度。

现有技术中，为了实现自动化地完成地块的分割工作，主要采用“几何作图法”和“多项式解析法”。几何作图法计算复杂，不适合计算机实现；多项式解析法虽是一种以解析表达式(多项式)为依据的严密解算方法，但受地块形状以及指定分割边界的限制，不适合不同分割面积的自动重复计算。

发明内容

本发明提供一种地块分割方法及系统，解决现有技术中地块分割采用的几何作图法和多项式解析法存在计算复杂度大、受地块形状以及指定分割边界的限制，不适合不同分割面积的自动重复计算的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种地块分割方法，其特征在于，包括：

步骤101、获取待分割地块；

步骤102、根据所述分割地块，设置目标地块面积、分割边界形状、分割边界移动方向和分割误差；

步骤103、根据所述分割地块、所述分割边界形状、所述分割边界移动方向，生成第一条虚拟分割边界；

步骤104、移动虚拟分割边界，对所述分割地块进行分割；

步骤105、计算与虚拟分割边界移动方向相反一侧的正分割多边形面积，并计算正分割多边形面积与目标地块的面积差值的绝对值；

其中，所述虚拟分割边界移动方向与所述分割边界移动方向相同；

步骤106、比较所述面积差值的绝对值与所述分割误差的大小；

步骤107、当所述面积差值的绝对值大于所述分割误差时，跳转至步骤104继续执行；当所述面积差值的绝对值小于所述分割误差时，确定所述虚拟分割边界为最终分割边界，对所述分割地块进行分割。

一种地块分割系统，包括：

获取模块，用于获取待分割地块；

配置模块，用于根据所述分割地块，设置目标地块面积、分割边界形状、分割边界移动方向和分割误差；

边界初始化模块，用于根据所述分割地块、所述分割边界形状、所述分割边界移动方向，生成第一条虚拟分割边界；

分割计算模块，用于移动虚拟分割边界，对所述分割地块进行分割；

计算模块，用于计算与虚拟分割边界移动方向相反一侧的正分割多边形面积，并计算正分割多边形面积与目标地块的面积差值的绝对值，其中，所述虚拟分割边界移动方向与所述分割边界移动方向相同；

判断模块，用于比较所述面积差值的绝对值与所述分割误差的大小；

地块分割模块，用于当所述面积差值的绝对值大于所述分割误差时，跳转至步骤104继续执行；当所述面积差值的绝对值小于所述分割误差时，确定所述虚拟分割边界为最终分割边界，对所述分割地块进行分割。

本发明提供一种地块分割方法及系统，通过获取待分割地块；根据所述分割地块，设置目标地块面积、分割边界形状、分割边界移动方向和分割误差；根据所述分割地块、所述分割边界形状、所述分割边界移动方向，生成第一条虚拟分割边界；移动虚拟分割边界，对所述分割地块进行分割；计算与虚拟分割边界移动方向相反一侧的正分割多边形面积，并计算正分割多边形面积与目标地块的面积差值的绝对值；比较所述面积差值的绝对值与所述分割误差的大小,当所述面积差值的绝对值大于所述分割误差时，重复上述步骤；当所述面积差值的绝对值小于所述分割误差时，确定所述虚拟分割边界为最终分割边界，对所述分割地块进行分割。本发明通过自动化手段将地块按面积分割，实现复杂度低，可有效提高土地确权工作效率，应用范围广，不受地块形状等因素的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种地块分割方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的分割边界的示意图；

图3为本发明实施例提供的分割边界移动的示意图；

图4为本发明实施例提供的虚拟分割边界、虚拟矩形的示意图；

图5为本发明实施例提供的虚拟分割边界移动进行地块分割的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种地块分割系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，为本发明是实施例提供的一种地块分割方法，如图1所示，包括：

步骤101、获取待分割地块；

其中，如图2所示分割边界形状可以是直线、折线、曲线或更多复杂的分割边界形状，如地块A中可能存在水井和电力设施，为了避免破坏这些基础设施，可以采用多折线进行分割，可以提前在图上构造出分割边界矢量线并保存起来，作为分割边界的形状。

如图3所述，箭头标识的为分割边界移动方向，而分割边界移动方向即指依据其形成的虚拟分割边界的移动方向。虚拟分割边界移动方向与地块所处的平面坐标系统中的坐标轴方向平行，即可以沿着下上右左4个方向平移。

步骤104、移动虚拟分割边界，对所述分割地块进行分割；

其中，所述步骤102，具体可以包括：

步骤102-1、根据所述分割地块，设置目标地块面积及分割误差；

步骤102-2、根据所述分割地块，设置分割边界的形状，所述分割边界的形状包括直线、折线或曲线；

步骤102-3、设置分割边界移动方向沿着下上右左4个方向之一平移，分割边界移动方向与所述分割地块所处的平面坐标系统中的坐标轴方向平行。

所述步骤103，具体可以包括：

步骤103-1、根据所述分割地块，生成虚拟矩形；

其中，如图4所示，矩形范围框包含整个地块多边形，且平行于地块多边形所在的平面坐标轴。如上图，矩形范围框各点计算公式如下：

构成地块A的多边形有n个顶点，各顶点坐标如下：P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)、…、Pi(xi,yi)、Pi+1(xi+1,yi+1)、…、Pn(xn,yn)。

为了将地块A框住，

则其矩形范围框的左下角点Pleft-bottom的坐标(xlb,ylb)的计算公式为：

x_lb＝min(x)x∈{x1,x2…xi,xi+1…xn}

y_lb＝min(y)y∈{y1,y2…yi,yi+1…yn}

则其矩形范围框的左上角点Pleft-top的坐标(xlt,ylt)的计算公式为：

x_lt＝min(x)x∈{x1,x2…xi,xi+1…xn}

y_lt＝max(y)y∈{y1,y2…yi,yi+1…yn}

则其矩形范围框的右上角点Pright-top的坐标(xrt,yrt)的计算公式为：

x_rt＝max(x)x∈{x1,x2…xi,xi+1…xn}

y_rt＝max(y)y∈{y1,y2…yi,yi+1…yn}

则其矩形范围框的右下角点Pright-bottom的坐标(xrb,yrb)的计算公式为：

x_rb＝max(x)x∈{x1,x2…xi,xi+1…xn}

y_rb＝min(y)y∈{y1,y2…yi,yi+1…yn}

步骤103-2、根据分割边界形状、分割边界移动方向、虚拟矩形，缩放生成第一条虚拟分割边界；

步骤103-3、根据分割边界移动方向，确定第一条虚拟分割边界的位置。

其中，第一条虚拟分割边界应全部位于与平移方向相反的原始矩形范围框组成边外部，其在平移方向上平面坐标轴最小或最大的坐标的点位于该组成边上；最大和最小值判断具体规则如下：如果平移方向与坐标轴方向一致，则取最大值；相反，则取最小值。

如图4所示，当虚拟分割边界向下平移时，则第一条虚拟分割边界位于原始矩形框上侧组成边b的上侧，其在平移方向与Y轴方向相反，则其在Y轴上的最小坐标点Pv-min(y)位于b上，虚拟分割边界向其它方向平移的情况与此类似，在此不再赘述。

所述步骤104，具体可以根据Δh_i＝k_iΔh_i-1移动虚拟分割边界，其中，Δh_i为第i条虚拟分割边界的平移距离，Δh_i-1为第i-1条虚拟分割边界的平移距离，k_i为本次平移距离的比例系数，k_i＝f(δ)，δ为面积变化速率。

如图5所示，默认初始平移距离△hstart，即第一条虚拟分割边界平移的距离。沿平移方向平移△hstart后形成第二条虚拟分割边界。如果此时虚拟分割边界与原始地块无交点，即“正分割多边形”面积为0，则继续沿平移方向以△hstart平移，直到“正分割多边形”面积大于0；本步骤中计算面积变化速率δ，计算公式具体如下：δ＝(Saim-Sv(i-1))/(Sv(i-1)-Sv(i-2))其中，Saim为目标地块面积；Sv(i-1)，Sv(i-2)为最近两次分割后的“正分割多边形”面积。“正分割多边形”面积首次大于0，则Sv(i-2)为0。

f(δ)的公式如下，即当δ大于等于1的时候表示为开平方后取整；当其在0和1之间时，表示为其倒数开平方取整后，再取倒数。

f(δ)＝[√δ]δ∈[1,+∞)

f(δ)＝1/[√(1/δ)]δ∈(0,1)

如δ为负的情况，f(δ)具体如下：

f(δ)＝-1/[√(1/(|δ|))]δ∈(-1,0)

f(δ)＝-1δ∈(-∞,-1]

所述步骤104通过自适应的平移距离的比例系数，不断调整每次虚拟分割边界的平移距离，当越接近目标地块面积的分割时，平移距离缩小，提高了分割的精确度。

本发明提供一种地块分割方法，通过获取待分割地块；根据所述分割地块，设置目标地块面积、分割边界形状、分割边界移动方向和分割误差；根据所述分割地块、所述分割边界形状、所述分割边界移动方向，生成第一条虚拟分割边界；移动虚拟分割边界，对所述分割地块进行分割；计算与虚拟分割边界移动方向相反一侧的正分割多边形面积，并计算正分割多边形面积与目标地块的面积差值的绝对值；比较所述面积差值的绝对值与所述分割误差的大小,当所述面积差值的绝对值大于所述分割误差时，重复上述步骤；当所述面积差值的绝对值小于所述分割误差时，确定所述虚拟分割边界为最终分割边界，对所述分割地块进行分割。本发明通过自动化手段将地块按面积分割，实现复杂度低，可有效提高土地确权工作效率，应用范围广，不受地块形状等因素的限制。

本发明实施例中还提供了一种地块分割系统，如图6所示，包括：

获取模块610，用于获取待分割地块；

配置模块620，用于根据所述分割地块，设置目标地块面积、分割边界形状、分割边界移动方向和分割误差；

边界初始化模块630，用于根据所述分割地块、所述分割边界形状、所述分割边界移动方向，生成第一条虚拟分割边界；

分割计算模块640，用于移动虚拟分割边界，对所述分割地块进行分割；

计算模块650，用于计算与虚拟分割边界移动方向相反一侧的正分割多边形面积，并计算正分割多边形面积与目标地块的面积差值的绝对值，其中，所述虚拟分割边界移动方向与所述分割边界移动方向相同；

判断模块660，用于比较所述面积差值的绝对值与所述分割误差的大小；

地块分割模块670，用于当所述面积差值的绝对值大于所述分割误差时，跳转至步骤104继续执行；当所述面积差值的绝对值小于所述分割误差时，确定所述虚拟分割边界为最终分割边界，对所述分割地块进行分割。

其中，所述配置模块620包括：

第一配置单元621，用于根据所述分割地块，设置目标地块面积及分割误差；

第二配置单元622，用于根据所述分割地块，设置分割边界的形状，所述分割边界的形状包括直线、折线或曲线；

第三配置单元623，用于设置分割边界移动方向沿着下上右左4个方向之一平移，分割边界移动方向与所述分割地块所处的平面坐标系统中的坐标轴方向平行。

所述边界初始化模块630包括：

虚拟矩形生成单元631，用于根据所述分割地块，生成虚拟矩形；

虚拟分割边界生成单元632，用于根据分割边界形状、分割边界移动方向、虚拟矩形，缩放生成第一条虚拟分割边界；

虚拟分割边界位置单元633，用于根据分割边界移动方向，确定第一条虚拟分割边界的位置。

所述分割计算模块640具体用于根据Δh_i＝k_iΔh_i-1移动虚拟分割边界，其中，Δh_i为第i条虚拟分割边界的平移距离，Δh_i-1为第i-1条虚拟分割边界的平移距离，k_i为本次平移距离的比例系数，k_i＝f(δ)，δ为面积变化速率。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种地块分割方法，其特征在于，包括：

步骤101、获取待分割地块；

步骤104、移动虚拟分割边界，对所述分割地块进行分割；

步骤105、计算与虚拟分割边界移动方向相反一侧的正分割多边形面积，并计算正分割多边形面积与目标地块的面积差值的绝对值，其中，所述虚拟分割边界移动方向与所述分割边界移动方向相同；

2.根据权利要求1所述的地块分割方法，其特征在于，所述步骤102，包括：

根据所述分割地块，设置目标地块面积及分割误差；

根据所述分割地块，设置分割边界的形状，所述分割边界的形状包括直线、折线或曲线；

设置分割边界移动方向沿着下上右左4个方向之一平移，分割边界移动方向与所述分割地块所处的平面坐标系统中的坐标轴方向平行。

3.根据权利要求1所述的地块分割方法，其特征在于，所述步骤103，包括：

根据所述分割地块，生成虚拟矩形；

根据分割边界形状、分割边界移动方向、虚拟矩形，缩放生成第一条虚拟分割边界；

根据分割边界移动方向，确定第一条虚拟分割边界的位置。

4.根据权利要求1所述的地块分割方法，其特征在于，所述步骤104，包括：

根据Δh_i＝k_iΔh_i-1移动虚拟分割边界，其中，Δh_i为第i条虚拟分割边界的平移距离，Δh_i-1为第i-1条虚拟分割边界的平移距离，k_i为本次平移距离的比例系数，k_i＝f(δ)，δ为面积变化速率。

5.一种地块分割系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待分割地块；

6.根据权利要求5所述的地块分割系统，其特征在于，所述配置模块包括：

第一配置单元，用于根据所述分割地块，设置目标地块面积及分割误差；

第二配置单元，用于根据所述分割地块，设置分割边界的形状，所述分割边界的形状包括直线、折线或曲线；

第三配置单元，用于设置分割边界移动方向沿着下上右左4个方向之一平移，分割边界移动方向与所述分割地块所处的平面坐标系统中的坐标轴方向平行。

7.根据权利要求5所述的地块分割系统，其特征在于，所述边界初始化模块包括：

虚拟矩形生成单元，用于根据所述分割地块，生成虚拟矩形；

虚拟分割边界生成单元，用于根据分割边界形状、分割边界移动方向、虚拟矩形，缩放生成第一条虚拟分割边界；

虚拟分割边界位置单元，用于根据分割边界移动方向，确定第一条虚拟分割边界的位置。

8.根据权利要求5所述的地块分割系统，其特征在于，所述分割计算模块具体用于根据Δh_i＝k_iΔh_i-1移动虚拟分割边界，其中，Δh_i为第i条虚拟分割边界的平移距离，Δh_i-1为第i-1条虚拟分割边界的平移距离，k_i为本次平移距离的比例系数，k_i＝f(δ)，δ为面积变化速率。