CN110688756B - 一种采集和制图一体化的竣工图制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，步骤如下：(1)建立复垦项目竣工图的模板数据库和符号库，并制作制图模板；(2)以模板数据库和符号库为基础，约定地物类型属性，在制图模板中创建模板数据图层，并符号化表达所有地类数据，然后采用可配置扩展方式构建采集模板；(3)在制图模板中基于采集模板，采集竣工图中的复垦项目区及基础地物数据，并存储到对应的符号化表达的采集模板数据图层中；(4)利用包围盒判别法计算制图模板内图廓的有效制图区范围与复垦项目区缓冲面，调整比例尺至最优；在制图模板中更新地块信息，并输出制图结果。本发明实现了一种农村宅基地复垦竣工图的所见即所得的采集和制图方法。

Description

一种采集和制图一体化的竣工图制作方法

技术领域

本发明涉及空间数据采集与专题地图制图领域，具体涉及一种采集和制图一体化的农村宅基地腾退复垦竣工图制作方法。

背景技术

农村宅基地腾退复垦工作是我国农村土地整治工作的重要内容，是地方自然资源管理与调配的基础工作，对国家和地方经济发展有着至关重要的影响。用地类型固化制约着城镇化发展的步伐，城市化建设扩展与地方建设用地资源紧张之间矛盾严重阻碍了地方发展，农村宅基地腾退复垦工作则以农村废旧宅基地复垦为农用地来置换城镇地区建设用地指标，这一思路在一定程度上缓解了城市建设用地紧张问题，同时也为我国贫困地区脱贫攻坚工作提供参考。

农村宅基地腾退复垦工作的成果形式一般以复垦竣工图为验收主体，农村宅基地腾退复垦竣工图的验收标准及样图也因各地而异。在传统土地复垦竣工图的制作流程中，其竣工图测量仍然以传统测绘技术为基础，存在着测量周期长、测绘成本高、成图速度慢、质量低、入库难等问题。

中国专利CN201610140563.X、“一种内外业测绘一体化实时成图的方法与系统”公开了一种内业作业人员和外业作业人员能够实时获得测绘情况的内外业测绘一体化成图方法，该方法通过外业编码采集传输至内业服务器进行渲染成图，其成果图为地类可视化表达的结果，而非专题地图，难以适用于土地复垦竣工图的实际生产工作。中国专利CN201610554300.3、“一种具备生产与管理一体化的数字地图制图系统”公开了一种对地理信息与地图制图数据进行一体化的生产与更新方法，该方法提供了生产与管理一体化的数字化地图制图系统，侧重于对于数据服务的管理与更新，该地图服务实际上是以网络地图服务为基础的编辑、更新、渲染与切片等为核心，并不涉及复垦竣工图一体化生产方法。中国专利CN201610554372.8、“一种一体化管理地理信息与地图制图数据的方法”公开了一种解决地理信息与地图制图数据互不关联等问题的管理方法，该方法侧重于整合地理信息数据与地图制图数据，通过建立关联标识实现两类数据的一体化，难以支撑农村宅基地腾退复垦制图的采集与制图一体化需求。

上述列举的相关专利分别从内外业采集一体化渲染表达、地图服务生产管理一体化及数据与地图一体化三个角度对测绘数据与地理信息数据及地图信息可视化表达方法进行了研究，然而，一方面上述方法需要外业实地采集，另一方面上述方法重视地图服务的管理和更新，而缺乏对于专题地图、特别是复垦竣工图的制作和生成工作。

发明内容

本发明针对现有农村宅基地腾退复垦工作的外业作业测量工作流程复杂、人工干预度过高、标准化不统一等问题，提出了一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，能极大地提高作业效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，包括如下步骤：

(1)建立复垦项目竣工图的模板数据库和符号库，并制作制图模板；

(2)以所述模板数据库和符号库为基础，约定地物类型属性，在制图模板中创建模板数据图层，并符号化表达所有地类数据，然后采用可配置扩展方式构建采集模板；

(3)在制图模板中基于所述采集模板，采集竣工图中的复垦项目区及基础地物数据，并存储到对应的符号化表达的采集模板数据图层中，达到采集即成图的视觉效果；

(4)利用包围盒判别法计算制图模板内图廓的有效制图区范围与复垦项目区缓冲面，调整比例尺至最优；在制图模板中更新地块信息，并输出制图结果。

进一步地，所述步骤(1)中，建立复垦项目竣工图的模板数据库具体过程为：根据竣工图所需地物空间分布特点，创建空间数据库、数据集及要素类，针对不同地物要素，分别设置属性结构。

进一步地，所述步骤(1)中，建立复垦项目竣工图的符号库具体过程为：按照国家标准地形图图式要求，确定地物要素在给定比例尺下的符号样式，然后利用字体法设计相应的地物符号，并存储到符号库中。

进一步地，所述步骤(1)中，制作制图模板的具体过程为：依据给定图纸尺寸创建制图模板文档，然后在制图模板中分别创建图名、图例、图廓、用地结构表、公里网、四角坐标、比例尺及辅助文本要素，最后将模板数据库中的地物要素按照地物类别组织、添加至制图模板文档中。

进一步地，所述步骤(2)中，构建采集模板的具体过程为：

a)约定采集地物类型属性，对于点线面状地类及属性映射关系，建立映射表；b)针对约定的采集地物类型，采用分类符号化表达方法，利用步骤(1)符号库中相应的地物符号进行可视化表达；c)以点线面空间分布特征作为大类，以具体某一类地物图层属性唯一值为子类，构建采集模板。

进一步地，所述步骤(3)中，采集竣工图中的复垦项目区及基础地物数据具体包括：

针对复垦项目区，叠加可复垦范围线及高分辨率遥感影像，通过目视解译方法，辨识并勾绘竣工区域，结合外业调绘成果录入项目区权利人相关信息；针对复垦项目区内、外的点状特征的参考地物，选择采集模板上相应的地物图标，设置当前采集对象为指定的点状地物；针对复垦区的周边呈线状分布的参考地物，选择采集模板上相应的地物图标，设置当前采集对象为指定的线状地物；针对复垦区的周边呈面状或带状分布的参考地物，选择采集模板上相应的地物图标，设置当前采集对象为指定的面状地物；对于难以使用现有地图符号表达的复杂地物，采用辅助构造方法，先采集关键的主体辅助线，通过规则解析生成对应的复杂地物；针对复垦区内部的地物类别，利用裁切工具按照地类界纹理特征线进行切分和重分类，对于切分后的各个子地块，分别赋予不同的地物类型属性，明确复垦区内部的不同农用地结构。

进一步地，所述步骤(4)中，制图模板内有效制图区范围计算的具体过程为：以制图模板内图廓扣除图例、土地利用结构对比表区域，剩余空间为有效制图区，求算出该区域的最大内部矩形作为实际有效制图区。

进一步地，所述步骤(4)中，计算项目区缓冲面的具体过程为：通过给定缓冲阈值，通过缓冲区生成算法构建项目区缓冲面，并计算该缓冲面的包围盒。

进一步地，所述步骤(4)中，最优比例尺的调整过程如下：首先在默认比例尺下将制图项目区移动至制图中心区域，比较当前比例尺下制图模板中有效制图区和项目区内缓冲面的包围盒；然后，判断两者包含关系，若地图显示区大于地理要素最小包围盒，则调大制图比例尺，再次判别地图显示区与地理要素尺寸的关系；迭代执行上述判别过程直至地图显示区首次小于地理要素最小包围盒，则上一次迭代比例尺为最优比例尺；反之，通过缩小比例尺，迭代至地图显示区首次大于地理要素最小包围盒，获得上一次迭代的最优比例尺；最后获取当前复垦项目区的属性信息，更新制图模板文本。

本发明是一种着重内业数据采集工作的所见即所得的采集与成图方法。该方法提出了基于制图模板的内业数据矢量化的采集模式，以高分辨率遥感影像(如无人机影像)为采集底图，实现了农村宅基地复垦竣工图的所见即所得的采集，极大地降低了外业实地测量的工作量；针对传统外业作业、内业成图的两个工作环节中的信息不对称问题，通过制图模板自动化适应方法，实现了采集与制图一体化、图库一体化的制图方法，能够较好的适用于农村宅基地腾退复垦竣工图的制作，有效提高生产效率。

附图说明

图1为本发明采集-制图一体化的竣工图制作流程示意图。

图2为本发明实施例的农村宅基地腾退复垦竣工图模板示意图。

图3为本发明的采集模板配置流程示意图。

图4为本发明的竣工图数据采集流程示意图。

图5为本发明的比例尺自适应技术示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明方法包括面向“采集-制图”的竣工图模板数据库和符号库及制图模板制作、采集模板配置、竣工图项目区及基础地物数据采集、比例尺自适应及地块信息联动制图，以下分别说明各个内容流程及其实现过程。

本实例以Windows7为操作系统环境，Microsoft visual studio 2010为开发环境，C#为开发语言，ArcGIS10.2为基础平台，空间数据库采用*.gdb格式的文件型数据库、符号库以*.style格式存储，字体符号采用FontCreator设计并以点状字体符号存储于*.style符号库中，采集模板的配置文件以*.xml类型存储。预先在ArcMap10.2平台中完成数据库、符号库及制图模板的制作工作；然后基于ArcGIS Object 10.2以ArcGIS Add-In的插件式开发采集与制图软件的实现案例，具体实施过程如下：

一、面向“采集-制图”的竣工图模板数据库和符号库及制图模板制作，包括以下几个步骤：

步骤1制作竣工图数据库模板。

竣工图数据库模板用于存储采集的农村宅基地腾退复垦地类要素数据，规范了数据采集的类型，是“采集-制图”一体化、图库一体化的数据基础。具体实现步骤：在ArcGIS10.2中创建*.gdb格式文件型数据库，按照表1所示的元数据表信息，在数据库中创建【可复垦范围线】、【复垦区】、【参照地类】、【特殊地类】四个数据集；【可复垦范围线】数据集中导入已给定的可复垦范围线，用于存储该地区的复垦资源分布数据；在【复垦区】数据集中创建【复垦图斑】、【复垦地类】两个面状图层，其中复垦图斑用于存储复垦区的采集数据，复垦地类用于存储复垦区内部的分割后的地类；在【参照地类】数据集中分别创建点、线、面三个图层；在【特殊地类】数据集中创建斜坡底线、顶线，河流方向线、农村道路实线、虚线，针对【参照地类】和【特殊地类】创建类型和名称字段，用于存储参考地类的类别及注记信息；

表1竣工图数据库模板空间数据元数据表

步骤2制作竣工图符号库。

竣工图符号库是农村宅基地腾退复垦竣工图的地类符号重要的表达语言，是进行“采集-制图”一体化表达的重要元素。制作步骤为：依照《国家基本比例尺地图图式第1部分：1:500 1:1000 1:2000地形图图式》，首先确定制图模板的图例中给出的必须采集的地类，然后分别找出竣工图明确标明的地物及其地图符号构图要求，在FontCreator软件中按照地图符号构图采用字体法完成符号设计，并导入至ArcGIS10.2符号系统中。

步骤3制作竣工图制图模板。

制图模板是进行“采集-制图”一体化流程的核心场所，也是最终地图制图的模板文档。制图模板制作流程：依据竣工图制图图纸尺寸，分别创建图名、图例、图廓、用地结构表、公里网、四角坐标、比例尺及辅助文本要素，然后将竣工图数据库模板中的地物要素按照地物类别组织、添加至制图模板中，制图模板样式如图2所示。

二、采集模板配置包括以下几个步骤：

步骤1采集地物类型属性约定。

采集地物类型属性约定是指数据库模板中属性字段与实际采集地物类型的映射约定，规定好指定<属性类型,属性值>的实际地理意义。具体约定内容及步骤：对于【复垦图斑】图层数据，属性包括图斑编号、行政区划(市、县、乡镇、村)，复垦前后的水田、旱地、道路、沟渠面积，所在图幅号、检查员、绘图员、测量员以及空间数据库基础字段；对于【复垦地类】、【参照地类】、【特殊地类】则以空间数据库基础字段为基本，再另外添加“类型”、“名称”字段，其中类型表示具体的地物类型，名称用于存储该地类需要标注的注记名称。

步骤2符号化表达。

符号化表达是指对于约定好的地物类型属性，按照唯一值渲染的方式进行符号化渲染，具体步骤：对于【复垦图斑】以项目区红线符号进行简单符号化；对于【复垦地类】、【参照地类】按照“类型”字段进行唯一值符号化表达，对于每一类的类型值，需要按照制图符号库及图例中列出的地类分别单独设定；对于【特殊地类】则用对应的地图符号进行简单符号化表达。

步骤3采集模板配置。

采集模板配置是对于每一类约定的地物定制一种地物标识，建立标识与实际地物采集的映射关系，实现采集要素模板的界面化，具体步骤为：使用XML文件格式建立地物与属性值映射关系，采用<Node,Attributes>的样式存储地类的名称、属性值，使用节点属性存储图标路径；然后通过遍历每一个地物节点，在采集容器上添加该地类图标，并与地图编辑接口关联，建立与数据库中的具体地物映射关系。

三、竣工图项目区及基础地物数据采集，包括以下几个步骤：

步骤1复垦项目区采集。

单击采集模板上的复垦图斑图标，确定当前编辑对象为【复垦图斑】图层，然后叠加可复垦范围线及高分辨率遥感影像(无人机影像)，通过目视解译方法，辨识并勾绘竣工区域，双击完成采集，并选择修改属性按钮，录入该项目区的行政区划(市、县、乡镇、村、组、户)、检查员、绘图员、测量员信息。

步骤2点状地物采集。

切换采集模板上图标，找到点状地物子类，选择当前待采集的地物对应图标，设定当前采集对象为指定地类对象，然后在地图上逐点采集地物即可。

步骤3线状地物采集。

选择采集模板上的线状地物子类，根据待采集的地物，找到采集面板上地物对应的采集图斑，设定当前编辑对象为该类型地物，然后在地图上沿该地类的走向逐点采集，通过双击鼠标完成采集。

步骤4面状地物采集。

选择采集模板上的面状地物子类，根据待采集的地物，找到采集面板上地物对应的图标，设定当前编辑对象为该面状分布的地物，通过目视解译判断该面状类型地物的分布空间特征，沿着地类界限采集范围界线，双击鼠标完成采集。

步骤5复杂地物采集。

对于斜坡底边线、斜坡顶线，需要遵循“先采集底线、后采集顶线”的原则，且两者要依次一次性采集完毕，成对存储在图层中；对于河流方向线，则类似线状地物采集方法，采集时需要明确河流的方向，从上游至下游的放下采集方向箭头；对于农村道路的虚实线则可以按照线状地物采集方式进行采集。

步骤6复垦区内部地类切分。

先选择需要裁切的复垦区地块，将其复制到【复垦地类】图层中，并对该图斑的类型、名称赋予初始化值，利用裁切工具按照地类界纹理特征线进行切分和重分类，对于切分后地各个子地块，分别赋予不同地地物类型属性，明确复垦区内部的不同农用地结构。

四、比例尺自适应及地块信息联动制图，包括以下几个步骤：

步骤1有效制图区包围盒计算。

以制图模板内图廓扣除图例、土地利用结构表区域，剩余空间为有效制图区，为方便计算，求算出该区域的最大内部矩形作为实际有效制图区。计算时应该明确如下事项：该实际制图区四角坐标值为屏幕坐标系统下的坐标值，需要通过屏幕与地理坐标系转换方法换算得到真实地理空间坐标下的有效制图区域。

步骤2项目区缓冲面计算。

根据验收标准，一般采用30米为缓冲半径，调用缓冲区结构，基于当前复垦区地块，向外生成30米的缓冲面，并获得该缓冲面的包围盒。

步骤3比例尺逐级调整与自适应。

设置初始比例尺为500，且按照竣工图制作要求规定制图比例尺应为500的整数倍数，根据步骤1和步骤2中获取的有效制图区域与图斑的缓冲区包围盒信息，以实际有效制图区域为参考，通过调整比例尺，实现制图区缩放调整，具体实现算法如下：调用空间判断接口，先判断当前地块的缓冲区是否完全落在包围盒内；如果是，则比例尺增加500，计算一次缓冲面，再次判断当前地块是否落在有效制图区内，直到发现放比例尺增后，使得包围盒超出有效制图区，那么上一个比例尺为最优比例尺；反之，如果否，则比例尺减小500，计算一次缓冲面，再次判断当前地块是否落在有效制图区外，一直到当前比例尺首次满足地块缓冲面完全落在有效制图区内，则该比例尺为最优比例尺。

步骤4地块信息联动更新。

调用查询接口，获取当前地块的属性信息，通过字符串组合方式将“市县乡镇村组户”信息按照命名规则更新到图名中；获取当前制图区域的四角坐标点值，并写入到制图模板的四角坐标的标注中；获取测量员、检查员、绘图员信息，更新至制图模板相应的位置；

通过空间压盖分析和面积统计类接口，查询出当前复垦地块内部所有地类的面积，并统计出复垦前后的水田、旱地、道路、沟渠面积，并自动关联到制图模板的土地利用结构表中。

步骤5制图输出：调用制图输出接口，输出当前竣工图。

Claims (8)

1.一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）建立复垦项目竣工图的模板数据库和符号库，并制作制图模板；

（2）以所述模板数据库和符号库为基础，约定地物类型属性，在制图模板中创建模板数据图层，并符号化表达所有地类数据，然后采用可配置扩展方式构建采集模板；其中，构建采集模板的具体过程为：

a）约定采集地物类型属性，对于点线面状地类及属性映射关系，建立映射表；

b）针对约定的采集地物类型，采用分类符号化表达方法，利用步骤（1）符号库中相应的地物符号进行可视化表达；

c）以点线面空间分布特征作为大类，以具体某一类地物图层属性唯一值为子类，构建采集模板；

（3）在制图模板中基于所述采集模板，采集竣工图中的复垦项目区及基础地物数据，并存储到对应的符号化表达的采集模板数据图层中，达到采集即成图的视觉效果；

（4）利用包围盒判别法计算制图模板内图廓的有效制图区范围与复垦项目区缓冲面，调整比例尺至最优；在制图模板中更新地块信息，并输出制图结果。

2.根据权利要求1所述的一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，其特征在于，所述步骤（1）中，建立复垦项目竣工图的模板数据库具体过程为：根据竣工图所需地物空间分布特点，创建空间数据库、数据集及要素类，针对不同地物要素，分别设置属性结构。

3.根据权利要求1所述的一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，其特征在于，所述步骤（1）中，建立复垦项目竣工图的符号库具体过程为：按照国家标准地形图图式要求，确定地物要素在给定比例尺下的符号样式，然后利用字体法设计相应的地物符号，并存储到符号库中。

4.根据权利要求1所述的一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，其特征在于，所述步骤（1）中，制作制图模板的具体过程为：依据给定图纸尺寸创建制图模板文档，然后在制图模板中分别创建图名、图例、图廓、用地结构表、公里网、四角坐标、比例尺及辅助文本要素，最后将模板数据库中的地物要素按照地物类别组织、添加至制图模板文档中。

5.根据权利要求1所述的一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，其特征在于，所述步骤（3）中，采集竣工图中的复垦项目区及基础地物数据具体包括：

针对复垦项目区，叠加可复垦范围线及高分辨率遥感影像，通过目视解译方法，辨识并勾绘竣工区域，结合外业调绘成果录入项目区权利人相关信息；

针对复垦项目区内、外的点状特征的参考地物，选择采集模板上相应的地物图标，设置当前采集对象为指定的点状地物；

针对复垦区的周边呈线状分布的参考地物，选择采集模板上相应的地物图标，设置当前采集对象为指定的线状地物；

针对复垦区的周边呈面状或带状分布的参考地物，选择采集模板上相应的地物图标，设置当前采集对象为指定的面状地物；

对于难以使用现有地图符号表达的复杂地物，采用辅助构造方法，先采集关键的主体辅助线，通过规则解析生成对应的复杂地物；

针对复垦区内部的地物类别，利用裁切工具按照地类界纹理特征线进行切分和重分类，对于切分后的各个子地块，分别赋予不同的地物类型属性，明确复垦区内部的不同农用地结构。

6.根据权利要求1所述的一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，其特征在于，所述步骤（4）中，制图模板内有效制图区范围计算的具体过程为：以制图模板内图廓扣除图例、土地利用结构对比表区域，剩余空间为有效制图区，求算出该区域的最大内部矩形作为实际有效制图区。

7.根据权利要求1所述的一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，其特征在于，所述步骤（4）中，计算项目区缓冲面的具体过程为：通过给定缓冲阈值，通过缓冲区生成算法构建项目区缓冲面，并计算该缓冲面的包围盒。

8.根据权利要求1所述的一种采集和制图一体化的竣工图制作方法，其特征在于，所述步骤（4）中，最优比例尺的调整过程如下：首先在默认比例尺下将制图项目区移动至制图中心区域，比较当前比例尺下制图模板中有效制图区和项目区内缓冲面的包围盒；然后，判断两者包含关系，若地图显示区大于地理要素最小包围盒，则调大制图比例尺，再次判别地图显示区与地理要素尺寸的关系；迭代执行上述判别过程直至地图显示区首次小于地理要素最小包围盒，则上一次迭代比例尺为最优比例尺；反之，通过缩小比例尺，迭代至地图显示区首次大于地理要素最小包围盒，获得上一次迭代的最优比例尺；最后获取当前复垦项目区的属性信息，更新制图模板文本。

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