CN112883131B - 一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法 - Google Patents

一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法，包括：将地块数据导入ARCGIS软件，得到超出境界线的耕地地块数量、单个面积值、总面积值和坡度属性；对于超出境界线的耕地地块，判断该耕地地块被境界线分割后的两部分子地块的面积大小；对相对面积较大的一方，在境界线范围内查询所有空地地块，并对该空地地块采用多级融合规则筛选，得到待修正空地地块；采用总面积不变的自动修正算法，将超出境界线的耕地地块自动修正至待修正空地地块中。本发明在保证耕地地块总面积不变的前提下，自动处理超出境界线的耕地地块的面积值，解决了土地调查中需要人工处理数据逻辑关系且效率低、准确率低、重复性高的问题。

Description

一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法
技术领域
本发明涉及地理信息数据处理领域，尤其涉及一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法。
背景技术
矢量数据的逻辑关系及属性数据处理是地理信息行业各类数据成果类项目实施过程中必须执行的工作步骤，而传统的人工干预方法并不能精确、快速、全面地处理和判断矢量数据逻辑关系和属性数据问题，更无法保障超大数据量的质量合格率。
在数字化地形地图绘制过程中，因数据拓扑关系及相关计算误差，往往会造成耕地地块超出境界线的情况，使得地图绘制不准确；传统过程中，采用人工检查、干预的方式，对地图中出现的这种情况进行人工修订，但是当数据量较大时，人工干预的方法无法起到精确、快速、有效的作用，因此针对这个问题，利用自动化的处理方法和技术非常有意义的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供的一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法，该方法用于处理因数据拓扑关系以及系统误差导致的超出境界线耕地地块微小面积的修正问题，从而解决了因人工干预导致的准确率低、效率低、重复率高的根本问题，进一步实现土地调查工作中数据逻辑关系自动化处理。
本发明提供的一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法，具体包括以下：
S101：将地块数据导入ARCGIS软件中，得到地块数据中范围超出境界线的耕地地块数量、单个面积值、总面积值和坡度属性；
S102：对于超出境界线的耕地地块，判断该耕地地块被境界线分割后的两部分子地块的面积大小；两部分子地块中，对相对面积较大的一方，在境界线范围内查询所有空地地块，并对该空地地块采用多级融合规则筛选，得到待修正空地地块；
S103：采用总面积不变的自动修正算法，将超出境界线的耕地地块自动修正至待修正空地地块中。
进一步地，步骤S102中，所述多级融合规则，包括同行政区域筛选规则、面积筛选规则和坡度筛选规则。
进一步地，步骤S102中，对空地地块多级融合筛选规则，具体为：
同行政区域筛选规则：若空地地块与超出境界线耕地地块处于同级行政区域的akm范围，且与超出境界线耕地地块相邻，则满足同行政区域筛选规则，并进入面积筛选规则，否则无符合条件空地地块，自动修正方法结束；其中a为预设值；
面积筛选规则：若空地地块的面积大于子地块中面积较小一方的b倍，则满足面积筛选规则，并进入坡度筛选规则；否则调整筛选阈值，依次以50％b、25％b的条件进行筛选，直至筛选出满足条件的空地地块为止，并进入坡度筛选规则；
其中b为预设值。
进一步地，步骤S103具体为：
S201：选择待修正空地地块中最长的边q，根据式h＝S/q，计算得到空地最长边向内偏移的宽度；其中S为待修正空地地块中的修正面积，即超出境界线部分的耕地地块面积；
S202：判断h是否大于预设值c，若是，则将最长边q向内平移c，并进入步骤S203；否则将最长边q向内平移h，得到平移后的新空地地块，进入步骤S204；
S203：以最长边q为起始边，按顺时针方向依次选取其邻边A1、A2直至Ai，并通过式hi＝(S-c*(q+A1+...+Ai-1))/Ai计算边Ai的偏移宽度hi，直至hi小于预设值c为止，将边Ai的向内平移hi，得到平移后的新空地地块；
S204：从最长边q开始，将平移后的所有边的交点与未平移的边的端点按顺时针方向顺序相连，对新空地地块和耕地地块进行拓扑重建，从而完成耕地地块的自动修建。
进一步地，步骤S201中，最长边q的求取方法如下：
待修正的空地地块由n个节点依次连接组成，节点的坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)……(xn，yn)；其中边长的计算方法为：a1＝((x2-x1)2+(y2-y1)2)1/2，a2＝((x3-x2)2+(y3-y2)2)1/2……an-1＝((xn-xn-1)2+(yn-yn-1)2)1/2；根据边长计算方法得出边长最大值即为该空地的最长边q。
进一步地，步骤S103遵循一对一修正原则：每一个超出境界线范围的耕地地块被一对一的修正至所述待修正空地地块中。
步骤S103中的总面积不变，具体指：S＝S1-S2；其中S1为待修正空地地块的总面积，S2为新空地地块面积。
本发明提供的有益效果是：在保证耕地地块总面积不变的前提下，自动处理超出境界线的耕地地块的面积值，解决了土地调查中需要人工处理数据逻辑关系且效率低、准确率低、重复性高的问题。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法，包括以下：
S101：将地块数据导入ARCGIS软件中，得到地块数据中范围超出境界线的耕地地块数量、单个面积值、总面积值和坡度属性；
地块：为一个闭合的多边形；地块可以为空地，也可以为耕地；
地块数据，包括境界线、耕地、空地的数据；
本发明中，将地块数据导入ARCGIS软件中，并检查数据图层、数据属性(含坡度属性)、拓扑关系的正确性。使用境界线和耕地地块图层进行相交查询，获得与境界线相交的耕地地块，得到范围超出境界线的耕地地块的数量、单个面积值、总面积值和坡度属性基本信息；此处操作通过软件相关功能完成，领域内技术人员也可采用其他途径完成，这里不作限定；
为了更好解释，这里对相关概念进一步阐述如下：
数据属性：一个多边形地块是耕地或空地、以及图层名、面积值、节点坐标、各边长长度等数据信息；
坡度属性：一个地块坡度属于平地、梯田或坡地的属性信息。
坡度值为各地自然资源部门已有的数据成果，作为属性数据赋值到数据属性表中。具体计算方法：tanα(坡度)＝高程差/路程，α(坡度)＝arc tan(高程差/路程)。坡度≤2°为平地，其他坡度(2°～6°、6°～15°、15°～25°、>25°)为梯田、坡地。
拓扑关系：结点、弧段和多边形所表示的实体之间的正确的邻接、关联、包含和连通关系。
图层：一个耕地或空地地块单独存储的数据类的叠加层。
S102：对于超出境界线的耕地地块，判断该耕地地块被境界线分割后的两部分子地块的面积大小；两部分子地块中，对相对面积较大的一方，在境界线范围内查询所有空地地块，并对该空地地块采用多级融合规则筛选，得到待修正空地地块；
所述多级融合筛选规则，包括同行政区域筛选规则、面积筛选规则和坡度筛选规则。
同行政区域筛选规则：若空地地块与超出境界线耕地地块处于同级行政区域的akm范围，且与超出境界线耕地地块相邻，则满足同行政区域筛选规则，并进入面积筛选规则，否则无符合条件空地地块，自动修正方法结束；其中a为预设值；
作为同行政区域筛选规则的一种实施例：
查询同级行政区域内的空地地块。查询距离该耕地地块所在境界线同级行政区域(属于行政村级、乡镇级或区县级)1km(默认值为1km，可根据实际情况设置查询距离)范围内的属性为“空地”且与耕地地块相邻的地块。若无满足条件的对象，可自动扩大1km(以首次默认或自定义设置的值继续扩大范围搜索)继续搜索查询，若该行政区域范围内未搜索到空地地块，方法自动终止。
面积筛选规则：若空地地块的面积大于子地块中面积较小一方的b倍，则满足面积筛选规则，并进入坡度筛选规则；否则调整筛选阈值，依次以50％b、25％b的条件进行筛选，直至筛选出满足条件的空地地块为止，并进入坡度筛选规则；其中b为预设值；
作为面积筛选规则的一种实施例：
查询满足面积倍数的空地地块。在满足“条件1”的空地地块中查询面积大于超出境界线耕地地块面积值100倍(默认约束值为100，可根据实际情况设置约束值)且与耕地地块相邻的空地地块，若存在多个，选取面积最大者。若该行政区域范围内无满足条件的空地地块，本发明自动以50％(以首次默认或自定义设置的值降低50％的倍率继续搜索)的倍率搜索查询，直至查询到满足条件的面积最大的空地地块。
坡度筛选规则：若空地地块的坡度属性与超出境界线范围耕地地块一致，则得到待修正空地地块，否则选择与耕地地块坡度属性相邻的其它空地地块作为待修正空地地块。
作为坡度筛选规则的一种实施例：
查询满足坡度值的空地地块。在满足“条件1、2”的空地地块中查询坡度属性与该耕地地块一致的空地地块(若无满足条件的对象，再在同级行政区域范围内选择其他坡度接近的空地地块，优先面积最大者。如原耕地地块的坡度值为2°～6°，则继续在6°～15°的坡度范围内查找)作为超出境界线范围的耕地地块面积的修正对象；
S103：采用总面积不变的自动修正算法，将超出境界线的耕地地块自动修正至待修正空地地块中，具体如下：
S201：选择待修正空地地块中最长的边a，根据式h＝S/a，计算得到空地最长边向内偏移的宽度；其中S为待修正空地地块中的修正面积，即超出境界线部分的耕地地块面积；
S202：判断h是否大于预设值c，若是，则将最长边a向内平移c，并进入步骤S203；否则将最长边a向内平移h，得到平移后的新空地地块，进入步骤S204；
S203：以最长边a为起始边，按顺时针方向依次选取其邻边A1、A2直至Ai，并通过式hi＝(S-c*(a+A1+...+Ai-1))/Ai计算边Ai的偏移宽度hi，直至hi小于预设值c为止，将边Ai的向内平移hi，得到平移后的新空地地块；
S204：从最长边a开始，将平移后的所有边的交点与未平移的边的端点按顺时针方向顺序相连，对新空地地块和耕地地块进行拓扑重建，从而完成耕地地块的自动修建。
作为步骤S103的一种实施例，本发明优选的：
在保证耕地地块面积总和不变的情况下，将超出境界范围以外的耕地地块面积值(即为待修正面积S)依据S102的筛选条件修正至符合要求的空地地块中，具体修正算法如下：
选择待修正空地地块中的最长边q(选择最长边是为保证修正后与影像套合平面位移最小化)；
待修正的空地地块由n个节点依次连接组成，节点的坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)……(xn，yn)；其中边长的计算方法为：a1＝((x2-x1)2+(y2-y1)2)1/2，a2＝((x3-x2)2+(y3-y2)2)1/2……an-1＝((xn-xn-1)2+(yn-yn-1)2)1/2；根据边长计算方法得出边长最大值即为该空地的最长边q。
待修正面积为S，设S＝qh，其中，a为最长边长度值，h为向内偏移值。依据h＝S/q计算得出空地最长边向内偏移的宽度；本发明中，默认设定偏移值h的约束上限值为实地0.5m，该值可自定义设置；
若h<0.5，则将边q向内平移h，否则将边q平移0.5，并以最长边q为起始边，按顺时针方向选取邻边。在S＞0.5q的情况下，自动选取与q相邻的边A1，若S＞0.5q+0.5A1，则自动选取与A1相邻的边A2，依次类推，依据公式S＝S1+S2+S3+…Si＝0.5q+0.5A1+0.5A2+…hi Ai判断是否需要继续修正；直到一条边偏移的距离hi≤0.5。
从最长边q开始，依次计算每两条边的交点，将平移后的所有边的交点与未平移的边的端点按顺时间方向顺序相连，然后对新的空地地块和耕地地块进行拓扑重建，保证修正后的空地地块和耕地地块拓扑关系正确；同时满足S(待修正面积)＝S1(原空地面积)－S2(新空地面积)；
通过步骤S103，可实现其他超出境界线各个耕地地块的自动修正；
对其他各个耕地地块自动修正，遵循一对一修正原则：每一个超出境界线范围的耕地地块对应修正至符合前述“条件1、2、3”(即多级融合规则)的一个空地地块；
若超出境界线范围的耕地地块数量小于符合“条件1、2、3”的空地地块数量时，依次按空地面积大小顺序依次作为修正对象；若超出境界线范围的耕地地块数量大于符合“条件1、2、3”的空地地块数量时，则重新按空地面积大小顺序再次循环作为修正对象。
至此，超出境界线的耕地地块自动修正过程结束。
本发明的有益效果是：在保证耕地地块总面积不变的前提下，自动处理超出境界线的耕地地块的面积值，解决了土地调查中需要人工处理数据逻辑关系且效率低、准确率低、重复性高的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S101：将地块数据导入ARCGIS软件中，得到地块数据中范围超出境界线的耕地地块数量、单个面积值、总面积值和坡度属性；
S102：对于超出境界线的耕地地块，判断该耕地地块被境界线分割后的两部分子地块的面积大小；两部分子地块中，对相对面积较大的一方，在境界线范围内查询所有空地地块，并对该空地地块采用多级融合规则筛选，得到待修正空地地块；
S103：采用总面积不变的自动修正算法，将超出境界线的耕地地块自动修正至待修正空地地块中；
步骤S103具体为：
S201：选择待修正空地地块中最长的边q，根据式h＝S/q，计算得到空地最长边向内偏移的宽度；其中S为待修正空地地块中的修正面积，即超出境界线部分的耕地地块面积；
S202：判断h是否大于预设值c，若是，则将最长边q向内平移c，并进入步骤S203；否则将最长边q向内平移h，得到平移后的新空地地块，进入步骤S204；
S203：以最长边q为起始边，按顺时针方向依次选取其邻边A1、A2直至Ai，并通过式hi＝(S-c*(q+A1+...+Ai-1))/Ai计算边Ai的偏移宽度hi，直至hi小于预设值c为止，将边Ai的向内平移hi，得到平移后的新空地地块；
S204：从最长边q开始，将平移后的所有边的交点与未平移的边的端点按顺时针方向顺序相连，对新空地地块和耕地地块进行拓扑重建，从而完成耕地地块的自动修建。
2.如权利要求1所述的一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法，其特征在于：步骤S102中，所述多级融合规则，包括同行政区域筛选规则、面积筛选规则和坡度筛选规则。
3.如权利要求2所述的一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法，其特征在于：步骤S102中，对空地地块多级融合筛选规则，具体为：
同行政区域筛选规则：若空地地块与超出境界线耕地地块处于同级行政区域的a km范围，且与超出境界线耕地地块相邻，则满足同行政区域筛选规则，并进入面积筛选规则，否则无符合条件空地地块，自动修正方法结束；其中a为预设值；
面积筛选规则：若空地地块的面积大于子地块中面积较小一方的b倍，则满足面积筛选规则，并进入坡度筛选规则；否则调整筛选阈值，依次以50％b、25％b的条件进行筛选，直至筛选出满足条件的空地地块为止，并进入坡度筛选规则；
其中b为预设值；
坡度筛选规则：若空地地块的坡度属性与超出境界线范围耕地地块一致，则得到待修正空地地块，否则选择与耕地地块坡度属性相近的其它空地地块作为待修正空地地块。
4.如权利要求1所述的一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法，其特征在于：步骤S201中，最长边q的求取方法如下：
待修正的空地地块由n个节点依次连接组成，节点的坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)、直至(xn，yn)；其中边长的计算方法为：a1＝((x2-x1)2+(y2-y1)2)1/2，a2＝((x3-x2)2+(y3-y2)2)1/2、直至an-1＝((xn-xn-1)2+(yn-yn-1)2)1/2；根据边长计算方法得出边长最大值即为该空地的最长边q。
5.如权利要求4所述的一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法，其特征在于：步骤S103遵循一对一修正原则：每一个超出境界线范围的耕地地块被一对一的修正至所述待修正空地地块中。
6.如权利要求4所述的一种境界线约束下的耕地地块自动化修正处理方法，其特征在于：步骤S103中的总面积不变，具体指：S＝S1-S2；其中S1为待修正空地地块的总面积，S2为新空地地块面积。
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