国土三调外业调查底图批量出图程序

文/毛忠安 李致博

（陕西省土地工程建设集团土地勘测规划设计院 陕西省西安市 710075）

1 研究背景及意义

2017年10月16日，根据《土地调查条例》有关规定，国务院决定自2017年开展第三次全国土地调查。2018年8月29日，国务院决定第三次全国土地调查调整为第三次全国国土调查（下文简称国土三调）。根据国土三调相关要求，其主要工作包括：土地利用现状调查，土地权属调查和专项用地调查、数据库建设和成果汇总。其技术路线为：基于高分辨率遥感数据制作遥感正射影像图，基于内业对比分析制作土地调查底图，基于已有成果和技术进行土地利用现状外业调查，最后进行数据库建设、内外业核查、数据更新、质量抽查、专项分析等。

由上可知：土地利用现状外业调查是国土三调的重要工作，外业调查的准确性直接影响国土三调的数据库质量。土地利用现状外业调查首先需要外业调查底图，纸质版的外业调查底图因其便于携带、便于标记、清晰直观等诸多优点成为外业调查的不二选择。因此，纸质版外业调查底图的成图成为影响和制约土地利用现状外业调查的重要因素，对于土地利用现状外业调查乃至整个国土三调意义重大。

本研究以阎良三调数据为依托，重点研究土地利用现状外业调查底图（下文简称外业调查底图）的成图制作以及批量出图程序，以期为后续国土三调工作的提质增效提供一定借鉴。

2 数据整合及处理

2.1 数据整合

根据国土三调技术规程，外业调查底图制作需要收集以下数据：

（1）遥感正射影像图（DOM）：由国家统一下发。

（2）国家不一致图斑图层：由国家统一下发。

（3）二调地类图斑图层、线状地物图层、行政区划图层等：由国土局提供最新的二调数据库。

（4）不动产登记数据、水利数据等：由阎良区不动产登记局、水利局等单位提供。

（5）阎良三调地类图斑图层：根据遥感正射影像图内业勾绘得到。

2.2 数据处理

根据国土三调技术规程，本次调查统一采用2000 国家大地坐标系，1985 国家高程基准，矢量数据格式。因此，本研究中数据处理包括格式转换、坐标转换、底图符号化。

2.2.1 格式转换

将非矢量数据如文本格式、DWG 等转换为矢量格式。矢量数据基本数据结构为：一个（X,Y）坐标为矢量点，两个及以上矢量点顺序连接为矢量线，三个及以上矢量点首尾连接为矢量环（若顺时连接为外环，若逆时针连接为内环或洞），两个及以上矢量环形成矢量面。基于这一原理，对文本数据本研究编写程序，反生shp格式，使其转换为矢量数据，然后按照国土三调数据库标准人工完善属性信息；对其他格式数据，使用ArcGIS 的Conversion Tools 进行格式转换，随后进行属性信息完善。

2.2.2 坐标转换

本研究采集到的数据部分采用1980 西安坐标系，本次调查要求采用2000 国家大地坐标系，因此本研究涉及1980 西安坐标系向2000 国家大地坐标系的坐标转换，其基本原理如下：

（1）高斯反算公式。将1980 西安坐标系在高斯投影3°分带下的平面直角坐标进行高斯投影反算得到其在1980 西安坐标系下的经纬度，由高斯公式可推导反算公式，推导过程略，结果如下：

（2）布尔沙七参数转换公式。将1980 西安坐标系下的空间直角坐标系（x1，y1，z1）转换为2000 国家大地坐标系的空间直角坐标系（x2，y2，z2），本研究使用布尔沙七参数转换公式进行椭球转换，其具体公式如下：

（3）高斯正算公式。将2000 国家大地坐标系的经纬度转换为在高斯投影3°分带下的平面直角坐标，具体公式如下：

2.2.3 符号化显示根据实际所需，外业调查底图上图要素及符号化如下：

（1）遥感正射影像图（DOM）：作为现状调查的基本依据，采用“RBY”三色显示。

（2）国家不一致图斑图层：作为外业调查重点对象，采用红色、60%透明度显示，并标注内业预判地类字段。

（3）二调地类图斑图层：作为地类判读的重要依据，采用紫色边框显示，并标注地类编码字段。

（4）线状地物图层：作为铁路、公路等线状地物的重要参考，采用黄色三线显示，并标注地类名称字段。

表1：阎良三调外业调查底图批量出图程序和人工方法对比表

图1：阎良三调外业调查底图模板

图2：阎良三调外业调查底图批量出图程序设计流程图

（5）零星地物图层：作为水塔、高压电塔等零星地物的重要参考，采用青色三角形显示，并标注地类名称字段。

（6）行政区划图层：作为数据汇总、程序主控图层，采用蓝色边框显示，并标注行政区名称字段。

（7）阎良三调地类图斑图层：是本次调查的主要成果，采用绿色边框显示，同时标注地类编码字段。

（8）其他要素：按照系统默认显示方式显示。

2.3 外业调查底图模板制作

在完成2.2 后，按照国土三调相关要求结合阎良实际，本着“简洁美观、清晰直观、易于参考”的原则，利用ArcGIS 软件建立外业调查底图模板（.mxd），如图1 所示。

3 研究原理与方法

3.1 基本原理

根据国家规定：本研究采用50cm×50cm 的正方形分幅，图幅编号采用坐标编号法即使用每幅图西南角坐标进行编号，编号时X坐标公里数在前，Y 坐标公里数在后，坐标公里数取至0.1km。为了外业调查的便利性、准确性，在一副标准图幅中，全幅居中显示一个村小组范围的图面信息。

根据上述需求，本程序主要原理为：获取阎良行政区划图层中一个村小组范围，使其全幅居中显示至一个标准图幅中，然后设置相关图幅要素，进行图片输出，随后循环至下个村小组，重新设置图幅要素，循环往复，直至完成所有村小组后退出循环。需要程序编译的图幅要素如下：

3.1.1 主标题

在程序中根据当前显示的村小组范围，获取村小组名，编译主标题信息，输出至图幅。

3.1.2 图幅号

在程序中获取当前图面所在标准图幅信息，计算图幅编号输出至图幅。

3.1.3 结合表

根据当前图幅号，按照图幅编号规则计算其四周8 个方向的图幅号，编辑结合表后输出至图幅。

3.1.4 角坐标

根据当前图幅号和图面宽度、长度，计算角坐标并输出至图幅。

3.1.5 比例尺

该村小组全幅居中显示至一副标准图幅后，计算当前比例尺并输出至图幅。

3.2 实现方法

基于本程序的C/S 架构和ArcGIS 二次开发需求，综合考虑编程的便利性和稳定性，本研究最终选取C#.NET 作为窗体程序的研发平台，使用面向对象开发方式；选取AE 作为ArcGIS 二次开发的平台，使用AO 开发方式。C#.NET 平台是 Microsoft XML Web services 平台，该平台提供创建 XML Web services 并将这些服务集成在一起之所需。AO 是ESRI 公司ArcGIS 家族中应用程序ArcMap、ArcCatalog 的开发平台，它是基于Microsoft COM 技术所构建的一系列COM 组件集。

在确定开发平台、编程语言和开发方式后，基于3.1中相关内容，得到本程序的设计流程图，如图2 所示。

按照程序设计流程图，完成程序研发，并进行相应的软件测试。其部分编译源码如下：

（1）设置标题相关信息：

4 结果与讨论

本研究以阎良三调数据为基础进行定量分析，按照50cm×50cm的正方形分幅共计出图487 幅，定量分析结果如表1 所示。

由表1 可知：以单幅出图时间计算，外业调查底图批量出图程序出图速度比人工方法快1014 倍；出错率比人工方法减少7.59%。

5 综述

阎良三调外业调查底图批量出图程序的研发极大提高了阎良三调土地利用现状外业调查的工作效率，极大降低了阎良三调土地利用现状外业调查底图的出错率，节省了大量的人力、物力，为阎良三调后续工作的开展提供了全新思路，奠定了坚实基础。