GIS空間數(shù)據(jù)拓撲運算在房產測繪中的應用及實現(xiàn)

孫影,李春光

(濟南市房產測繪研究院，山東 濟南　250001)

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GIS空間數(shù)據(jù)拓撲運算在房產測繪中的應用及實現(xiàn)

孫影,李春光

(濟南市房產測繪研究院，山東 濟南250001)

房屋外半墻面積是房屋分攤面積的重要組成部分，其精度高低直接影響房產測繪成果數(shù)據(jù)的實用性。該文以自主開發(fā)的房產測繪軟件平臺作為依托，依據(jù)GIS空間數(shù)據(jù)拓撲運算對房產測繪中的相關數(shù)據(jù)進行處理，設計出一種僅由矢量數(shù)據(jù)參與空間數(shù)據(jù)拓撲運算的技術路線，巧妙地規(guī)避了房屋外半墻面積計算中的一般性及特殊性問題，提高了工作效率，節(jié)省了作業(yè)時間，更重要的是提高了面積測算精度，取得了良好的運算效果。

房產測繪；地理信息;GIS空間數(shù)據(jù)；拓撲運算

引文格式：孫影,李春光.GIS空間數(shù)據(jù)拓撲運算在房產測繪中的應用及實現(xiàn)[J].山東國土資源，2015，31(9)：86-89.SUN Ying, LI Chunguang.Application and Implementation of GIS Spatial Data Topological Operation in Real Estate Surveying and Mapping[J].Shandong Land and Resources,2015，31(9)：86-89.

0　引言

房產測繪是一種特殊的測繪活動，它涉及到千家萬戶的利益。外半墻是指建筑物各層最外圍結構墻體中線至外墻皮所圍合的面積，并計入該幢建筑物的共有建筑面積[1]。房產測繪中外半墻面積的計算關系到房屋建筑面積的精度，當代房屋建筑形式越來越復雜，外半墻的形式也比以往變得更加多樣化。當前部分房產測繪軟件算法結構存在一定的漏洞[2]，影響外半墻面積計算的準確性，此類成果數(shù)據(jù)的出具對房產市場的穩(wěn)定性埋下一定的隱患。

依據(jù)房產測繪的行業(yè)特點，結合當前流行的各房產測繪軟件的先進做法特點，提出一種簡便可行的設計思路，僅使用矢量數(shù)據(jù)便可完成房產測繪軟件中數(shù)據(jù)結構的建立，算法高效無誤，操作簡單，具有較高的使用價值。

1　相關問題及技術路線設計

1.1存在的相關問題

一般的房產測繪軟件可以滿足常規(guī)形式的外半墻面積計算，但是對于越來越多樣化的外半墻卻疏漏了相關算法結構的調整。如房屋分層圖中不計算建筑面積的部位需要摳除，而摳除部位可能由于設計圖紙的要求需部分設置外半墻(圖1)。使用當前的軟件計算出此種外半墻的面積為1793.19m2，遠遠超出了正確值，大大縮減了建筑面積的計算精度，如果未被及時發(fā)現(xiàn)后果不堪設想。

圖1　外墻面積計算結果

圖2中所示的情況是外半墻面積生成在建筑物外墻結構中線相反的方位——內側，而正確的做法是外半墻顯示在結構中線外側。

圖2　外墻面積計算結果

類似問題的出現(xiàn)對房產測繪成果數(shù)據(jù)質量造成直接影響，更會對房產市場造成間接不利影響。

1.2技術路線設計

1.2.1搜索外墻結構中線

(1)依據(jù)GIS空間數(shù)據(jù)處理中的矢量數(shù)據(jù)拓撲關系自動建立搜索層圖內所有多邊形[3-4]，并得到組成多邊形的所有有序邊界線矢量集合。

(2)讀取一條邊界線并判斷其是否為兩多邊形的共用邊，判斷為是則舍去此邊界線，否則保留，最終得到符合要求的外墻結構中線的集合,并作為生成外墻邊界線的軸線集。

1.2.2生成外墻邊界線

(1)軸線預處理。GIS矢量數(shù)據(jù)組織方式能最好的反應實體空間分布特征，數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)存儲的冗余度低，便于進行地理空間實體的網絡分析，但是并不是所有的原始數(shù)據(jù)都能即時滿足空間分析的需要。所以，在進行空間分析之前先要對這些數(shù)據(jù)進行預處理以使數(shù)據(jù)符合要求。在這一步驟中搜索到的外墻結構中線即為生成外墻邊界線的軸線，房產測繪中涉及到的軸線共分為2種：直線和曲線。其中直線包括1條單一的線段或由多條線段組成的折線，曲線分為較多鐘，如圓弧線、橢圓弧線等[5]。直線的處理較為簡單，而曲線則可以通過折線化處理，用合適長度的折線對其進行擬合處理，從而將曲線的處理轉變?yōu)橹本€的處理方式。在這一過程中對得到的外墻結構中線集合按照起始點逐條搜索并順序編號，得到有序的矢量軸線集合。

(2)生成組成外墻面的角點集合。循環(huán)遍歷軸線，對于某一折線向量，通過其斜率、起始點及給定的外半墻厚度，構造其平行線及通過其中點的垂線。構造出的平行線共包括2條，一條在多邊形內，一條在多邊形外，通過計算垂線與2條平行線的交點，判斷交點是否在多邊形內[6]。是，則舍去所屬平行線；否，則保留所屬平行線。以此類推，得到有序的平行線集合。再由平行線順序求交點即可得到組成多邊形外墻面的角點集合。綜上，該算法的技術路線如圖3所示：

圖3　算法技術路線

2　算法應用及系統(tǒng)實現(xiàn)

該文的研究內容所使用的系統(tǒng)是完全通過自有技術進行的底層開發(fā)平臺，不涉及第三方軟件平臺及組件，從框架搭建、類庫、界面到系統(tǒng)功能模塊完全自主開發(fā)，其中的二維部分包括矢量圖形系統(tǒng)和各功能模塊開發(fā)主要由.NET Framework及GDI+的圖形引擎來實現(xiàn)。

2.1系統(tǒng)用戶界面

系統(tǒng)用戶界面如圖4所示。

2.2 算法實現(xiàn)代碼

圖4　系統(tǒng)用戶界面

軟件程序編寫過程中根據(jù)技術路線編寫的算法結構如圖5所示。

圖5　系統(tǒng)程序代碼片段

2.3案例實現(xiàn)

(1)搜索外墻結構中線組成的多邊形。如圖6所示，編號為101的戶室面中，Line0至Line8為外墻結構中線(權屬界線)，即為符合要求生成外半墻的軸線；Line9至Line12為該戶室的套內線。根據(jù)所有的邊線建立多邊形，通過矢量數(shù)據(jù)拓撲關系的建立，得到外墻結構中線集合Line0至Line8，其中斜率相同且有共點的直線合并為一條直線，以提高計算效率，減少數(shù)據(jù)冗余，最終得到軸線集。

圖6　外墻軸線

(2)循環(huán)遍歷多邊形的邊線，生成一條軸線的平行線PL1，PL2及過軸線中點的垂線VL1；根據(jù)直線方程求得平行線與垂線的兩交點為P1，P2，如圖7所示。然后根據(jù)垂線法判斷點P1，P2是否在多邊形內[1]，從而舍去多邊形內點所屬的平行線，保留符合條件的平行線，最終得到多邊形外的所有平行線集，如圖8所示。

圖7　生成軸線平行線

圖8　保留符合條件的平行線

(3)循環(huán)遍歷平行線集并依次順序求兩相鄰平行線的交點[7]，得到組成外半墻面多邊形的角點并記錄(圖8)。填充外墻面，計算出本層外半墻面積[8-9]，如圖9所示。

圖9　生成外半墻

2.4一般應用

根據(jù)房產測繪行業(yè)特點，選擇了幾種作業(yè)過程中一般的及特殊的層圖，按照這一算法對其外半墻進行處理，系統(tǒng)實現(xiàn)效果如圖10所示：

圖10　系統(tǒng)實現(xiàn)效果

3　結論

該文的主要研究內容及方向是房產測繪軟件中外半墻面積計算的算法及實現(xiàn)，根據(jù)給定的結構中線、外半墻厚度生成外墻邊界線，得到正確的圖形顯示效果及高精度的成果數(shù)據(jù)。其中外半墻面積計算的技術路線很好地解決了當前流行房產測繪軟件中存在的一般及特殊外墻形式的處理問題，不僅保證了房產測繪面積計算的高精度，而且為維護房地產市場的穩(wěn)定性作出貢獻。

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Application and Implementation of GIS Spatial Data Topological Operation in Real Estate Surveying and Mapping

SUN Ying, LI Chunguang

(Jinan Real Estate Surveying and Mapping Institute, Shandong Jinan 250001, China)

The exterior wall area of the house is an important part of the housing allocation area. Its accuracy will directly affect the practicality in real estate surveying and mapping. In this paper, based on the independent development of real estate mapping software platform, by using GIS spatial data topological operations, relative datas in real estate mapping have been condtucted, and a technology route which spacial data processing can be realized by only using vector data has been designed. It can avoid general and special problems in calculating exterior wall area, improve the work efficiency, save the operation time, and improve the accuracy of area measurement. It has achieved good results.

Real estate mapping; geographic information; GIS spatial data; topological operations

2015-06-24；

2015-07-09；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

孫影(1984—)，女，山東曹縣人，工程師，主要從事房產測繪、地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)及應用工作；E-mail:sy11_1984@163.com

U54；P208

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