核定用地三維編繪系統的設計與實現

譚新宇，張云麗

(1.天津市測繪院有限公司，天津 300382； 2.中國國際航空股份有限公司天津分公司，天津 300382)

1 引 言

核定用地是指核發建設項目規劃許可的部門按照城鄉規劃管理要求，提交建設項目用地位置、面積、允許建設范圍等，由建設單位或土地管理部門委托具有相應測繪資質的作業單位依照規程和相應測繪標準進行用地界限及利用空間界限的量算、測繪地形、埋設界樁、編制技術報告等工作。

2018年11月，天津市市場和質量監督管理委員會發布了《建設項目核定用地技術規程》(DB12T 831-2018)(以下簡稱“新規程”)?！靶乱幊獭币?，核定建設項目用地除了要核實地塊的平面界限條件外，還需要核定地塊的地上、地下、穿越和跨越等利用空間信息。天津市原有核定系統不具備三維編輯能力，無法滿足“新規程”要求。

為此，天津市測繪院組織設計開發新版核定用地三維數據編輯系統，以實現核定用地數據編繪和三維可視化管理。

2 系統框架流程和關鍵問題

核定用地是工程建設項目全生命周期的重要一環。核定用地的效率和質量，直接影響工程建設項目的后續進度。系統設計從創建項目、二三維繪圖、成果輸出、成果檢查到項目結束的項目化管理流程(圖1)，保證核定用地項目的效率和質量。

核定用地的圖形成果，本質上就是在地塊界址線層上，疊加規劃控制圖、地形圖等背景層和圖廓層，核心在于以地塊界址線為基礎的“點、線、面和體”的綜合處理(圖2)。點線面的二維處理算法較為成熟，但是要拓展到三維空間體融合處理，還需要研究探索。因此，系統開發的重點在于實現界址線三維綜合處理算法。

圖1 核定用地系統框架流程圖

圖2 核定用地圖形成果原理

3 系統的實現

3.1 技術路線

“新規程”針對核定用地的測量、要素數據表達、成果分類、成果組織與命名和成果內容都有詳細的規定。按照這些要求，結合天津市測繪院現有的采編系統，系統也以AutoCAD MAP3D 2016為開發平臺，采用XML格式配置復雜的編繪信息、ini格式配置簡單的項目信息，重點實現界址線綜合處理算法，使用shapelib處理核定成果中SHP成果輸出和讀取，使用Dotspatial處理SHP成果的自相交、重復點和拓撲關系檢查，以項目化管理流程實現核定用地的生產、輸出和管理。

3.2 系統配置和數據輸入標準

系統配置是系統前期開發的重要工作，標準規范的系統配置，是系統流暢運作、自定義屬性和實現成果檢查的重要保障，主要包括編繪信息配置和項目信息配置。

編繪信息配置采用XML格式，以“新規程”中的要素繪制規格表為基礎，將圖元信息歸納總結為“界限”“規劃控制線”“圖廓”“色號”和“項目文件”等五大類，如圖3所示。

圖3 核定用地編繪信息配置(部分)

項目信息按照一一對應的原則采用ini格式，設置根節點：[核定項目]，區別于將來可能的其他類型項目，內容上設計基本信息和項目信息，并同時排列在[核定項目]的子級，不做過多的區分，便于作業人員直接用文本編輯器打開編輯，如圖4所示。

圖4 核定用地項目信息(部分)

界址線數據來源多種多樣，數據輸入標準的約定十分重要。本系統以舊成圖文件為基礎，在每宗地的信息行上新增三個非必需的空間參數，實現新舊成圖文件和二三維信息無縫銜接，如圖5所示。本系統還創新設計“已知圖形界線”模塊，通過系統設計的JZX處理類，在圖中采集界址線并輸出標準成圖文件。

圖5 系統約定的成圖文件標準樣式(新舊對比)

3.3 核心類實現

以地塊界址線為基礎的“點、線、面和體”的綜合處理類JZXClass，是系統開發的重點，其總體思路是：先輸入界址線，檢查界址線，獲取界址線原始信息，再按照“新規程”對界址線的要求，將界址線整理成標準形式，最后再賦予界址線相關空間屬性。系統繪制的3D輔助圖如圖6所示。

圖6 系統繪制的3D輔助圖

具體包括：成圖文件處理方法、圖上界址線讀取方法，界線的重復點和自相交檢查、界線的順逆時針的判斷、界線順時針的調整、界線西北角作為起始點的處理、界線種類的區分、界線套環處理、不同種類界線的界址點重名處理，同類型或不同類型界線的編號的處理等算法以及界線的精度控制、圓弧加密控制和點線面體的拓撲關系控制等功能，通過附加參考高程、起始高程和高度或者深度等信息實現空間信息處理的方法。系統界面如圖7所示。

綜合設計的JZXClasss類，能夠作為單獨模塊用于其他界線類項目系統(例如地籍和勘測定界等)的開發。

圖7 系統界面

3.4 成果輸出和檢查

核定用地成果包括文檔表格成果、dwg圖形成果、jpg成果和max格式文件成果。在核定用地數據完成編繪、圖形分發、圖面整飭等步驟后，系統通過引用Office 2010的com組件功能，實現了核定用地技術報告文檔和界址點坐標成果表的輸出。

核定類項目一般不會有太復雜的圖形，因此，系統采用開源的DotSpatial進行Shp數據的空間檢查和圖形展示(圖8)。DotSpatial是一款開源的地理信息系統(GIS)庫，它可幫助開發人員實現空間數據瀏覽和空間數據分析。

圖8 系統成果檢查界面

4 結 語

系統實現了天津市核定用地數據生產和三維空間化管理，滿足了“新規程”對核定成果要求，采用的二次開發平臺和技術，能夠無縫銜接天津市基礎地理信息采編軟件系統，為將來系統的擴展和融合創造了有利條件；集成的圖元標準化工具、自動提取地塊位置圖功能和一鍵輸出3D輔助圖功能等，使得建設項目核定用地的數據編輯處理更加高效高質；開源地理信息處理技術為測繪工程類項目成果輸出探索了自主化路徑；項目化管理生產流程，在同類型的地籍、勘測定界等測繪項目中具有很好的推廣利用價值。總體來看，系統的設計與實現，具有一定的經濟效益和社會價值。