農業大比例尺地形圖修測更新與入庫

申志永

(北京誠繪通測繪有限公司，北京 102400)

0 引言

隨著國民經濟持續、快速和健康的發展，農村變化日新月異，各地區加快了建設速度的步伐。當今社會已進入信息化時代，在農村信息化的建設和管理中，大比例尺農業地形圖作為我國農村基礎地理數據發揮了重大作用[1]。大比例尺農業地形圖是農業基礎測繪的重要成果之一，是一個農村最基礎的空間信息數據。土地規劃、地鐵規劃、資源開發、森林資源調查、林區規劃設計、農田基本建設、運輸道路的勘察設計和水利工程規劃等工作都需要借助地形圖來進行設計。如果每個部門都進行新的測繪，會形成資源浪費，所以有必要把測繪成圖的資料進行匯總入庫，供各個部門的查詢及使用。

大比例尺農業地形圖需要在原來地理信息數據的基礎上進行定期或者動態的修測，并對地理信息數據庫進行更新，尤其是在農村規劃發展的重點區域。在農村建設處于快速發展的需求下，已測地形圖部分現勢性不足已成為制約當地經濟建設的一道瓶頸，為此需要動態地對農業基礎地理信息數據進行更新。利用原有的農業地形圖進行修測更新是目前最為方便和最節省人力、財力的快速實現大比例尺農業地形圖動態更新的方法之一。

1 基本流程

根據農業大比例尺地形圖修測更新的特點與數據入庫的要求，農業大比例尺地形圖修測更新與入庫的基本流程如圖1所示。

圖1 農業大比例尺地形圖修測更新與入庫基本流程

根據農業地形圖進行農業區域劃分，可把農業地區根據不同的用途劃分成若干區域[2]。農業地形圖修測范圍是根據不同區域有選擇地測量。農業地形外業工作的主要目的是通過測量而獲得精確可靠的點位資料，供內業繪制成圖。在實際測量工作中須遵循在布局上“由整體到局部”，在精度上“由高級到低級”，在程序上“先控制后測圖”的原則進行。

2 農業地形圖修測

目前，大比例尺的農業地形圖成圖軟件主要是基于AutoCAD二次開發的，如南方CASS是以空間數據為主，無屬性數據，而數據庫中的數據如shp數據是以空間與屬性數據集成為一體的。為此，在進行地形圖修測前，需要將已有的shp數據轉換為南方CASS數據，這種轉換通過開發面向對象的轉換工具或者通過DXF中間數據交換格式很容易實現，轉換后的數據需進行必要的符號化顯示與屬性標注。在測繪科學中地形圖的內容要素為水系、地貌、土質植被、居民地、交通網和境界6大要素[3]。依據一定的數學法則，使用制圖語言在地形圖上將地物和地類準確地表示出來。

2.1 農業地形變化區域的確定

農業地形圖對農村地形的分類，可將農村地形、土質、農作物與植被表示得很詳細，表示出來的地形與土質有20余種，植被也分為森林、竹林、經濟林、果園、蘆葦和草地等。如此豐富、詳盡的分類為地形圖數據庫提供了大量的必要資料。

農業地形圖變化區域的確定目前主要靠人工，有兩種模式。一種是測繪人員將符號化的地形圖數據輸出，在野外進行調繪，確定變化的農業地形圖要素，這也是農村基礎地理信息數據更新的主要模式。另一種則是根據無人飛機攝影航片，將航片和已有的基礎底圖疊加進行判斷變化區域。根據變化區域的大小、變化要素的重要性，確定是局部修測更新還是全局更新[4]。

2.2 農業地形修測基礎控制

農業地形圖修測中，除極少數新增個別地物可參照周邊相關地物，在精度允許范圍內進行補測外，其他的均需要進行基礎控制。與大面積測圖不同的是，農業地形圖修測只需要進行局部基礎控制測量，布設的控制點與變化范圍大小有關，以往布設的控制點也極度分布不均，基本上是哪里需要就在哪里布點。此時，采用常規布網的方式進行基礎控制不但速度慢也會出現很多無用之點，造成大量的浪費。但隨著GPS定位技術特別是CORS技術的出現，布設農村大比例尺地形圖修測基礎控制變得相當簡單，只需要布點處能接受GPS衛星信號即可，通過單點的野外觀測，聯合CORS基準站的觀測數據與似大地水準面成果很快就可得到滿足精度要求的基礎控制點[5]。按地形測量工作的程序，即可進行農業地形圖的修測。

2.3 變化的農業地形修測

通過變化農業地形區域的確定與基礎控制的布設，農業地形圖修測的野外測量工作將變得極其簡單，基本上只需要根據確定的變化區域進行地形圖測繪即可。需要引起注意的是，在野外進行變化要素的數據采集時，適當地采集周邊一些明顯地物拐點，以便進行修測精度檢測與內業編輯時與已有相關地物要素接邊。

外業修測一般采用GPS衛星信號測量[6]。GPS衛星信號技術以其定位靈活、精度高、速度快、全天候和操作簡便等特點在地形圖修測中得到廣泛的應用，GPS技術在地形圖修測中的應用更加廣泛，不僅用于控制測量、而且用于圖根控制測量甚至用于碎部點測量，同時也為農業地形修測帶來了便利，也極大地提高了外業人員的作業效率。

相比較直接進行大面積農業地形測圖而言，修測的農業地形圖數據編輯會略微復雜，首先需要刪除變化區域的農作物要素，其次展繪野外測繪成果并進行必要的編輯，最后需要協調處理新增地物與已有地物的關系，同時需要根據野外補測的已有地物點比較已有數據與新采集數據的較差，看能否滿足精度要求，并進行必要的圖面表達處理，及時更新農村的大比例尺地形圖，以方便各部門用圖的需要。

2.4 農業地形土地調查

農業土地調查是對農業土地的相關權屬信息進行確定，通過現代化技術進行測量，繪制農業土地地形圖。了解農業土地規劃管理中存在的問題，利用遙感技術進行農業土地調查。結合GPS對農業土地位置信息的掌握進行采集和編輯。

結合表1數據可以得出，在22 ℃環境下，肉雞采用坐姿休息的百分比最大，26 ℃和30 ℃環境下，肉雞坐姿休息的時間顯著低于22 ℃處理組別（P＜0.05）。18 ℃和26 ℃，肉雞生長休息的差異性不顯著（P＞0.05），18 ℃和22 ℃、26 ℃和30 ℃，2個溫度區間肉雞處于俯伏休息的差異性不顯著（P＞0.05）。詳細情況如表1所示。

外業調查主要采用調繪法，即利用最近年度無人飛機遙感監測影像圖等相關資料，與現有的基礎地理信息數據庫資料進行套合，依據影像通過目視解譯和實地測量。

外業調查包括權屬屬性調查、地物地類調查和新增各類型用地調查。權屬調查主要是調查農業用地的權屬性質、建設用地審批地塊的范圍和使用權類型等；地類調查主要是調查監測圖斑的地類變化、新增建設用地的細化地類、新增耕地的二級地類、新增線狀地物和零星地物的地類調查；新增建設用地類型調查主要通過內業收集到的建設用地審批資料獲得[7]。

3 數據整理入庫

3.1 繪制農業地形圖

所有數據采集結束后，內業利用成圖軟件進行內業成圖編輯。要求地物、地貌清晰易讀，符號運用正確，注記準確齊全，符合相關規范的要求。農業地形圖要確保農業地物、地貌各要素測繪的正確、合理，取舍要得當，杜絕遺漏和錯繪地物、地貌的現象；地理名稱注記、符號配置要正確；高程注記要均勻、準確無誤。依照地形圖數據規范的要求成圖。主要有圖層分層設色標準、不同類別地物屬性表、塊文件符號表、地形圖要素信息及編碼對照表等。其中，地形圖要素信息及編碼對照表是標準規范的核心。在繪圖軟件中“圖層特性管理器”中新建圖層，根據制圖員實際需要設置好每個圖層的屬性，如顏色、線型、線寬等，這樣方便用戶制圖[8]。如果制圖中出現問題，可以針對某一圖層進行修改。一幅地形圖中包含了很多地圖要素，如地貌、植被、房屋、道路、橋梁、水渠和電桿等，如果這些信息在一個圖層上呈現，看上去非常凌亂，對以后發現問題，修改處理問題也很難入手。因此，在繪圖中需要把地形圖的各種信息要素按類別不同建立圖層，當用戶發現某一圖層有問題時，可以關閉其他圖層，打開有問題的圖層進行修改，以提高工作效率。

3.2 數據質量控制

質量決定數據的生命力，如果完成修測后的農業地形圖在質量上不能滿足要求，其他工作做得再多再好也是徒勞，為此，需要在整個修測過程中對關鍵環節進行必要的質量控制。對內業處理中有疑問的地方應重點檢查。實踐證明，實地檢查是必不可少的重要環節。數據完成整理后，修測成果質量檢查嚴格執行“二級檢查、一級驗收”測繪產品檢查驗收制度[9]。需要對空間數據進行全面的質量檢查，主要是檢查農作物數據的正確性與合理性，空間拓撲關系的正確性。其質量控制主要從以下3方面入手。

3.2.1 地理空間屬性

地理空間屬性主要包括各種地圖要素的正確性、協調性，注記和符號的表示是否符合制圖的要求，地物的取舍是否恰當，圖面內容是否清晰、美觀，圖廓整飾是否正確、完整，接邊是否保證相鄰兩幅圖接邊的內容及屬性一致等。地理空間屬性控制主要通過內業圖面檢查和外業調繪相結合完成。

3.2.2 地形圖的數學精度控制

3.2.3 圖飾質量控制

圖飾質量檢查包括各種地類符號注記是否符合圖式規范要求；線劃及屬性是否符合圖式規范；字體大小及方向是否符合規定，是否存在壓蓋地物現象；各種地理空間要素關系是否合理等。

3.3 入庫

基礎庫的格式一般有MDB、VCT和SHP共3種格式，質量檢查主要使用質量檢查軟件和AutoCAD軟件進行。檢查主要包括以下4個方面。

(1)重疊坐標點檢查。數據庫變更前進行重疊坐標點檢查，對檢查出的錯誤進行處理，可以有效地避免變更過程中出現微短線的錯誤。

(2)標識碼唯一性檢查。變更前一定要對基礎庫的標識碼唯一性進行檢查，保證數據庫中的所有要素標識碼不重不漏，如果檢查出標識碼有重復，可通過查找最大標識碼功能對重復的標識碼進行手工賦標識碼，但不能對數據庫統一重賦標識碼。

(3)圖斑、線狀、點狀地物編號唯一性檢查。農業土地面積的計算是利用數據庫中要求同一個村內圖斑編號、線狀地物編號和零星地物編號可以漏號，但不能重號，如果有重號就會造成面積扣除錯誤，從而造成整個數據庫面積計算錯誤。

(4)空格檢查。某些圖層的某些屬性字段中存在空格，會造成數據匯總和輸出增量數據庫的錯誤，所以數據庫更新前要進行空格檢查。

目前，農村基礎測繪常用的地形數據大部分都是基于CAD平臺進行制圖，為DWG格式數據。制圖時嚴格按照上述要求編輯完成、檢查通過后以分幅的方式保存，而對數據的管理、應用和共享則大多基于GIS平臺(如ArcGIS)，所以必須通過進行數據轉換來實現數據生產與數據管理、數據應用和數據共享平臺的無縫連接[10]。一幅分幅地形圖所涉及的要素極多，甚至多達上千種，需要根據原始數據所具有的屬性要素代碼及數據庫要素代碼建立代碼關聯表，所以在數據轉換時通過運用FME研發應用程序，將數據轉換入庫，基本可實現一對一轉換。需要在完成農業地形圖修測后進行空間數據整理，賦予空間數據適當的屬性值與建立正確的拓撲關系。

同樣與全局的批量農業地形圖整理入庫不同，如果對導出后修測好的地形圖進行一次全面的數據整理，這樣工作量太大，也浪費了原始的未變化的空間數據。為此與農業地形圖野外數據采集后的修測一致進行處理，導入原始空間數據，按照有關規范基礎地理信息數據庫基本規定的要求與原始數據結構進行屬性填寫，拓撲關系建立，即可完成整個數據的修測更新與入庫工作[11]。

4 結束語

我國是農業大國，絕大部分人口依靠農業土地的耕作生存。在新時期建設社會主義新農村的號召下，我國對于農業土地的測繪成為建設可持續發展的和諧社會最為重要的工作之一。測繪工作涵蓋的內容十分復雜，其測繪的結果與使用頻率等，對我國農業人口在土地資源的實際利用率方面有直接、明顯的影響，各級政府部門必須嚴格重視農業測繪問題，對于我國農業土地測量工作必須嚴格把好質量關，即從各方面進行控制和管理，使我國農業用地的測繪工作得到一定保障。

農業地形圖修測與更新具有一定的順序性、規則性及時效性，無論任何一個環節出問題，都有可能使數據庫更新出現問題，從而造成返工，浪費人力、物力、財力。真實性、合理性、正確性、時效性和現勢性是數據庫更新質量好壞的基本標準，它們之間相互聯系、互相制約缺一不可。

農業地形圖修測與更新，將在我國國土資源管理中發揮著不可磨滅的作用，使政府監管部門對于掌握土地利用變化數量和空間特點、保持耕地面積總量動態平衡、農村基礎建設用地審批、違法占地和節約用地具有非凡的意義。