GIS技術在高速公路用地計算中的應用

王 靜，龔 浪，周小棚

(廣西交科集團有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

公路用地表是公路設計的重要組成部分，其內容包括用地起訖樁號、長度，所屬縣、鄉、村，土地類別及數量等信息，主要用于項目編制造價文件、計算公路工程項目建設用地指標及辦理用地相關手續等方面[1]。近年來隨著高速公路建設飛速增加，涉及公路工程項目建設用地的政策和費用不斷變化，因此對公路用地表中所列的地類和數量的準確性提出了更高的要求。

公路用地數量的傳統計算方法主要是手動勾繪，即在地形圖中通過線條和地類符號、公路用地紅線，勾繪閉合曲線，分別統計各個分段中不同地類的面積，最終匯總得到項目的用地類型及總數量。這種傳統的統計方法，具有效率低、準確性差等缺點，其最大的缺陷在于，地形圖上的地類，是根據現場調查時看到的植被來確定的，與國土部門登記的地類并不完全一致。因此亟須引進一種新的方法對公路用地表中所列的地類和數量進行快速且精確的獲取，這對項目造價文件編制、辦理相關用地手續、加快高速公路的建設等具有重要意義。

地理信息系統(Geographic Information Systems，簡稱GIS)作為土地資源數據的管理、更新、評價的有力手段，對土地資源管理工作具有十分重要的意義，在土地調查中得到廣泛的應用。GIS軟件可用于數據輸入、編輯、查詢、分析等操作，實現地圖制圖、地圖編輯、地圖分析等功能。

本文以水口—崇左—愛店公路(崇左至愛店口岸段)為例，利用GIS軟件和國土地類數據，提出一種新的快速、精確、有效的方法對公路用地及公路用地表進行計算和編制，以期為類似項目用地計算提供新思路、新方法。

1 基礎數據收集整理

采用GIS軟件計算公路用地數量，需收集整理以下基礎數據：項目沿線用地相關的土地資源管理數據，即SHP數據，其中包含地塊所屬村鎮、地類等信息；項目用地紅線，按需要進行分段、分類。

1.1 沿線用地相關數據

根據設計確定的路線走向，收集沿線土地資源管理數據，通常按路中線兩側各100 m范圍進行收集。

收集到的SHP數據，包含所涉及地塊的所屬縣、鄉、村，土地類別、數量，能夠滿足編制公路用地表的需要。

1.2 項目占地紅線整理

項目占地紅線在CAD中匯總后，需根據設計需要進行整理。主要根據《公路工程項目建設用地指標》[2]中相關指標進行分段。

改路、改河、改溝、改渠、改移輸電、通信線路和專業管道的改移工程的用地，以及經技術、經濟論證必須設置取、棄土場時，此部分占地被劃分為獨立部分，同時形成單獨的閉合多段線。

沿線設施用地指標按收費設施、服務設施、監控通信設施和養護設施等分類編制，此部分占地劃分為獨立部分，同時形成單獨的閉合多段線。

互通式立體交叉用地指標受互通類型、主線長度、被交路長度、互通具體設計指標影響，每個互通均劃分為單獨的閉合多段線，同時扣除服務設施所占部分。

其余占地可根據設計需要進行劃分，可按公路用地圖的分圖標準每700 m一段，也可按所屬村、鎮分段，分段方式可靈活掌握，但需保證形成單獨的獨立閉合多段線。

整理后的項目占地紅線由多個閉合多段線組成，相互獨立但又彼此貼合，與實際占地情況相符合。

2 占地紅線整合至GIS數據中

以GIS數據的坐標系為基準，將占地紅線坐標轉至GIS數據坐標，確保GIS數據與占地紅線坐標一致。在GIS軟件中導入轉換坐標后的占地紅線，在GIS軟件中進行數據整合，導入轉換坐標后CAD文件，在軟件中轉換為線要素、面要素，以便下一步操作。

在數據轉化過程中，需要確保坐標的一致性，避免坐標不一致導致的數據偏差，同時需要對轉換形成的面要素進行處理，比如不需要征用土地的部分，需要手動扣除，避免重復計算。

由于占地分塊較多，為方便數據處理時統計分析，需在面要素中標注編號。

3 數據疊加、處理

運用GIS軟件內置的功能，對占地要素和地類要素進行相交處理，形成新的面要素。新的面要素屬性中包括所屬村鎮、地類、面積等信息，可通過屬性表提取相關信息，進而整理匯總，完成公路用地表的編制。

3.1 數據疊加

運用GIS軟件內置的功能，對占地要素和地類要素進行相交處理，形成占地性質面要素，此面要素的屬性包括所屬村鎮、地類、面積等信息。

3.2 數據提取及處理

通過占地性質面要素的屬性表，導出數據至電子表格中進行處理，以面要素編號、所屬村鎮為行，地類為列，分析匯總數據，得到各分段的占地數據。

將分析匯總后的數據填入公路用地表，即可完成公路用地表的編制工作。

4 項目應用

4.1 項目施工圖設計中的應用

水口—崇左—愛店公路(崇左至愛店口岸段)位于崇左市寧明縣境內，路線全長55.179 km，采用雙向四車道高速公路標準，設計速度為100 km/h，路基寬度為26 m。愛店連接線路線全長3.617 km，采用一級公路標準，設計速度為80 km/h，路基寬度為25.5 m。亭亮、寧明連接線共長5.408 km，采用二級公路標準，設計速度為60 km/h，路基寬度為10 m。

本項目施工圖設計階段利用GIS基礎數據，采用Arc Map軟件進行公路用地數據的計算和匯總，項目占地涉及25個行政村，占用土地包括水田、旱地、果園、公路用地等18種地類。采用GIS軟件計算公路用地數據，可在短時間內完成一個高速公路項目的全部用地數據統計匯總，具有準確性高、速度快的特點，與過去在CAD圖上計算的方法相比有著巨大的優勢。

4.2 GIS技術與傳統方法對比分析

采用GIS軟件初步設計的紅線計算占地數據，與采用傳統方法計算的占地數據進行對比。對比情況如表1所示。

表1 不同計算方法所得占地數量對比表

占地總量：偏差33.53畝，占傳統方法計算的占地數量的5.5%。偏差原因除小數點取舍造成之外，主要在于CAD圖計算與軟體計算之間的準確性的差距。

耕地：耕地總量偏差350畝，占傳統方法計算的耕地數量的12%。分析其他地類情況，偏差主要在于傳統方法計算占地數量時，部分耕地計入園地(86.57畝)，部分未利用地(草地、裸地等)計入了耕地(259.1畝)。傳統方法未按標準分類，而采用菜地、蔗地等非標準地類名稱。

水田：水田數量偏差619.32畝，占傳統方法計算的水田數量的105%，偏差主要在將不種植水稻的水田計入了旱地當中。

林地：總量持平，但二級類林地數據偏差較大，部分灌木林地、其他林地計列為有林地。

交通運輸用地：偏差18.23畝，偏差原因主要在于公路用地的邊界，現場調查位置與國土部門基礎數據不一致。

5 結語

本文通過采用GIS軟件計算數據與水口—崇左—愛店公路(崇左—愛店口岸段)公路初步設計用地數據進行對比，得出以下結論：(1)傳統方法計算的公路用地數量，與采用GIS軟件計算的公路用地數量對比，在地類、數量上存在很大偏差，不能真實反映項目用地情況；(2)設計單位在進行公路設計時，可以充分利用已有的GIS軟件和基礎數據進行用地數據的計算，既能提高工作效率，又能提高用地數據的準確性。