基于gis的三图一体化研究

基于gis的三图一体化研究

一、城市地下和各部门之间对gis的认识不一目前，中国已进入快速城市化阶段，预计2000年和2010年的城市化水平分别达到35%和45%。因此，在不久的将来，将出现许多新的城市。地形、土地、房屋是城镇GIS最常用且数据量最大的基础信息,和这三类信息相对应的是地形图、地籍图、房产图。其中,地籍图和房产图的现势性极强,地籍图(房产图)编辑由土地(房产)管理部门承担,因我国大部分城市还没有形成自己的地籍图,数字化的房产图也很少,一般不得不依托地形图来编制地籍图(房产图的编制是依托地形图或地籍图)。一方面,当地形和地籍(房产)发生变化,而地图来不及更新时,土地(房产)管理部门则自行修测,这样就带来大量的重复现场测量工作,以及机构之间信息所有权的矛盾。另一方面,随着GIS的深入人心,各部门也越来越意识到GIS的巨大经济效益,纷纷建立自己本部门的GIS系统;但一些部门从自身所能获取的最大利益出发,希望本部门的GIS成为整个城市的空间数据来源,置社会的整体效益而不顾(当然也有维护本部门利益而不愿意数据共享的原因),重复收集其他部门已有的地形资料、地籍信息或房产资料,造成大量的资金浪费和不必要的重复劳动。如果地形、地籍、房产资料可以统一测绘,分库置于同一GIS管理之下,实现“三图”一体化,并在有关的机构之间共享,定会减少重复劳动、提高数据精度、增加数据重复使用率。二、“三个狗”的共同特征是一体化的基础大比例尺地形图、地籍图、房产图测绘都涉及到图形的测绘,因而在图形测绘的工作过程中存在着许多共同之处,它们为“三图”一体化提供了依据。1、测图方法的确定三图都是依据测量学的基础理论和技术方法,遵循着“先整体后局部、先控制后细部、从高精度到低精度”的测图基本原则,可采用平板仪测量、航空摄影测量、全站仪数字化等成图方法,后两者还可采用编绘成图的方法(地籍图可利用比例尺和精度符合要求的地形图作为编绘底图,房产图可利用符合要求的地形图或地籍图作为编绘底图)。2、平面直角坐标系统当长度变形值不大于2.5cm/km时,大比例尺地形图、地籍图、房产图测绘都是采用高斯—克吕格正形投影统一3°带的平面直角坐标系统;当长度变形值大于2.5cm/km时,一般采用抵偿高程面上的高斯正形投影3°带的平面直角坐标系统,或高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统;当面积小于25km2测区时,一般不经投影而采用平面直角坐标系统在平面上直接进行计算。3、坐标格网的矩形或东南角分幅法大比例尺地形图、地籍图、房产图分幅图测绘的图幅分幅都采用坐标格网的矩形或正方形分幅法(宗地图、房产图的分丘图及分户图的幅面大小在32开～4开之间选用)。图幅编号按图廓西南角坐标数编码,纵坐标在前,横坐标在后,中间用短线连接。4、基本上是相同的比例大比例尺地形图、地籍图常规使用的比例尺均在1/500～1/2000,宗地图、房产图的分丘图及分户图还可根据实际情况采用更大的比例尺。5、地物点间距中误差的区别《城市测量规范》、《地籍测量规范》、《房产测量规范》对点位精度的要求尽管有差异,但我们可将之统一于:图根控制点相对于邻近基本控制点的点位中误差不超过图上±0.1mm,地物点相对于临近图根点的点位中误差不超过图上±0.5mm,相邻地物点间距中误差不超过图上±0.4mm,如表1所示。6、户内要素信息三图表达的地理要素存在许多共同点,均在图上表示测量控制点、居民地各类建筑物、道路网及结构材料、水系、地名注记、行政境界、植被等信息;只是在表达地籍要素、房产要素及地形地物信息的详略侧重点不一样而已。尤其是在一些地表覆盖以建筑物、道路、管线等为主的地区,地籍图、房产图的分幅图与大比例尺的地形图所表现的地物状况相差无几,而地籍测绘输出的宗地图近似于房产图的分丘图。7、基本资料收集地籍图测绘之前必须先进行土地权属调查,房产图测绘之前也必须进行房产调查;二者在调查内容、方式和步骤上都有大量共同之处,如在内容上均有行政界线、地理名称、基本的房产资料(比如:房屋座落、附属设施、产权人、产别、层次、建筑结构、占地面积、建筑面积、用地纠纷等)、土地使用基本状况(比如:宗地位置、权属界线、用地类别、土地座落、土地使用者名称等);在方式上均可通过收集已有的控制点资料、地籍资料、房产资料(这些相关资料的拥有者有相当一部分是同一部门和单位)或现场实地调查;在步骤上一般是:制定计划→收集资料→技术设计→现场实地调查核实→填写调查表。此外,房产和土地的位置范围还具有极其密切的相关性。从以上大比例尺地形图、地籍图、房产图的众多共同特性,我们可以看到三图有较强的兼容性和互补性。三、数字地图的编辑特别是近年来,数字测图制图技术及其应用的飞速发展,目前已趋近成熟,它为“三图”统一测绘提供了手段,并为其后的分库奠定了基础。其成果可以直接输入或转换到面向制图和其它应用的GIS数据库,并且其数据内容已不仅仅是图形,还可以同时输入地物的分类代码信息,以及大量地物属性信息。数字地图的优点之一:图形数据分层贮存,是实现“三图”一体化的关键技术,例如将地物分成控制点、建筑物、行政边界和地籍边界、道路、水系及植被等层,而地貌则以数字地面模型表示。对图形进行分层,有助于图形的编辑与检索。当我们对图形编辑时可以调入相应的图层,无关图层不调入,这样进入工作区的图形数据就可大大减少,从而提高检索与显示速度,同时也避免了无关图形干扰编辑者的视线。更重要的是,在数据入库后有利于制作专题图。例如,某一地区的地形图按照要素的特性分成公路层、水系层、地貌层等等。当要制作该地区的公路图时,只需把公路层及有关的要素提取出,保存为一个文件。同样在进行修测时,可以先从数据库中提取待测地区的数据,必要时进行格式转换。在原数据基础上进行新的野外数据采集和初始编辑,室内进一步编辑处理后,输入数据库更新原有数据或建立新的数据层,便于大比例尺地图保持良好的现势性。由于数字地图并不是依某一固定比例尺固定的图幅大小来贮存一幅地图,它以数字形式贮存地图。根据用户的需要,在一定比例尺范围内可以输出不同比例尺、不同图幅大小、满足规范要求的地图,输出各种分层叠合的专用地图。四、库的管理解决了“三个地图”的差异尽管“三图”测绘在诸多方面有密切的联系,但是不能完全将它们等同于一种图,它们之间还存在着内在的区别:户籍地测量的应用范围大比例尺地形图是以客观反映地表上的地物、地貌景观为目的,主要用于规划、设计和工程施工等,应用范围较广。地籍测量是以土地权属管理工作为目的,专门用于地籍管理和土地登记。房产测量则为房产产权、房籍管理、房地产开发利用、征收税费,以及城镇规划建设提供测量数据和资料。地籍图和土地管理图。地籍图主要分为7所大比例尺地形图要表示的是地面上的所有地物、地貌要素,比较详尽。地籍图和房产图有很强的专业性和侧重点,并且调查在这两图的测绘工作中占有重要位置。地籍图偏向与土地管理有关的内容,如:宗地界址点、界址线、权属关系、地类号、土地面积等;房产图是平面图,不表示高程,不表示等高线,偏向于房屋及其用地状况,如:房屋的权属界线、附属设施、层次、户号、建筑面积等。缺陷填补工具大比例尺地形图只强调客观反映地面上的所有地物、地貌要素,具体的内容留给用户应用时自行填补。而地籍图和房产图所显示的往往是地表上看不到或无法直接测量的,如地籍号、地类号、房号、权属界线、建筑结构等,因而它们反映的要素比较充分、细腻。数据库设计思想地籍图和房产图是现势性极强的图件,进入初始地籍(房产)调查测出地籍图(房产图)后,接着就转入经常性的变更地籍(房产)调查工作,即随时变更,随时进行地籍(房产)要素的修测和补测,随时绘制现势性的地籍图(房产图)。而地形图是按国家计划,每隔几年进行一次大规模修测或重测,现势性较差。因此在实际“三图”一体化数字测绘过程中,既要考虑到“三图”测绘的相同点又要考虑到它们的不同点,对现有地形、地籍、房产三方面的测绘规范进行适当的综合及修正,使之在地物编码、土地划分、编号、注记内容及界址点、线的精度等要求上实现统一,制定出满足“三图”精度要求和管理要求的技术规范。在此技术规范基础上制定周密的测绘工作计划,将数据要素进行分层和编码,实现分层贮存地形、地籍、房产等各方面信息;进行房地产现状资料调查时,调查的内容覆盖房产、土地等方面的规范规定的全部内容。由于地图数据的海量性和GIS分析应用的广泛性,在设计数据库时,应考虑到如何使GIS更便于实现图形数据库的管理、操作、检索、分析、显示等功能。在数字测量成果基础上设计并建立合理的地形要素、地籍信息、房产信息等数据库;同时要将数据库中的属性数据信息直观地显现或输出,还需要建立符合大比例尺地形图、地籍图、房产图图式规范的符号库,使该数据库系统既满足“三图”制图要求,又适应GIS应用的一般需求。如图1所示,以输出房产分幅图为例,房产分幅图的内容由房产信息、必要的地籍要素和地形要素组成。按照房产图图式要求建立符号库及要素编码——符号代码对照表,从控制点文件提取控制点数据,从地形要素数据库中选择提取相应的地形背景要素,从地籍数据库中选择提取界址线、界址点、境界等必要的地籍要素信息,从房产数据库选取房屋建筑物、构筑物、主要附属设施等房产要素信息,生成房产分幅图图形。根据房产数据库中房屋及权利人属性信息等生成房产注记,并作适当的编辑;从图廓文件中读取测量与图廓信息,产生图廓内容,最后得到所需的房产分幅图。类似地,可以输出各种地形图、地籍图、房产图,这样既可以充分利用“三图”的共性又可保持彼此的个性。五、投资及地物测量方面城镇GIS数据的生产和更新是一项长期而艰巨的任务,目前我国城市空间基础信息的现状还不能满足城市发展的需要。据统计,在GIS中数据获取的代价是GIS代价的50%