基于MapGIS水利工程建设征地图斑面积量算研究

王志成，冯昌京，吴小益，程世炎

（江西省水利规划设计院，江西 南昌 330029）

征地图斑面积量算是掌握土地资源数据的重要技术手段，是移民实物调查的主要工作之一，传统量算方法效率低下，需借助GIS软件[1-2]。本文试图结合水利工程特点，利用MapGIS各项功能使之快捷运用于工程量图中，提高其输入和输出效率。

1 MapGIS图斑面积量算原理

MapGIS把地图要素根据基本几何特征分为3类：点数据、线数据和区数据，与之相应的文件也分为3个基本类型：点文件（＊.WT）线文件（＊.WL）和区文件（＊.WP）。一幅地图或几个地区的地理信息数据可以由上述的一类或几类数据叠加组成，采用工程文件 （＊.MPJ）来描述管理各种数据[3]。

MapGIS图斑量算基于自动拓扑处理原理，拓扑处理的核心是建立拓扑关系。MapGIS拓扑处理子系统，作为图形编辑系统的一部分，改变了人工建立拓扑关系的方法，系统自动建立结点和弧段间的拓扑关系，以及弧段所构成的区域之间的拓扑关系。

拓扑处理工作流程包括数据准备、基础数据处理、图斑生成。拓扑关系建立好后，可以修改区域参数及属性，从而使搜区、检查、造区更加快速、方便、简捷。经过拓扑处理的数据形成的数据库也称为拓扑数据库，在进行空间分析时，只有建立了拓扑关系的数据才能进行分析。

2 图斑生成

2.1 基础数据处理

在将准备好的CAD地类地形图转为MapGIS文件之前，应对CAD图进行初步处理，提取量图所需的图层，对部分与量图无关的点、线、块进行清除，对居民点、坡坎、小图斑进行初步处理，对土地野外调查成果进行上图[4]。在CAD中建立若干新的图层，用于存放需要的数据，类别不同的数据放在不同的图层中，对地类边界线进行处理，再把闭合界线通过图块的形式从而输出DXF文件。将提取的要素DXF文件，利用MapGIS[图形处理/文件转换］进行转换，输出WL线文件和WT点文件。

在将AutoCAD数据转入MapGIS时，经常会遇到两者的线型库、颜色库等符号库的编码不一致，而且在AutoCAD中有些图元是以块的形式组成，为了保证其图形、图饰完整，防止数据转换后图层、颜色等信息丢失，符号块及线型被打散，需修改MapGIS对照表文件，系统库进行更新，可将AutoCAD的块名转成MapGIS的子图，AutoCAD的形名（线型）转成MapGIS的线型，并能控制 AutoCAD 的图层和颜色。在.＼MAPGIS67＼SLIB目录下有 4 个文件：①ARC_MAP.PNT：AutoCAD 的块（符号）与MapGIS子图对照表；②ARC_MAP.LIN：AutoCAD的形（线型）与 MapGIS 线型对照表；③CAD_MAP.TAB：MapGIS的图层与AutoCAD图层对照表；④CAD_Map.CLR：MAPGIS的颜色与AutoCAD颜色对照表。

2.2 MapGIS图斑生成（图1）

2.2.1 自动剪断线

在造区过程中，要求线的结点处断开，而在数字化或矢量化时，经常存在一些失误，导致该断开的线而没有断开，影响造区进程。在造区过程中，执行[自动剪断线］命令，将所有的线在结点处断开，以利于系统有效造区。

2.2.2 清除微短线

自动剪断线后，会生成许多无用短线头，执行[清除微短线］功能。该功能用来清除线文件中的短线头，通过输入最小线长参数使系统检索出小于该值的短线，将其从文件中删除掉，避免影响拓扑处理和空间分析。

2.2.3 清除重叠坐标

数字化地形图中可能存在重复输入或采集数据。执行[清除重叠坐标］用来清除某条线或弧段上重叠在一起的多余的坐标点，查出存在重叠坐标后，自动消除重叠坐标。

图1 MapGIS图斑生成流程图

2.2.4 自动结点平差

利用结点平差可以使线段封闭，通过设置合理的结点搜索半径，找出难以发现的断线，通过端点平差，让断开的端点自动连接形成封闭图斑。

2.2.5 线拓扑查错

拓扑查错是拓扑处理的关键步骤，利用此功能可以方便找到错误，并指出错误类型及出错位置。一般主要存在悬挂弧段和线段不闭合两种拓扑错误。对无用的悬挂弧段进行删除，对不闭合线段进行手动封闭，反复执行此命令，直至无拓扑错误为止。

2.2.6 线转弧段和拓扑造区

在工程中新建区文件，将线转换成弧段，并存入文件中，利用生成的弧段通过拓扑造区生成图斑。建立拓扑关系后，就可以进行区参数编辑和属性录入，为空间分析和属性输出做准备[5]。

3 数据输入与成果输出

3.1 属性准备

量图基本属性包括面积、权属、地类、高程、占地类型等，其中土地面积由MapGIS软件自动生成。根据野外权属调查村组划界成果，上图后生成“权属.wp”区文件。土地调查分类应执行 《土地利用现状分类》（GB/T21010-2007）的规定，结合征地移民的具体情况，土地一级分类共分为12大类，根据工程建设区的具体情况和补偿政策要求，在此基础上适当增减分类，并以土地详查资料和实地典型调查进行校核。根据CAD文件zbtz图层提取标注块转换为“地类.wt”点文件，并把子图号参数赋给属性。根据CAD文件gcd图层提取高程标注转换为“高程.wt”点文件，并把高程注释值赋给属性。根据土地淹没影响处理类型不同，划分为不同工程占地类型，如淹没区、影响区、防护区、枢纽区等，根据建设征地范围图生成“占地类型.wp”区文件。

3.2 属性叠加

属性叠加主要是运用MapGIS空间分析和Label与区合并功能。

空间分析叠加分析是依靠把分散在不同层上的空间属性信息按相同的空间位置加到一起，合为新的一层。区与区叠加分析主要为合并、相交、相减、判别等4种方式。利用区相交功能分别对“权属.wp”和“占地类型.wp”生成新的属性文件。

Label点的创建与合并的功能意义为构建具有相同属性的不同区要素和为同一个区要素在属性变化后，可恢复原有的属性。利用Label点与区合并功能分别对“地类.wt”和“高程.wt”进行合并，生成新的属性文件。

3.3 数据成果规范与应用

属性数据查漏，在输入每一类图元之前，都要进入菜单修改此类图元的缺省参数，重复操作，影响工作效率。为此，可以生成含有固定参数的图例文件，放到图例板中，在属性数据输入时，直接拾取图例板中某一图元的固定参数，以实现灵活输入。

对每幅图的量算成果进行图幅内平差，允许误差执行 《水利水电工程建设征地移民实物调查规范》（SL441-2009）标准。根据建设征地移民各个方案的要求，对最后区文件方案裁剪、利用section工具直接输出excel格式属性数据。

数据应用包含图形和属性数据的应用。对图斑进行标注，利用section工具可以进行多字段标注，征地量图中主要标注为图斑编号、面积、地类、权属等标注。可以把标注后的MapGIS文件转换为dxf文件分幅出图指导实施。可以利用MapGIS图形文件的直观性，输出为栅格图形，作为移民安置示意图底图。属性数据得出的土地实物指标可用于方案比选、移民安置规划和概预算编制。

4 实例

在江西省景德镇市浯溪口水利枢纽工程中，运用MapGIS量算土地。水库建设征地涉及18个行政村，包含淹没区、影响区、防护区、安置区，土地数据属性复杂，工程比较方案多[6]。量图底图采用库区1∶2000地类地形图，采用正常蓄水位57 m方案（最高水位比较方案）淹没线作为量图范围，其他方案在此方案上进行裁剪。量图生成图斑15102个，图斑属性包括面积、权属、地类、影响方式、防护方案、高程、备注等，见图2。

本阶段量图中查找了上阶段CAD量图中存在的遗漏图斑，此外利用MapGIS缩短了量图时间，使土地调查精度由±10%以内提高到±3%以内，大幅提高了量图精度。土地属性数据和图形数据通过数据库进行连接，实现了两者一体化管理，为方案实施及变更提供便捷。

5 结论

MapGIS在图斑面积量算、属性报表、差错查询等方面优势突出。拓扑处理系统的最大特点是自动化程度高，系统中的绝大部分功能不需要人工干预。建立拓扑关系是拓扑处理系统的核心功能，它由拓扑查错、拓扑处理、子区检索等功能组成。拓扑处理系统从总体来说对数据没有特别的要求，CAD地形图基础数据处理是关键。CAD地形图由于测量成图原因，有可能出现断线、图层混乱、块编码不一致等，处理好CAD数据能大大减少在MapGIS中的工作量，起到事半功倍的效果。对于堤防、渠道等线性工程可以先裁剪后再在MapGIS中操作。

在量图中，可以利用各类插件以弥补软件本身的缺陷。例如利用南方CASS、晓东工具箱等，提高在CAD操作中的效率，利用section插件进行快捷条数据转换、图斑标注、属性参数互转等提高效率。

如何利用已经生成的带高程图斑，利用强大的MapGIS三维交互地形可视化环境，生成近实时的二维和三维透视景观，值得进一步研究。另外，在MapGIS图斑自动编号中，一般按照坐标大小进行标注，在图斑分割中，容易出现重号标注，如何让图斑标注适应用图方便有待进一步改进。

图2 浯溪口水利枢纽工程淹没区征地图（局部）

[1］陈 伟，朱党生.水工设计手册（第2版）[M］.北京：中国水利水电出版社，2013：17-27.

[2］徐 瑞，吴恒友，等.基于GIS的水库淹没区图斑面积量算方法研究[J］.地矿测绘，2011（1）：22-25.

[3］吴信才.MapGIS地理信息系统[M］.北京：电子工业出版社，2004.

[4］白燕英，刘小燕，等.MapGIS在农村水利规划量算图斑面积中的应用[J］.中国农村水利水电，2010（6）：102-106.

[5］龙 华，叶达忠.MapGIS在水利工程图斑面积量算中的应用[J］.广西水利水电，2008（6）：29-30.

[6］秦根泉，谢玲璐.浯溪口水利枢纽工程泄洪系统布置设计分析[J］.江西水利科技，2010（1）：41-44.