核定用地三维编绘系统的设计与实现

谭新宇，张云丽

(1.天津市测绘院有限公司，天津 300382； 2.中国国际航空股份有限公司天津分公司，天津 300382)

1 引 言

核定用地是指核发建设项目规划许可的部门按照城乡规划管理要求，提交建设项目用地位置、面积、允许建设范围等，由建设单位或土地管理部门委托具有相应测绘资质的作业单位依照规程和相应测绘标准进行用地界限及利用空间界限的量算、测绘地形、埋设界桩、编制技术报告等工作。

2018年11月，天津市市场和质量监督管理委员会发布了《建设项目核定用地技术规程》(DB12T 831-2018)(以下简称“新规程”)。“新规程”要求，核定建设项目用地除了要核实地块的平面界限条件外，还需要核定地块的地上、地下、穿越和跨越等利用空间信息。天津市原有核定系统不具备三维编辑能力，无法满足“新规程”要求。

为此，天津市测绘院组织设计开发新版核定用地三维数据编辑系统，以实现核定用地数据编绘和三维可视化管理。

2 系统框架流程和关键问题

核定用地是工程建设项目全生命周期的重要一环。核定用地的效率和质量，直接影响工程建设项目的后续进度。系统设计从创建项目、二三维绘图、成果输出、成果检查到项目结束的项目化管理流程(图1)，保证核定用地项目的效率和质量。

核定用地的图形成果，本质上就是在地块界址线层上，叠加规划控制图、地形图等背景层和图廓层，核心在于以地块界址线为基础的“点、线、面和体”的综合处理(图2)。点线面的二维处理算法较为成熟，但是要拓展到三维空间体融合处理，还需要研究探索。因此，系统开发的重点在于实现界址线三维综合处理算法。

图1 核定用地系统框架流程图

图2 核定用地图形成果原理

3 系统的实现

3.1 技术路线

“新规程”针对核定用地的测量、要素数据表达、成果分类、成果组织与命名和成果内容都有详细的规定。按照这些要求，结合天津市测绘院现有的采编系统，系统也以AutoCAD MAP3D 2016为开发平台，采用XML格式配置复杂的编绘信息、ini格式配置简单的项目信息，重点实现界址线综合处理算法，使用shapelib处理核定成果中SHP成果输出和读取，使用Dotspatial处理SHP成果的自相交、重复点和拓扑关系检查，以项目化管理流程实现核定用地的生产、输出和管理。

3.2 系统配置和数据输入标准

系统配置是系统前期开发的重要工作，标准规范的系统配置，是系统流畅运作、自定义属性和实现成果检查的重要保障，主要包括编绘信息配置和项目信息配置。

编绘信息配置采用XML格式，以“新规程”中的要素绘制规格表为基础，将图元信息归纳总结为“界限”“规划控制线”“图廓”“色号”和“项目文件”等五大类，如图3所示。

图3 核定用地编绘信息配置(部分)

项目信息按照一一对应的原则采用ini格式，设置根节点：[核定项目]，区别于将来可能的其他类型项目，内容上设计基本信息和项目信息，并同时排列在[核定项目]的子级，不做过多的区分，便于作业人员直接用文本编辑器打开编辑，如图4所示。

图4 核定用地项目信息(部分)

界址线数据来源多种多样，数据输入标准的约定十分重要。本系统以旧成图文件为基础，在每宗地的信息行上新增三个非必需的空间参数，实现新旧成图文件和二三维信息无缝衔接，如图5所示。本系统还创新设计“已知图形界线”模块，通过系统设计的JZX处理类，在图中采集界址线并输出标准成图文件。

图5 系统约定的成图文件标准样式(新旧对比)

3.3 核心类实现

以地块界址线为基础的“点、线、面和体”的综合处理类JZXClass，是系统开发的重点，其总体思路是：先输入界址线，检查界址线，获取界址线原始信息，再按照“新规程”对界址线的要求，将界址线整理成标准形式，最后再赋予界址线相关空间属性。系统绘制的3D辅助图如图6所示。

图6 系统绘制的3D辅助图

具体包括：成图文件处理方法、图上界址线读取方法，界线的重复点和自相交检查、界线的顺逆时针的判断、界线顺时针的调整、界线西北角作为起始点的处理、界线种类的区分、界线套环处理、不同种类界线的界址点重名处理，同类型或不同类型界线的编号的处理等算法以及界线的精度控制、圆弧加密控制和点线面体的拓扑关系控制等功能，通过附加参考高程、起始高程和高度或者深度等信息实现空间信息处理的方法。系统界面如图7所示。

综合设计的JZXClasss类，能够作为单独模块用于其他界线类项目系统(例如地籍和勘测定界等)的开发。

图7 系统界面

3.4 成果输出和检查

核定用地成果包括文档表格成果、dwg图形成果、jpg成果和max格式文件成果。在核定用地数据完成编绘、图形分发、图面整饬等步骤后，系统通过引用Office 2010的com组件功能，实现了核定用地技术报告文档和界址点坐标成果表的输出。

核定类项目一般不会有太复杂的图形，因此，系统采用开源的DotSpatial进行Shp数据的空间检查和图形展示(图8)。DotSpatial是一款开源的地理信息系统(GIS)库，它可帮助开发人员实现空间数据浏览和空间数据分析。

图8 系统成果检查界面

4 结 语

系统实现了天津市核定用地数据生产和三维空间化管理，满足了“新规程”对核定成果要求，采用的二次开发平台和技术，能够无缝衔接天津市基础地理信息采编软件系统，为将来系统的扩展和融合创造了有利条件；集成的图元标准化工具、自动提取地块位置图功能和一键输出3D辅助图功能等，使得建设项目核定用地的数据编辑处理更加高效高质；开源地理信息处理技术为测绘工程类项目成果输出探索了自主化路径；项目化管理生产流程，在同类型的地籍、勘测定界等测绘项目中具有很好的推广利用价值。总体来看，系统的设计与实现，具有一定的经济效益和社会价值。