农村房地一体全自动数据处理的研究与实现

摘要：农村房地一体调查工作，是一项全国性的基础调查工作，存在单项目工作量大、多项目同步开展、工期紧张、数据要素多且关联关系复杂、数据处理难度高的特点。高质量专业技术人员不足、数据处理的效率与准确性差，是此类项目的关键性问题。因此，本文提出了基于检查项前置、面向自动化进行数据结构设计的房地一体自动化数据方案，以提高数据处理效率、减少人为错误，并在项目中实际应用得到验证，为房地一体调查以及同类型的项目，提供了有效的技术方案的支撑。

关键字：房地一体调查 地籍 自动化 数据处理

中图分类号： P208 文献标识码： B

Research and Implementation of Fully-Automatic Data Processing for Rural Housing and -Land Integration

ZHANG Yufei

Xi'an Dadi Surveying and Mapping Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province， 710100 China

Abstract： The integrated investigation of the integrationof rural housing and land is a nationwide basic investigation work， which has the characteristics of the large single project workloadof a single project， the synchronous implementation of multiple projects， the tight construction period， multiple data elements and complex correlation relationships， and thehigh difficulty in data processing.， andTthe shortage of high-quality professional technical personnel and the poor efficiency and accuracy of data processing are key issues in such projects. Therefore， this article proposes an automated data structure design scheme of for the integrated automationion of housing and land that is based on the prepositionof inspection items and designs data stuctures for oriented towards automation， in order to improve the efficiency of data processing efficiency and reduce human errors.， andIit has been verified in the practical applications ofin projects， which providesingthe effective support of technical schemes support for theintegrated investigation of the integration of housing and land and similar projects.

Key Words： Integrated iInvestigation of theintegration of Rural Hhousing and Lland; Cadastre; Automation; Data pProcessing

近年来，我国全面扎实推进农村宅基地和集体建设用地使用权及农房所有权权籍调查，简称农村房地一体调查。农村房地一体调查以“权属合法、界址清楚、面积准确”为原则，以不动产单元为基本单位，建立农村房地一体的权籍调查数据库，形成调查成果，为不动产统一登记发证工作奠定翔实的数据基础。此类项目工期紧张、流程繁复；成果资料数量大、种类多、质量要求高且不易整改；成果数据库各数据实体之间逻辑关联多，故传统的技术方法需要大量的数据检查、数据处理与建库、图件整理等内业人员，且对内业人员技能要求高。本文应用GIS技术实现了房地一体的全自动数据处理的技术流程与方法，可极大减少对专业技术人员的数量及技能的要求，在降低成本需求的情况下，保障成果质量与项目进度。

1房地一体工作流程概述

农村房地一体工作流程主要包括工作准备、权属调查与地籍测量、公示与勘误修正和数据建库与成果制作等。

1.1工作准备

工作准备是保障工作有序开展的前置条件。通过已有资料的收集与分析为具体的行动方案提供依据、为后续调查与测量提供参考底图数据；通过人员组织培训、仪器设备准备和宣传动员，建立有效的技术与环境支撑。

1.2权属调查

权属调查是房地一体调查工作的核心，技术人员通过实地调查获取每一宗地的权力人信息、权属来源、权属类型等权属情况；土地坐落、土地用途、宗地界址等宗地基本情况；宗地上房屋的结构、层次、附属设施的类型及面积计算方式、产别、年份、墙体归属等房屋的相关信息。专业技术人员将相关的调查信息录入电子表格，形成电子调查表成果。

1.3地籍测量

地籍测量在权属调查的基础上进行，通过地籍测量为权属调查的每一宗土地提供了精确、可靠的位置参考，实现宗地、房屋等信息的不重、不漏、可接边。专业技术人员通过地籍测量形成基本测量底图，并将权属调查的相关信息在测量底图上标绘，形成原始调查标绘成果图。

1.4公示与勘误修正

外业权属调查及测绘工作完成后，应及时将调查结果按地籍子区或村民小组为单位制作公示图表进行公示，保障成果的有效性。公示图涵盖原工作底图上的主要要素内容，并增加土地权利人、宗地面积、建筑面积、界址边长等要素，对宗地面积、建筑面积及相应权利人等重要信息要以表格形式一并公示[1]。公示结束后，须根据公示情况，在原始调查标绘成果图与电子调查表上进行勘误修正。

1.5数据建库与成果制作

利用专业GIS处理软件，对原始调查标绘图成果图与调查电子表，进行数据转换、检查、空间关联、字段属性标准化和数据整合等一系列处理，形成房地一体数据库。

基于数据质量合格的房地一体数据库，制作调查表、房屋面积量算表、界址点成果表等文档成果与地籍图、宗地图和分户图等图件成果。

2数据处理自动化的设计与实现

依据房地一体主要的工作流程，除准备工作外，可将核心工作分为数据获取与数据处理两大类。其中数据获取包含的工作流程是权属调查、地籍测量和公示与勘误修正，必须依靠人力实现，这些工序简称为外业工作，属于无法自动化的工作模块，而数据建库与成果制作属数据处理类，此类工序简称为内业工作，可通过笔者的方法实现自动化。

2.1技术架构与主体流程

自动化数据处理软件使用Python语言，以Arcgis的二次开发站点包Arcpy为核心，进行开发实现。基于Arcpy编写的Python脚本可以充分利用Arcgis强大的数据分析与处理工具，在降低编程代码量的同时保证运行的效率与稳定性[2]。

整个流程以外业人工作业产出的原始调查图表为起点，通过自动化检查、调查数据库自动建立和成3S+JDTv/PSRMUAvqDisfPQ==果自动输出形成完整的全自动内业处理流程见图1所示。

2.2数据结构与标准设计

2.2.1外业人工作业阶段产出的数据设计

外业获取的原始数据是整个自动化处理的起点，需要综合考虑是否利于实现后续的自动化处理和是否兼容主流的外业测量的技术方法，来设计外业人工作业阶段产出的数据的标准。目前测量技术方法主要是采用RTK+全站仪的全野外模式和基于无人机倾斜摄影三维建模技术[3]。这两种作业模式均可输出DWG格式的调查底图数据。DWG格式数据可利用南方CASS软件编辑成图，以利用其扩展数据，便于后期地籍房产图的一体化数据处理[4]。故将调查标绘成果图规定为DWG格式数据，其中地籍图通用要素的编码采用CASS软件的默认编码，并为保证调查底图数据的完整性与满足数据的全自动化数量，自定义了部分图层并扩展了CASS编码。调查标绘成果图的核心图层设计，如表1所示。

除调查标绘成果图外，还需提供调查表，用来补充描述图上无法展示的信息。调查表格式为Excel，保证可兼容事后人工填表录入和现场平板电脑录入的作业方式。Excel电子调查表的主要字段有预编号、权利人、共有人、证件号码、联系电话、通信地址、土地坐落、权属来源等。Excel电子调查表的预编号字段与调查标绘成果图的BH注记保持一一关联关系。

2.2.2调查数据库设计

调查数据库是整个数据处理过程中的核心数据，起到承前启后的关键作用，必须保证后续各类成果输出需使用到的所有信息均保存在调查数据库中，且调查数据库的数据结构利于成果数据的输出自动化。调查数据库核心数据见表2所示。

2.3核心功能实现方法

2.3.1数据转换

整个流程主要有DWG转GIS数据库、Excel表导入GIS数据库、GIS数据库转DWG和GIS数据库导出Excel表四个转换模型。

DWG转GIS数据库。首先，通过Arcpy调用CADToGeodatabase可以将DWG转换为点、线、面三个要素类；然后通过实体ID关联扩展属性；通过扩展属性中的CASS码与GIS数据库图层的对应关系进行要素分层[5]，形成GIS数据库。

Excel表导入GIS数据库。通过Arcpy调用ExcelToTable_conversion将原始Excel表导入GIS数据库，再规范化分表即可。

GIS数据库转DWG。首先，在GIS数据库中需转换的矢量要素类中添加Layer、CadType、XDlist等字段，并按预先定义好的转换规则，计算这些字段的属性值；再通过Arcpy的ExportCAD_conversion工具即可转换为图层、线形、扩展属性均符合数据标注的DWG数据。

GIS数据库导出Excel表。Python中pandas库是一个强大数据处理库，支持将数据写入Excel，用pandas创建DataFrame，即可轻易导入到Excel。

2.3.2数据检查

数据检查是自动化处理的基础，只有质量符合要求的数据才能进入下一步的自动化处理，否则会导致成果文件的瑕疵或程序的卡死。常规的数据检查方式是通过直接检查DWG文件，并在CASS等软件下对DWG文件进行错误的修改[6]。而笔者采用先将DWG文件转为GIS数据库；再通过Python语言调用Arcpy的相关功能，对GIS数据库进行修复、检查；然后再将修复、检查后的数据转换为DWG文件的方式完成数据检查工作。相对于常规数据检查方式，笔者的检查方式可利用Arcgis强大的数据处理能力，不仅检查效率高，更是可以将部分因软件数据容差、绘图精度或作业方法限制等导致的问题自动修复，极大地减少人工修改的工作量。如因DWG数据下无法建立严格的拓扑关系，会存在节点需要归化的问题[7]，此类问题直接在DWG文件下进行修改的难度和工作量极大，而通过Arcpy可在GIS数据库下建立严格的拓扑关系，并在设定的容差下自动修复。

核心检查规则具体叙述如下。

（1）图形正确性检查。闭合性检查，即宗地、房屋及附属设施中不能存在不闭合的线段；

弧线检查，即宗地、房屋及附属设施中不能存在弧线段；尖锐角检查，即宗地、房屋及附属设施中不能存在不合理的锐角；图形环方向、图形重复节点等问题全自动修复。此类检查可利用组成图形的点、线的数学逻辑关系编码实现。

（2）图形拓扑关系检查。JMD层面相交检查，即房屋及房屋附属不能存在重叠现象；

JZD层面相交检查，即宗地之间不能存在重叠现象；JMD层是否完全在JZD层范围内检查，即房屋及附属设施必须位于宗地范围内；围墙骨架线位置正确性检查：围墙不能跨越宗地；容差内拓扑问题、节点归化问题等全自动修复。此类检查可利用Arcpy数据管理模块下的Topology相关功能编码实现。

（3）注记信息完整性与正确性检查。读取解析注记内容，根据各类注记预先定义的填写规则进行检查。如编号注记不能出现重复；房屋层数注记中不能存在数字0汉字、字母、小数等。此类检查是核心检查之一，但检查项较多，此处不一一列举，只需规则定义清晰，按规则进行编码实现即可。

（4）注记与图形关联关系检查。如附属设施与附属设施注记是否——对应检查；宗地与权利人是否——对应检查；宗地与编号是否一一对应检查；房屋与房屋结构注记是否——对应检查等。此类检查，可调用Arcpy的空间连接等空间分析相关的功能，进行编码实现。

2.3.3自动建立调查库

自动建立调查库是整个自动化过程的核心。是以原始的调查标绘成果图和电子调查表为依据进行系列数据处理，形成规范的调查数据库。核心功能说明如下。

（1）提取生成幢。以初始转换GIS库中的FW、MZJMD为数据源，按宗地为单位进行融合，并处理直线上的冗余节点，即可形成自然幢的范围线。并通过与FW的空间关联，可维护自然幢的总层数、房屋结构和所在层等属性信息。同时FW与MZJMD中的要素幢号属性通过空间关联幢进行填写。

（2）提取生成层并维护建筑面积。将MZJDM与FW中计算面积的部分，按层数创建要素；然后按宗地ID、幢号、层数进行融合，生成每一宗地、每一幢、每一层的层范围线，并计算出对应的建筑面积。最后根据逐级汇总的原则，由层建筑面积汇总出幢的建筑面积并填入对应幢要素的属性中，由幢建筑面积汇总出宗地的建筑总面积并填入对应的宗地属性中。

（3）宗地信息维护。宗地顺序号编制，通过计算宗地的重心、分类聚合的方式[8]，实现“从西向东、从北到南”的宗地顺序号自动编制。

（4）各图层通用属性及隶属代码维护。根据宗地顺序号与地籍子区生成各宗地的宗地代码。各图层用宗地ID与宗地的关联关系，填写各图层要素的隶属宗地属性。

（5）提取生成宗地内界址点。遍历每一宗地，提取每一宗地的点集；遍历点集中的每一个点，与宗地最小外接矩形的四个角做距离运算，找到宗地西北、东北、东南和西南位置的界址点；将点集从西北位置重新按顺序进行编号，形成最终的宗地内界址点，并将西北、东北、东南和西南位置的界址点按规定的编码重点标注便于后续使用。

（6）提取生成宗地内界址线。以宗地为单位，将宗地内界址点按顺序连线，即可生成宗地内界址线；同时可根据界址线的起始点的信息，判断界址线所处宗地的位置，即西北点与东北点之间的界址线的位置可标记为北、东北点和东南点之间的界址线的位置可标记为东、东南点和西南点之间的界址线的位置可标记为南、西南点和西北点之间的界址线的位置可标记为西；通过界址线与宗地进行空间连接，可以自动计算出各界址线的邻宗宗地信息。

（7）宗地四至维护。界址线的邻宗即为宗地的邻宗，在界址线已标记出方位的情况下，只需遍历本宗地四方向的界址线的邻宗权利人，填入对应的宗地四至中即可。

2.3.4自动输出成果图表

（1）图件自动输出。首先，在Arcgis软件下配置图件mxd模板以及相对路径下的mdb数据库，mxd文档中定义了图件中需展示的各图层的表示符号、图框信息等，而mdb数据库为mxd文档提供数据源；然后，遍历调查数据库中的每一宗地，以宗地为单位，形成mxd文档，并自动导出为pdf文件。详细的技术流程，可参考刘畅对宗地图自动化制作软件的设计[9]，本文不再赘述。

（2）报表与文档自动输出。可直接调用西安大地测绘股份有限公司研发的通用报表输出软件进行输出[10]。

3实际应用

在陕西省某县某标段的房地一体调查中，使用本文的技术路线与方法，实现专家远程指导，现场只有一名内业技术人员的情况下，同时控制多台计算机，完成全标段50余个行政村共40000余宗宗地的数据检查、数据建库以及所有图表成果数据的输出。其中数据检查无误后，数据建库、图表输出完全由计算机全自动完成。

4 结语

本文通过定义数据交换的标准，并配套用Python开发的程序，实现了农村房地一体数据处理的全自动化，提高了工作效率，保证了成果质量。可为相似的调查建库类项目提供借鉴与参考。

参考文献

[1] 朱玉香，陈小歌，毛川.郑州市农村房地一体调查工作探索和实践[J].长春师范大学学报，2022，41（8）：144-147.

[2] 刘雄，李宇，陈刚.Arcpy支持下的线要素几何自动接边与属性检查[J].测绘通报，2016（8）：114-117.

[3] 原喜屯，常金钟，高鹏伟，等. 无人机倾斜摄影在房地一体中的应用[J]. 信息技术与信息化，2019（8）：190-192.

[4] 申学林，戴志枢，申龙，等. 农村"房地一体"的"一体化"数据处理方法研究与实现[J]. 测绘，2022，45（1）：22-27.

[5] 张文娟.一种一步建库、多级导出的农村地籍数据库建设模式初探[J].测绘通报，2019（S2）：196-199.

[6] 米思莹，蔡建德. DLG数据库前处理技术研究[J].资源导刊·信息化测绘版，2020（4）：29-31.

[7] 张志友，李冰峰.房屋分层节点归化原理及实现[J].测绘技术装备，2021，23（1）：64-66.

[8] 张志友，李冰峰.房地一体中宗地顺序号编制关键技术与应用[J].测绘，2021，44（2）：87-90.

[9] 刘畅.宗地图自动化制作软件的设计与研发[J].测绘与空间地理信息，2020，43（6）：132-134.

[10] 刘亮，罗平.通用测量报表输出软件的设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2023，46（10）：207-209，213，216.