第二次土地调查挂图编制的应用研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇第二次土地调查挂图编制的应用研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】本文通过第二次全国土地调查编制挂图的计算机制图综合应用，叙述了计算机制图综合的基本原理和技术处理要点，结合实际着重探索和分析了“矢量-栅格-矢量”、“化整为零、化零为整”及“整体到局部、局部到整体”的工作方法。

【关键词】二调；挂图编制；技术方法

因第二次全国土地调查编制挂图的需要，须将1∶1万土地利用现状图编绘成1∶5万或者1：10万土地利用现状图（以下均以编制1：5万挂图为例）。同时也存在将土地利用总体规划中的村、乡等各种规划图件缩编成小比例尺图的问题。依照传统工艺进行制图综合，存在周期长、工作量大、经费投入大、图纸复制困难等缺点，与现代管理不相适应。为此笔者在网上搜索了大量的学习资料，借鉴广大同仁们的好点子，开展了计算机用于土地调查图制图综合的研究，探索出一套比较成熟的经验。

一、计算机制图综合的基础与条件目前已经建立好的第二次全国土地调查县级数据库，成为计算机制图综合应用研究的基础数据。

计算机制图综合硬件环境： 586PC机、HP750C彩色喷墨绘图仪、网络设备等；软件设备：XP操作系统、MapGIS二次土地调查数据库建库系统等。

二、计算机制图综合的基本原理和特点传统的手工制图综合，是根据不同比例尺和不同类型图件的规范要求，根据作业员的丰富经验进行取舍、合并、夸大、避让的工艺方法。具有较大的主观性，成果质量的好坏与作业员的经验有很大关系。计算机制图综合则根据规范和图面分析给定的各类参数，由计算机进行自动处理，极大部分工作量由计算机完成。在完成过程中人仍起着主要作用，特别是有些复杂的条件判断，计算机还不能解决，还需要人机交互的方式，经验丰富的作业员可以把图件处理得更合理。在GIS中，空间实体可抽象概括为点、线、面等要素，并且它们具有空间几何特性和属性特性。在矢量型空间数据库中，空间实体都以点坐标或其集合来描述其空间位置与几何形态，以拓扑结构来描述实体间相互关系，并建立几何特性和属性特性的联结关系，其联系纽带是计算机内部代码和用户识别码。在栅格空间数据库中，空间实体用栅格单元的组合来描述，栅格单元的值就是其对应的属性，而栅格单元所在的行、列位置是标识的空间几何坐标。在通用型GIS系统中，矢量数据和栅格数据可以相互转换，这些都为在GIS环境下实现矢量数据和栅格数据的混合制图综合提供了可能。

本次制图综合的特点可概括为：1. 同类图斑的综合

即为分类综合，将1∶1万图上若干同一类型的图斑给定合并参数后，在1∶5万的综合图上处理为1个或几个图斑。2. 栅格型综合

由于栅格数据具有处理方便、灵活的优点，通过“矢量-栅格-矢量”的转换是一种非常有效的制图综合方法。一些在矢量格式下较难实现的综合措施，甚至较需要智能化的措施，可以先转到栅格形式下进行处理，处理完以后再恢复矢量格式，从而达到预期综合的目的。本次应用中这种方法在规模和多样性方面是非常突出的。3. “化整为零，化零为整”

这是本次应用研究中的一个创新，从待综合的操作底图中提取多个单要素图层，每个图层对应各自特定的自动综合处理流程，这是化整为零的过程；最后把各要素综合后的结果图层再重叠合成全要素图层，并进行全要素的协调，这是化零为整的过程。化整为零，它可以使复杂的全要素的全局综合，化解成为简单的单要素单一综合，使难以客观化、模型化的综合过程，分解为多个自动化的综合环节。化零为整，它是经综合的各单要素的重组，是相对原操作底图简单的全局范围内全要素的综合，化零为整后则真正综合得到成果图件。

三、制图综合的技术要点1. 确定综合指标参数http;//www.省略测绘信息网对于不同的比例尺有不同的参数，综合指标参数可分为四大类，即点、线、面和注记等要素的综合指标参数。由于土地详查图属于专用地图，因此有它的特殊性，和地形图的重要区别在于：(1) 点的综合指标参数的确定由于土地详查图中土地的权属界线关系到各自的土地利益，因此必须首先保证各主要拐点的位置的正确性，对于分散的、独立的地物构不成上图面积的，根据情况以独立地物符号表示，如独立工矿、学校、桥梁、名胜古迹、特殊用地及人烟稀少处的居民点等。(2) 线状地物综合指标参数的确定线状地物面广量大，主要由道路、河流、沟渠及境界等组成。道路：原则上县级以上公路以真形双线表示，10 m以上道路以单线表示，10 m以下除山区以单线表示外原则上舍去；河流：20 m以上的以真形双线表示，20 m以下的以单线表示，长度小于图上8 mm的舍去；人工沟渠20 m以上归入河流以双线表示，20 m以下的因河流稀少以单线沟渠表示外原则上舍去；境界：所有的权属界线以及行政界线均按底图位置精确绘出。

(3) 面(各类图斑)状地物综合指标参数的确定各类土地的面积应基本保持平衡，即：综合后的各类面积和综合前基本图件的面积要基本相等，不能面积失衡。因此，对于1∶1万图综合1∶5万图基本上以上图面积为准，以1∶5的实地面积进行综合。对于小于图上10 mm的原则上应舍去，对于大于10 mm的狭长图斑(宽度小于2mm)的并入相邻图斑。(4) 注记

注记分为名称注记、数字注记、地类注记。名称注记：地名表示乡镇以上政府驻地和二分之一的村名，自然村名省略；表示铁路名称、省级以上公路名；表示主要航道河流及境内水系的骨干河道名称。地类注记：土地利用类型一般以各种地类符号进行注记，特殊注记以简称注记。数字注记一般省略。

2. 线、面状地物轮廓线形状的化简与光滑(1) 线、面状地物轮廓线形状的化简线面状地物随着比例尺的缩小，其轮廓线上的很多折点对整体形态的影响随之减少，从而导致折点的冗余，消除多余折点，保持线条的基本形态，对形状进行简化，是制图综合中的重要一步。本制图综合采用栅格数据格式的线条综合来完成，在1∶1万综合成1∶5万图件中，选取轮廓化简值为1.5 mm的a值，首先把矢量格式的轮廓线以a/3长度为正方形栅格单元边长，进行矢量-栅格的转换，再把栅格形式的轮廓线均匀向四周膨胀三个栅格单元(即膨胀a宽度)，最后把膨胀线的中心通过栅格-矢量的转换，得到形状简化的矢量，见图1。

线、面状地物轮廓线形状的光滑通过重定位和移位折点坐标，以连续的光滑曲线取代微小的折曲，突出与修饰整体形态趋势。通过栅格形式的轮廓形状光滑，首先对轮廓膨胀n个栅格单元，再相应收缩n个栅格单元，就能消去齿形，达到光滑、修饰轮廓线的目的，如图2所示。

3. 点、线、面地物的取舍与合并http;//www.省略测绘信息网(1) 点、线、面地物的取舍随着比例尺的缩小，有些小的地物按比例已无法在图面上表示，有些地物虽然可以表示，但考虑图面负载量过重，不予表示。或根据用途的不同，有些地物不论其形状大小一概不予表示，这就需要制图者根据要求由计算机对地物进行取舍。地物的取舍应遵循下列原则：① 遵循从高级到低级、从主要到次要、从大到小、从整体到局部的顺序原则。② 确定取舍对象和取舍的数量标准。前面已提到关于取舍的指标参数，但对于不同的用途和不同的区域及不同的比例尺应有不同的区别，如城步苗族自治县东片与北片，居民地分布情况有较大区别。北片居民地相对集中，综合图上反映的居民地面积比例没有失调，而采用同一数量级标准；东片居民地由于林场多，居民地少，小块面积分散，综合后比例严重失调，几乎无居民地而言。因此，针对不同区域和复杂的地理环境，标准不能绝对化，某些区域必须提高标准，有些地区又应该降低标准。在制定标准的过程中有时需要通过计算机作空间的统计与分析。

(2) 面状图斑的合并随着比例尺的缩小，原先的地类图斑已无法区分，这就需要通过合并进行综合表示，图斑的合并有同类图斑合并和异类图斑合并。当图斑小于取舍标准时，如按统一的取舍标准时，则将全部被舍去，从而造成各类图斑面积的严重失衡，因此，在合并时还要考虑面积的平衡关系。① 同类图斑的合并。同类图斑的合并考虑同类图斑相邻和同类图斑虽不相邻但间隔距离小于规定标准，同类图斑相邻的合并较简单，借助于线与多边形的拓扑关系和多边形的属性，由计算机自动处理。对间隔距离小于规定标准的，亦应根据区域特点给出不同的参数。② 异类图斑的合并。异类图斑的合并包括两方面，一是由于取舍，地图上小于规定标准的小图斑被舍去而留下不明物体，这就需要把这些图斑归入相邻图斑中；二是由于质量不同而引起的质量特征的概括。前者只要先对属性进行转换，再利用同类合并的方法即可解决；后者情况较复杂，需要考虑质量的亲合度、合并后图形轮廓的美感度、合并后各类地物的面积比例平衡等问题，因此必须制定必要的合并原则和指标，在原则和指标指导下通过面-线-面的图形拓扑关系，搜索出图斑面积进行分析比较，按照比较结果，将属性转换成最佳合并相邻图斑的类别属性。

4. 线、面状地物的夸大http;//www.省略测绘信息网制图综合中，为满足地图的特殊需要，为保持地物的面积比，或为突出某些地物的特殊性，需要通过夸大来表示，如详查图水面和道路等通过取舍后，其综合的水面面积远远低于实际面积，这就需要对保存的水系在一定的面积比例下进行夸大表示，保持各类地物面积的基本平衡。夸大表示一是对线、面某些特征弯曲的夸大，二是对地物面积的夸大，采用栅格数据格式的面状地物夸大综合，很容易解决，只需确定膨胀的像元数n即可。5. 点、线、面状地物的移位http;//www.省略测绘信息网移位是制图综合中，处理地物与地物之间相互关系的基本方法，其目的是避免地物之间的冲突，移动次要地物的位置，保持地图各要素总体地物特征的适应性和相似性。当比例尺缩小时为突出某一部分主要地物，需要夸大表示，地物之间会造成重叠、粘连或太近，为保证地物之间的相对关系正确性，地物必须移位表示。移位表示是目前计算机制图综合中最困难的部分，一是必须确定何为主要地物和次要地物；二是移位的方向和移位量。主要地物的确定原则上根据空间属性数据库的量的大小和贯通程度(移位可能性)来判断，从而解决二线或三线并行的处理关系。第二根据两个地物沿它们的质心连线的相反方向移动，移动的距离依据规定一般为图上0.2 mm。对于某些不必要的线状地物需要通过人机对话的形式进行删除。四、土地详查中制图综合的体会1. 高效率http;//www.省略测绘信息网计算机制图综合大大提高了工作效率，我们在进行一个县的1∶1万综合成1∶5万土地利用现状挂图实际运作只用了一天半，而以传统的手工综合，至少也需要半个月左右，使制图综合从大量繁重的手工劳动中解放出来。2. 高精度在基础图件的处理上，利用传统的方法需要经过多道中间工艺，如必须经过缩图、展绘和拼图，这些过渡图不可避免的存在缩图和拼接误差，用计算机处理仅为输入误差和图幅边界上有限点的调整误差。在传统的手工制图综合中不能严格把握定量标准，再加上描绘误差，图面的精度随着比例尺的缩小其精度只能保持相应比例尺的精度，而采用计算机制图综合能严格把握定量标准，由于减少手工描绘的工序，基本保持原有输入图的精度。3. 客观性http;//www.省略测绘信息网传统的手工制图综合，由于无法严格把握定量标准，综合因人而异，具有较大的主观性和随意性，并无法完成某些特种图件的分析功能，如详查图综合后各类面积的比例关系只能凭人的直观判断，不能以客观的数据来反映。计算机制图综合可以严格按定量标准进行取舍和概括，具有强大的分析功能和再处理能力，以翔实的数据反映图面情况，具有较强的客观性。

4. 改进措施和要注意的问题计算机制图综合尚属探索和研究阶段，虽然已具有某些智能功能，但整体和全局考虑处理功能和特殊地物的处理能力仍需探索完善，在目前情况下需要人机交互的方式加以补充。笔者认为需要注意下列几方面。（1）防止各类面积比例失调。产生各类面积比例失调的主要原因是对参数选择不当，不同的地区不同的特殊地理位置，选择合适的参数较难掌握。随着科技的进步，计算机取代人工制图综合已为期不远，各行业因根据不同图件、不同比例、不同地理情况制定相应的综合标准，同时结合实际因地制宜可作适当调整。

（2）制定周密的计划。制图综合是一项复杂的工程技术，事前需要通盘考虑，制定周密的计划和设计书。笔者认为，设计书的制定可采取下列方式：从“整体到局部，从局部到整体”的设计思路。从整体上以需要综合的原比例尺图件经过缩小进行全要素的分析，确定整个图面的负载和表示的突出要素，确定各要素的比例关系和协调关系，制定整体的综合指标参数，使图面既保证重点，又照顾一般。局部考虑可分以下方面，一是对每个要素进行单独的综合分析，例如按照《第二次全国土地调查技术规程》规定1∶1万最小上图图斑面积要求为：城镇村及工矿用地为图上400 m2，耕地、园地为600 m2，林地、草地等其他地类为1500 ，相应1∶5万上图面积为实地的100 00 m2(即15亩)，邵东县有3万多个小于上图面积的坑塘以及一部分独立工矿用地几乎都小于上图面积，无法在图上得到真实的反映，为此需缩小上图面积，选取400以上为上图标准，并通过栅格膨胀的原理再扩大3倍在图上予以表示，保持地貌的真实反映；二是对各个局部地段缺乏综合分析，由于邵东县东西两地平整程度和传统的村庄布局不同，西部平整，村庄布局呈条状、间距大，东部及中部村庄布局呈散状，间距不统一，因此在合并过程中必须选择合适的指标参数，才能对居民地有较好的综合。从局部到整体的思路是整个图面再平衡的过程，根据成图后数据的分析，对图面的各类面积比例再作适当的调整。

（3）加强对道路、水系网的衔接。道路和水系是整个综合成图的骨架，采用计算机制图综合往往存在道路不贯通，断头路多，道路网络不清晰等衔接不好的现象，综合前首先把主要骨干道路和水系在图上确定并按级别和宽度先搭好架子，然后再搭配次一级道路和水系，在虚线拐弯和实线与虚线交接处防止“虚化”现象。

五、结束语

综上所述，笔者认为所研究的第二次土地利用调查挂图编制的方法既节约了大量人力物力，又使成图美观大方，并且通过举一反三，还可以为其他图件的制图综合提供一定的经验。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。