GIS技术在第三次土地调查中的应用研究文献综述

 2023-08-16 16:21:11
  1. 文献综述(或调研报告):

国内一些学者对土地调查中的线状地物进行了相关研究:曹伟等通过一定缓冲算法和多边形节点调整算法,将线状地物还原成面,提升了线状地物的精确度;潘瑜春等根据线状地物的走向线、宽度和扣除系数创建缓冲区的方法,提出了线状地物面统计的 4I 模型,提升了统计分析的准确度,该方法虽然得出了相关的统计面积,但增加了数据冗余和管理难度,且扣除方法本身的局限性导致汇总地类面积和扣除总面积误差相对较大;任娜等采用基于空间推理和语义的空间分析建模方法,详细讨论了空间线面的关系可能,并开发了图版扣除工具,提升了统计精度;郭丽娇等利用扣除系数法估算线状地物的面积,虽然提升了工作效率,但需建立一定的条件和对调查区域进行划分与分析,过程误差较大。黄远军等着重探索了东莞市试点线状地物图斑化与入库的技术流程,并根据试点工作对两种线状地物图斑化方式进行了实验和评估,为全省乃至全国的土地调查工作提供了技术参考。高权忠等基于第三次全国土地调查工作实际,提出了一种将线状地物自动面化的方法。基本思想是:以线状地物的轴线为参考线,线状地物宽度的一半为缓冲半径,通过建立缓冲区的方法,实现线状地物的面化,最终以图斑形式表示和存储,同时,利用土地调查数据的业务规则和图形拓扑分析算法,进行线物面接边处理,解决线状地物面化过程中重叠、缝隙等问题,实现线物面与线物面、线物面与地类图斑的无缝衔接。

依据《土地利用数据库标准》(TD/T 1016-2007)的规定,土地调查数据由点(零星地物)、线(线状地物)、面(地类图斑)三要素组成。在第二次全国土地调查中,线状地物包括河流、铁路、公路、管道用地、农村道路、林带、沟渠和田坎等。线状地物宽度大于等于图上2 mm的,按图斑调查。线状地物宽度小于图上2 mm的,调绘中心线,用单线符号表示,称为单线线状地物。单线线状地物除调查其地类外,还须实地量测宽度,以属性数据的形式存储,用于线状地物面积计算。第二次全国土地调查中,线状地物跨越地类图斑边界时,在地类图斑边界的交点处断开,因此线状地物只存在于地类图斑内部或者地类图斑边界,通过线状地物的扣除属性记录与地类图斑的拓扑关系。1)当线状地物位于地类图斑内部时,如图2a所示,扣除比例为1;2)当线状地物穿越多个地类图斑时,如图2b所示,线状地物在地类图斑边界处断开,断开后的线状地物各自归属不同的地类图斑,扣除比例均为1;3)当线状地物位于地类图斑边界时,通常扣除比例为0.5,如图2c所示;特殊情况下线状地物只归属于一个地类图斑,扣除比例也可为1,如图2d所示;4)当线状地物的一部分在地类图斑内部,一部分在地类图斑边界时,线状地物也要在地类图斑边界处断开,在地类图斑内部的部分按照情况1)处理,在地类图斑边界的部分按照情况3)处理。

根据调查要求,交叉线状地物的调查采取俯视法,上部的线状地物连续表示,下压的线状地物断在交叉处。由此可知,土地调查数据库中不存在一条线状地物压盖通过另一条线状地物,轴线相交时要在相交点处断开。断开的线状地物面化后依然存在交叉重叠,需要进行处理。线物面衔接存在可合并线状地物连接和不可合并线状地物连接两种情况。可合并线状地物包括具有相同权属、相同地类及相同宽度的相邻线状地物,此类线状地物在数据预处理时已进行合并。

根据二调建库规程要求,线状地物只存在于图斑边界或图斑内部,而线状地物扣除系数也只有 0.5 和 1 两种。线状地物图斑化主要存在两种情况:若线状地物在图斑边界(扣除系数为 0.5),线状地物则按宽度值的一半在被扣除地类图斑中作缓冲;若线状地物在图斑内部(扣除系数为 1),则按方向规则作单侧缓冲。线状地物重新勾绘处理是根据最新遥感影像数据或其他可参考数据(如 1∶500 地形图数据、控规数据等),对河流、铁路、公路、管道用地、农村道路、林带和沟渠等原本以线状图斑表达的地物(带状要素)进行手工勾绘,并根据影像判别地类的过程。其主要工作包括:1)线状地物勾绘,主要参照正射影像数据和地形图数据勾绘。勾绘以现势性最好的成果数据为基础,同时参考影像、地形图等成果。2)附属设施勾绘。勾绘线状地物时,需将其征地范围内的附属设施用地一并勾绘,包括铁路和轨道交通用地征地范围内的路堤、路堑、道沟、桥梁、林木等用地;公路用地征地范围内的路堤、路堑、道沟、桥梁、汽车停靠站、林木以及直接为其服务的附属用地;城镇村道路用地行道树用地;沟渠的渠槽、渠堤、护路林及小型泵站等。3)带状地物交叉。若带状地物交叉或上下叠加,应连续表示上部线状地物,下压的线状地物断在交叉处;若出现线状地物穿过隧道情形,线状地物需隔断在隧道两端。4)带状地物与权属界线。道路、沟渠被权属界线分割的,按不同图斑上图;图斑界线与权属界线冲突的,根据权属界线调整图斑界线,不够上图标准的碎图斑,归并到权属范围内的相邻图斑;用地范围不确定的在建道路,可不做人工勾绘上图。

线状地物图斑化与入库工作主要涉及拓扑问题,如图斑尖角、缝隙、线状交会处逻辑错误、宽度变化不自然、相邻图斑不平滑等。 线状地物预处理为确保线状地物图斑化后数据的准确性,减少线状地物缓冲区拓扑错误的发生,在线状地物图斑化前,需对线状数据进行图属预处理:对已灭失的线状地物进行清除;对影像上新增的线状地物进行补充绘制;对原有线状地物与影像不套合的现象进行调整,检查线状地物位置是否在道路、河流、水工建筑物等地物的中间,根据线状地物与影像错位、增减情况进行修改;参照最新影像或地理国情普查成果的道路图层,添加道路宽度属性信息;针对线状地物,修改其扣除比例和扣除图斑,使之与影像等现势性数据相符。通过图形预处理,确保调查区内所有可上图线状地物齐全正确;通过属性整理,确保线状地物属性完整,并能正确反映地物现状。间断线状地物自动连接根据二调规程,当调查线状地物宽度变化大于20%时,应分段量测宽度。根据调查统计需要,一条完整的线状地物被按图斑切割成了多段,为保证试点中线转面符合实际情况,首先需将这些被切割的断线融合成一条连续的线状地物。融合的依据为线状地物属性和空间关系。通过对二调成果的研究和分析可知,需根据宽度、地类、权属性质等关键属性项对基础线状地物数据进行合并,以保持线状地物的相对完整,主要参考因素为:空间位置相连(线相接);只有同一地类编码的线状地物才能进行合并;同一线状地物一般宽度是相同的,也只有宽度相同的线状地物才有线转面的基础;权利类型(权属单位代码1、权属单位代码2),不同权利类型的线状地物不能合并;扣除比例属性相同;扣除图斑单位代码1/扣除图斑单位代码2相同。

线状地物图斑化的核心工作是正确处理线状地物图斑化后自身的拓扑关系,以及其与数据库融合后的空间拓扑关系。造成线状地物图斑化拓扑问题的主要原因是数据本身的矛盾和与其他数据融合产生的拓扑问题。在线状地物图斑化与入库工作中,可充分利用计算机自动化处理的优势,处理掉大部分有规则的、可自动化处理的拓扑问题,对于计算机无法处理的拓扑问题,则需通过人机交互的方式处理。计算机自动拓扑处理工作主要包括线状地物自动连接、缓冲头边界自动吸附处理、微小图斑自动融合、拓扑规则处理等;其他情况下,则需人工辅助进行半自动化拓扑处理。

土地调查新技术试点所参照的权属资料为集体土地所有权调查成果。集体土地所有权数据本身存在相互重叠、空隙、折线等各种拓扑问题,以及由于集体土地所有权调查的技术路线局限和所有权数据与单位用地的历史空间标准不一致所导致的土地调查所有权属范围界线问题。该类问题产生的细碎、狭长、尖角图斑由于权属宗地边界不可更改而未做处理,可在三调试点工作开始前做全面的数据规整,为土地调查工作提供准确、时效性强的所有权范围。建议比例尺小于等于 1∶2 000 的土地利用图斑,以村民小组界线为权属界线,可避免过多的细碎图斑;若必要使用集体所有权成果,建议由行政主管部门统一处理拓扑问题,并确定最小上图面积后,再提交给作业单位使用。数据空间位置偏移,是由不同数据源影像、不同调查比例尺精度、地物本身位置变化和迁移等导致的。缝隙与尖角处理。自动拓面过程中,在图斑化的线状地物结合处会产生缝隙。通过计算机自动化程序较难批量处理该问题,因此需进行人机交互,即通过融合程序和人工方式逐个遍历处理。优先级压盖处理(线交会处)。线状地物交叉是指多条线状地物有公共点交汇,此时需判断上部地物和下部地物在交叉处的情况以及线状地物优先级。当线状地物穿过隧道时,线状地物应断在隧道两端;当道路穿过河流时(一般为高架桥),河流应断在道路两侧;当道路沟渠出现 T 型交汇时,应根据优先级设置规则依次处理。不规则缓冲头处理。多条线状地物合并缓冲时会产生不规则缓冲头,根据合并缓冲新图形与地类图斑的空间关系,对不规则缓冲头等微短线数据进行逐一处理。拓扑重建和区条件合并。处理缓冲结果之间的相互叠加,将相同权属坐落、相同地类的缓冲面合并。地类认定与标准理解。交通用地的认定要求为:道路两边若为行树,则直接归入道路;若明显不是行树,面积较大的可作为绿化用地,处理时需套合权属线判断,综合取舍。遗漏检查。对未成功转面或遗漏数据进行一键检查,并对检查结果逐一定位,通过手动实现线转面处理。

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