基本农田变更方法设计与实现

基本农田变更方法设计与实现

邓光林，卢建青，彭涛

（1. 义乌市国土资源局, 义乌322000 2.浙江省测绘大队，杭州 310030） 122

Method of Design and Realization of the Basic Farmland Change

DENG Guanglin,LU Jianqing, PENG Tao

摘要：基本农田保护片块年度变更是土地利用年度变更的重要工作之一. 本文通过综合应用ArcGIS 中GP 工具，设计了一整套基本农田变更方法和关键步骤的实现算法，利用AO 开发实现了变更方法软件化, 并成功的应用在义乌市的基本农田保护图斑数据更新工作中。

关键词：基本农田；变更；图斑；线状地物；净面积计算；AO ；GP 工具；插件

一、引言

基本农田保护片块年度变更的主要内容是对基本农田保护图斑（JBNTBHTB ）进行净面积计算，将JBNTBHTB 图斑按照同一坐落（ZLDWDM ）融合成基本农田保护片块（JBNTBHPK ），对JBNTBHPK 层中片块按照ZLDWDM 进行编号，JBNTBHTB 层中图斑按照所在PK 号进行编号。从JBNTBHTB 层中统计生成基本农田情况统计表、基本农田调查汇总表（二级类）、基本农田调查汇总表等。JBNTBHTB 基础数据获取主要有两种方式，一种是从本年度地类图斑层中提取地类类型属于耕地的地类图斑，再根据规划红线进行分割得到JBNTBHTB 基础数据，一种是利用上一年度的JBNTBHTB 图层扣除本年度新增的建设用地要素得到JBNTBHTB 基础数据。

基本农田保护片块年度变更数据处理的思路简单，过程复杂，方法多样，但基于不同的GIS 软件平台，基本农田保护片块年度变更的实现途径又有差异。浙江省大部分县市在全国第二次土地调查及土地数据建库采用的都是ArcGIS 平台，本文针对该平台对基本农田保护片块年度变更方法进行了分析与探讨，设计了净面积计算、椭球面积计算、片块编号等关键技术实现方法，利用AO 开发了基本农田变更软件，该软件在义乌市的基本农田保护片块图斑数据更新工作中得到了应用。

二、处理流程

整个工作流程图如图一所示：

图1 计算流程图

基本农田年度变更的整个流程如图一所示：

数据准备（面状DLTB ，线状XZDW, 点状LXDW, JBNTBHTB）

第一步：提取JBNTBHTB(基本农田保护图斑)

本年度地类图斑层中提取地类类型属于耕地的地类图斑，再根据规划红线进行分割得到JBNTBHTB 基础数据，或利用上一年度的JBNTBHTB 图层扣除本年度新增的建设用地要素得到JBNTBHTB 基础数据。

第二步：JBNTBHTB 净面积计算

JBNTBHTB 净面积重新计算，包括提取与该图斑相关联的线状地物、零星地物重新提取XZDWMJ 和LXDWMJ ，再计算图斑地类面积整个计算过程如下：

利用JBNTBHTB 层分割XZDW 、LXDW 层得到JBNTBHTB 范围内的XZDW 、LXDW 。处理分割后的XZDW 的KCBL(扣除比例) 。

利用空间分析建立分割后的XZDW 与JBNTBHTB 的对应关系计算JBNTBHTB 中XZDWMJ 、TKMJ 、LXDWMJ.

第三步：生成JBNTBHPK

从JBNTBHTB 中按照ZLDWDM(坐落单位代码), 将统一ZLDWDM 空间相连的JBNTBHTB 图斑进行合并生成JBNTBHPK 。

第四步：JBNTBHPK 编号、JBNTBHTB 编号

JBNTBHTB 编号以坐落在同一单位内的图斑为组合，按照从上到下，从左到右编码。JBNTBHPK 编号以坐落在同一单位内的片块为组合，按照从上到下，从左到右编码。

第五步：统计结果出表

JBNTBHTB 中净面积计算好后，生成基本农田情况统计表、第二次全国土地调查基本农田调查汇总表（二级类）、第二次全国土地调查基本农田调查汇总表等表。

三、关键技术处理

1. 净面积计算

基本农田保护图斑是在地类图斑的基础上提取水田、园地、林地等相关地类构成基本

农田保护图斑，其中保护图斑范围按照相关的规划红线范围进行分割。因此需要对提取后的保护图斑重新计算净面积。

1.1净面积计算公式

地类图斑净面积的计算公式如下:

图斑净面积= 图斑毛面积－零星地物面积－线状地物面积－田坎面积

其中:

线状地物面积=长度×宽度

田坎面积= ( 图斑毛面积－零星地物面积－线状地物面积) ×田坎系数

如果线状地物同时也是地类图斑的边界则半扣，即:图斑净面积=图斑毛面积－零星地物面积－线状地物面积×0.5－田坎面积

若线状地物位于地类图斑之内则全部扣除。

根据上述思路图斑净面积计算的难点是确定图斑所关联的线状地物的扣除系数。

1.2线状地物扣除系数处理

扣除系数的确定原则是: 线状地物位于地类图斑之内，则扣除系数为1.0，若位于地类图斑边界，则为0.5，可以根据线状地物与地类边界的空间关系来判断。但不适用于特殊情况，位于地类边界但扣在一个图斑内，扣除比例为1。

线状地物扣除系数处理的基本思路如下：

（1）重构线状地物与基本农田保护图斑拓扑结构，拓扑结构是指线状地物与地类图斑的空间关系，线状地物跨越地类图斑边界时，要断开。利用ArcGIS 中Identify 工具生成线状地物与保护图斑叠加层，层中线跨面边界自动断开，同时记录了线层中左右图斑面信息。通过从层中提取左右面中信息中包含保护图斑信息的线要素。构建保护图斑与线状地物的拓扑结构。

（2）重新计算提取后的线状地物的长度、线状地物面积。

（3）重新计算提取后的线状地物的扣除比例：

a. 先将提取后线状地物层中左右扣除图斑信息为同一图斑的设置扣除系数为1。其他扣除系数为0.5的保留。

b. 原扣除系数为1，但提取后线状地物层中左右扣除图斑信息不一致处理。这部分系数确定不能直接按照扣除系数系统确定的原则来确定，因为如下图所示：

图2 线包含在图斑内分割图

图3 线与两图斑相交分割图

如图2和图3所示，原线状地物扣除比例都为1, 图2原线状地物包含在图斑内，图3原来线与两图斑相交。

图2处理只需要通过空间分析判断原线是否包含在图斑内，若包含在图斑内则扣除系数改为0.5。

图3处理确定分割后扣除系数扣在哪一个图斑上，首先通过空间分析获取分割后的面状图斑，利用该图斑与分割前图斑做空间比较，根据以下条件：

条件1：分割后图斑包含在分割前图斑中

条件2：分割前扣除的图斑信息是否与分割后图斑一致。

通过上述条件即可确定扣除系数扣在哪一个图斑上。

2．片块编号

基本农田保护图斑层片块编号的基本思路是

取坐落在同一个行政村范围内的图斑，获取每个图斑的几何中心点坐标构造数组，图斑按照从左到右，从上到下的原则进行排序。确定每个图斑的排列序号。该算法充分利用ArcGIS 面状图形接口IArea 获取中心点IPoint ，根据中心点X ，Y 坐标进行排序。

图4 片块编号算法

四、功能实现

功能实现了自动计算净面积、自动计算椭球面积、自动片块编号、自动生成基本农田保护片块、根据自定义报表格式自动输出成果报表。并对计算结果自动核对。整个软件功能在ArcObject 的基础上开发，通过设计功能插件，将功能以插件命令的方式嵌入到ArcMAP 界面中。

功能结构图如图5所示。

图5 功能结构图

（1）计算图斑面积功能：通过导入地类图斑、线状地物、零星地物、基本农田保护图斑。重新计算保护图斑椭球体面积，提取保护图斑范围内线状地物并构造图斑与线状地物拓扑结构，重新计算保护图斑净面积。

（2）生成基本农田保护片块层：根据基本农田保护图斑层，按照坐落在同一行政区内且空间上相连接的面状图斑合并为一个片块。生成基本农田保护片块层并计算片块编号。

（3）基本农田保护图斑编号: 根据基本农田保护图斑层，按照坐落在同一行政区内的图斑自动编号。

系统操作界面如下图所示:

图6 系统界面

五、结束语

本文利用ArcGIS 软件数据处理工具设计了一整套基本农田数据库变更的工作流程，通过利用ArcGIS Object 开发实现了操作过程自动化。软件解决了地球椭球面积自动计算、片块编号等关键技术。尤其是对于线与两图斑相交但扣除系数为1的关键技术的处理解决了以往人工核对效率慢的问题；同时软件在数据处理过程中对图斑、片块数据的拓扑及其属性逻辑错误自动检查。保证了数据处理的效率以及数据处理的正确性。

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[7]陈军, 周晓光. 基于拓扑联动的增量更新方法研究——以地籍数据库为例[J].测绘学报,2008,37(3):322-329 第一作者简介：邓光林（1975-），男，湖北南漳人，高级工程师，主要从事地籍管理和GIS 应用研究工作。 第二作者简介：卢建青（1976-），男，广东饶平人，工程师，主要从事地理信息应用研究工作。

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