1、本科毕业论文（20 届）浅谈 GIS 与 CAD 在土地确权项目中的合理应用所在学院专业班级 测绘工程学生姓名指导教师完成日期浅谈 GIS与 CAD在土地确权项目中的合理应用【摘要】GIS 是一个具有分析功能的软件，它在中国的应用已越来越普遍。本文阐述了 GIS 在土地确权中的应用方式及优点，它在土地确权应用的同时也与 CAD 联合进行了共同绘图，在内业绘图中也加载进航拍下的影像进行辅助绘图。通过 GIS 这个平台，完善了农村土地承包管理信息数据库，解决了四至不清、户主不明等一系列问题。【关键词】GIS;CAD;土地确权;技术分析;数据库目录1.引言 .11.1 土地确权背景 .11.2 土地
2、确权内容 .11.3 土地确权意义 .12. GIS 简介 .12.1 GIS 简介 .12.2 GIS 与 CAD 特点比较 .13.亳州市曹市镇土地确权实例解析 .23.1 测区外业测量解析 .23.2 内业 GIS 绘图 .23.2.1 资料录入技巧分析 .33.2.2 地块信息录入 .33.2.3 家庭信息录入 .33.3 资料整理与数据库规范 .44.数据处理 .44.1 人为测量或历史元素影响数据准确度 .44.2 绘图常见错误数据分析 .64.3 数据库修改 .64.3.1 叠加分析 .64.3.2 数据库合并 .75.总结 .7致谢语 .7参考文献 .811.引言1.1 土地确
3、权背景土地确权是为了维护农民合法权益的一项重要工作。维护农民合法权益，确权先行，对农村集体土地的确权登记是维护农民合法权益的基础和重要前提 1。然而当下很多农民私下调整承包地，同时甚至出现部分承包地因城市建设、道路开发等被违法征收，为了切实保障农民的权益，需要加快推进确权登记颁证工作。1.2 土地确权内容利用现有的资料并进行补充，查清各个地块承包方的代表的姓名及家庭信息；明确各个承包地块的界址线与承包面积及四至关系等；同时健全农村土地承包管理档案；并建立集影像、图形、权属为一体的农村土地承包管理信息数据库和管理信息系统。1.3 土地确权意义由于种种现实情况及历史原因，我国农村集体土地确权工作进
4、展较慢，登记发证率在一些地区较低，严重影响了一些地区的农业生产及经济发展 2。土地确权通过实地测量与内业处理，完善了农村土地承包管理信息数据库，解决了四至不清、户主不明等一系列问题。土地证的颁发保障了农民的权益，方便了土地登记信息统一管理，同时解决了土地纠纷问题。2. GIS简介土地确权是一项内外业并重的工作，外业测量以 CORS 系统和 RTK 相结合为主，内业绘图处理以 GIS 为主，CAD 为辅。2.1 GIS简介GIS是一门集计算机科学、地理学和遥感学等为一体的新兴边缘学科，在测绘、环境、生态、城市规划和土地管理中有着广泛的应用 3。GIS除了具有空间分析的能力，还能通过数据库对一系列
5、数据进行完全管理，并且具有数字制图功能。作为一种强大的地理信息技术软件，GIS还具有能够分析地理空间并且输出分析数据的功能。GIS能够通过图形以及检索等方式将将原始数据表达出来，然后使用叠加方式进行分析，最后再实体统计相应的数据 4。2.2 GIS与 CAD特点比较GIS 与 CAD 的差异： CAD 与 GIS 之间存在很多的技术交叉，它们都有坐标系统，都能将坐标参考系联系起来，能对界址点进行捕捉绘图，甚至可以通过数据加载导出互相转换图像。与 GIS 相比，CAD比较简单，故而在计算机图形学中 CAD 相对发展较快。然而近年来因为 GIS 功能的强大性，它的应用也越来越普遍。CAD 里，要素
6、之间是不存在拓扑的，而 GIS 里，拓扑却是绘图检查必不可少的手段。一个行政村的内业绘图是广泛的，内业绘图总会出现常见错误，这些错误都是成百以上的，在 GIS 上这些错误都可通过拓扑被发现，并且可进行批量修改，在这方面上 GIS 具有较大优势。 GIS的属性结构多且复杂。而CAD作为图形绘制软件，主要目的是为了确定图形元素的几何位置与几何形状，是无法存储多项属性值的 5。地块信息的录入是多且复杂的，同时有些原始资料在应用上也是不可或缺的，需与地块属性表进行结合，故而在地块信息的录入这一方面上GIS比CAD更方便简单直接（本篇3.2给出详细说明）。GIS 中对于面积的调整没有可用工具，只有测量地
7、图上的距离和面积这个插件。而 CAD 菜单栏上工程应用中具有面积调整，具有调整一点、一边等多种调整方式。确权中全村共有分界不明的地块上，2为每户划分面积方便，一般先在 CAD 进行划分绘图，绘图完成后再导入 GIS 中。3.亳州市曹市镇土地确权实例解析为了加快土地确权的整体进度，针对项目内外业的实际操作，项目组应结合测区景况制定相应的技术方案。同时，在实际应用中做出相应调整以提高整体进度。3.1 测区外业测量解析图 1-1 规则地块图安徽省亳州市曹市镇地势平坦，且富有规则，地块多为四方形，通过测区影像可粗略制定外业测量方案。如图 1-1 所示：在一个规则地块里面，每一户因家庭人口差异而享有的分
8、户面积是有区别的，但地块的长度大致是一致的，所以正常情况下每一户所分下来的土地宽度所对应的两端就是界址线的分界线。一般情况下，要测量一个大地块，只要将地块内的每一户小地块位置确定下来就可以，即测量每一户的 4 个界址点，连接这 4 个界址点就可将该户的面积。如上图为确定这 4 户的位置，正常思维下应用 RTK 打 10个界址点（点号为图上 1-10） 。通过影像分析和绘图检验，我们确定落实这 4 户的位置只需要确定 7个界址点（点号为图上 1-7）就够了。这是因为在曹市，地块富有规则，所分的土地接近于长方形，所以做平行线就可确定每一户的位置。另外每一户农作物品种差异或长势差异等在影像下所显示的
9、颜色存在差异，那么我们可根据影像上的地块轮廓调整分户界线；并且我们有收集一些关于 94 年土地分摊面积的资料，根据这些资料比对可核实绘图的准确性。测量时做好外业记录，准确记录户主姓名、地块名称、点号等，对地形不规则错综复杂区域要画上草图以便内业绘图。33.2 内业 GIS绘图内业绘图前先打开工程并新建文件地理数据库.gdb，然后在文件地理数据库（可自命名）内新建要素数据集，之后在要素数据集内建要素类。最后导入 RTK 数据，并根据界址点的位置坐标导入相应的影像，对照外业记录进行绘图。3.2.1 资料录入技巧分析图 1-2 GIS 地块属性表示意图资料录入总的有两个方面，其一为地块信息的录入，另
10、一个为家庭信息的录入。以下对如何提高资料的录入提供了一些的技巧。3.2.2 地块信息录入地块信息录入在 GIS 上对比 CAD/CASS 优点：对要素属性可统一编辑，同时选择所要编辑的地块要素，打开属性表，就可对字段进行编辑（如图 1-2 表所示） 。这一优点大大节省了内业信息录入时间。地块信息的录入内容很多，一个地块点就需录入承包方 CBF、发包方 FBF、地块名称 DKMC、承包顺序 CBSX、承包方向 CBFX、人口数 RKS、地块编码 DKBM、行政名 XZM、行政村名 XZCM、作业时间ZYSJ、作业人员 ZYRY、地力等级 DLDJ、合同面积 HTMJ、公民身份证 GMSFZ、东至
11、 EAST、西至 WEST、南至 SOUTH、北至 NORTH、实测面积 SCMJ、备注 BZ、联系电话 LXDH 这么多信息，而这些信息有些内容是一样的。比如：同一个行政村那么这个行政村 CZCM 就是一样的，同一个自然村那么这个自然村 FBF就是一样的，同一个大地块那么这个地块 DKMC 就是一样的等等，这些一致的信息就可按照区域性同时编辑。与此同时某些信息是不可能重复的，比如：CBF、GMSFZ、LXDH 等，但是信息不重复不代表一定要手动各个录入，一般情况下只要录入每个小地块的承包方即可，其他的公民身份证、联系方式等类似信息可从公安部门和村民小组提取 Excel 电子档，通过关联/连接
12、某个字段，将所要的信息赋值到相应字段里，这也是 GIS 的一个小优势。43.2.3 家庭信息录入土地确权中家庭信息的录入内容多且全面，在 CAD 中录入要在每个地块点上一个个点击进去逐个录入，这个工作量是大且易出错的。而 GIS 具有关联信息的功能，所以作业时一般先在 Excel 中录入，录入完成后转成 mbd，之后可将该 mdb 导入 gdb 当中，地块属性表可通过某个字段直接与家庭信息属性表关联获取所要的数据。3.3 资料整理与数据库规范通常，地理信息系统与数据库是相连接的，原因是数据库具备数据存储、查询、修改以及删除等功能 6。土地证是通过土地确权后颁发的，而确权登记颁证需要许多资料农村
13、土地承包经营权证登记簿、承包合同书、承包地块示意图等，这些资料签字盖章确认无误后提交有关部门，进行审查，审核合格后注册登记或注销登记然后颁发证书。这么多资料大部分就是从数据库里导出来的，而一个合格标准的数据库就是通过反复勘误修改完善得来的。GIS强大功能之一就是可以在多媒体功能图和属性两者之间进行互相查询 7。勘误修改首先要对界址线进行拓扑，确保没有重叠、没有相交、没有悬挂点、没有伪结点、没有自重叠、没有自相交、没有相交或内部接触、且为单一部分后，打开工具箱通过数据管理工具将要素转面，并对面进行拓扑。之后验证每个面上存在唯一一个地块点，这时只要打开工具箱进行叠加分析，通过空间连接将地块点与面连
14、接，就可验证，有误就检查并修改，直至无误为止；其次确保信息的准确性，那么就要导出各村每户户主信息和所有土地亩数及每地块顺或逆顺序各户土地亩数，公示于各个村，全村村民对各信息进行核对，在相应时间内有误反馈给村民小组组长，然后由村民小组组长汇总给内业负责人进行合理修改，承诺承包方姓名与身份证号码应与户口本一致，不能存在任何错误。保证在地块信息无误的条件下后，同时需完善发包方DBF，然后导出地块面DBF与家庭信息DBF，通过软件将确权颁证前期所需的资料导出来，并打印好发放至行政村等待签字盖章，签字盖章完成后收回材料，统一整理资料归档，最后规范数据库提交材料。4.数据处理4.1 人为测量或历史元素影响
15、数据准确度94 年时，测量工具简陋，甚至踱步测距，造成实际分配面积与记录面积差异；当年分地时存在“关系地” “人情地”影响原合同面积正确性；让路、让沟引起地块边界模糊不清；地力等级不同，交换土地导致实地面积与原合同面积差异盛大；指界人指界错误导致面积差异，往外承包户主不清，等都影响到数据采集的准确度。在指界无误情况下，面积一般以实测面积为准，公示下去，根据反馈情况作出相应调整。对于指界错误存在 2 种比较普遍的情况，一种是漏了户数，几户承包地量成一户；另一种就是以步按人口量地，但有些户的人口记错引起该户量出的地亩数不对。5图 1-3 漏户分析图对于第一种漏了户数，几户承包地量成一户的，需对该承
16、包地按比例进行分户处理。如图 1-3 所示，该图中间那一户原是两户的，但由于指界人指界错漏一户，为使其分户面积合理可直接根据他们的合同面积按比例分配划分这一区域的土地，而不必再去实地测量补测，图 1-1 就是分户过后的成果图。对于另一种以步按人口量地，某户承包面积出错的，那么接下去的所有承包方的地理位置就会有偏移，此时可选中接下去的所有承包方地块进行局部移动，将出错的那一户的实际面积调整得比合同面积大一点点就可以。6图 1-4 面积调整图例如：比对图 1-1 与图 1-4 可看出最东边刘成秀承包地的面积差异，此面积差异原因在于指界错误，这个地块面积是从东往西按人口比例踱步测量的，但接边时发现最
17、西边那一户量到隔壁村的地，对此联系指界人，确定承包地亩数出错户，查出刘成秀亩数超过原合同亩数明显，故对此进行调整。这时选中西边三户平移使出错那一户与原面积误差在限定内并保证最西边那一户不与别村的承包地重叠即可。4.2 绘图常见错误数据分析常 见 的 数 字 化 错 误 是 线 条 连 接 过 头 和 不 及 两 种 情 况 ，常 见 错 误 包 括 ：伪 节 点 ： 在 绘 图 过 程 中 ， 边 的 捕 捉 不 到 位 ， 通 过 延 伸 才 接 触 到 边 ， 这 时 就 会 产 生 伪 结 点 。伪 节 点 使 一 条 完 整 的 线 变 成 两 段 。 拓 扑 时 ， 可 批 量 合
18、并 至 其 中 一 条 边 消 除 。悬 挂 节 点 ： 在 绘 图 过 程 中 ， 边 的 捕 捉 不 到 位 ， 线 的 一 端 超 过 了 该 边 ， 使 边 与 边 之 间 相 交 ， 这时 就 会 产 生 悬 挂 节 点 。 对 这 种 过 头 产 生 的 悬 挂 节 点 可 直 接 进 行 打 断 删 除 。这 些 错 误 都 会 在 建 立 拓 扑 的 过 程 中 被 发 现 ， 我 们 就 可 通 过 错 误 检 查 器 搜 索 出 并 对 其 修 改 ，悬 挂 点 一 般 放 到 后 面 修 改 。4.3 数据库修改4.3.1 叠加分析每 个 地 块 面 存 在 唯 一 地
19、块 点 ， GIS可 通 过 地 块 面 与 地 块 点 的 空 间 连 接 检 查 其 唯 一 性 。 查 询 显示 结 果 中 若 Join_Count全 等 于 1则 正 确 ； 存 在 Join_Count为 0则 说 明 某 些 地 块 面 缺 少 地 块 点 或 者存 在 多 余 地 块 面 ； 存 在 Join_Count为 2或 者 更 大 整 数 则 说 明 该 地 块 面 存 在 多 余 的 地 块 点 ， 这 些 错误 可 直 接 缩 放 至 当 前 要 素 进 行 查 看 修 改 。 修 改 完 成 后 再 次 进 行 叠 加 分 析 查 看 地 块 面 与 地 块 点
20、 的 个数 是 否 一 致 ， 若 Join_Count全 等 于 1， 但 地 块 点 却 比 地 块 面 多 N个 这 种 情 况 下 ， 则 说 明 地 块 面 外存 在 地 块 点 ， 通 过 某 个 字 段 在 地 块 点 上 连 接 地 块 面 查 看 地 块 面 积 为 空 的 行 ， 最 后 判 断 这 些 地 块 点是 否 出 错 ， 出 错 则 进 行 删 除 ， 无 误 则 补 充 地 块 面 。 修 改 无 误 后 ， 应 对 各 图 幅 进 行 接 边 处 理 ， 保 证7面 与 面 之 间 没 有 重 叠 。 对 重 叠 部 分 进 行 分 析 ， 不 同 图 幅
21、间 出 现 地 块 大 面 积 重 叠 时 ， 联 系 绘 图 员 与指 界 人 找 出 出 错 原 因 及 时 修 改 ； 小 面 积 地 块 重 叠 时 ， 可 进 行 地 块 拖 动 平 移 ； 极 小 面 积 地 块 重 叠 时 ，在 地 块 面 积 影 响 范 围 内 的 ， 可 直 接 合 并 给 一 方 或 平 分 给 重 叠 双 方 甚 至 删 掉 重 叠 部 分 。 GIS拥有空间数据分析的优势，规划方案通过数据分析过程来表达。同时，图形与数据有对应的关系，还可以根据叠合分析所得到图形，追寻到与结果图对应的社会经济和土地使用变化的基础数据文件 8。4.3.2 数据库合并不是同
22、一个数据库的要素是不能同时编辑的，当各组数据库无误后就需要合并成一个总库。对于各组成员的数据库单个接边是没有问题的，但是当成员间的数据库构成一个总库时，接边处就会出现重叠问题，这时，在总库里就可对接边处的重叠部分进行平移或微调节。5.总结在不断的摸索中，GIS 在土地确权中的应用让我们了解了熟悉测区地理环境对工作进行的重要性。在安徽曹市有规则但影像无法看清界址线的地块上，GIS 外业测量的工作一般只要测量地块一条边和该地块四周就可以；在南方无规则但影像大部分可以分辨出界址线的水田上，GIS 外业测量的工作一般只需测量那些无法分清的地块即可。GIS 在内业处理过程也让我们了解了关联、连接、拓扑、
23、叠加分析等功能，很多常 见 的 数 字 化 错 误 可 直 接 批 量 检 查 修 改 ， 节 省 了 很 多 时 间 。 同 时 在 学 习 GIS的 过 程 中 ， 对 于 胡 桑 地 那 种 每 户 几 分 地 且 全 村 按 人 口 分 地 但 界 线 不 清 的 情 况 下 ， 为 了 更 好 的 划 分每 一 户 的 实 地 面 积 ， 我 们 一 般 将 该 地 块 导 入 到 CAD 上 绘 图 ， 因 为 CAD 面 积 划 分 调 整 比 GIS 面积 划 分 调 整 简 单 快 速 ， 同 时 在 分 户 划 分 时 应 注 意 与 影 像 轮 廓 的 复 合 度 ， 所
24、 以 绘 图 时 一 定 得 将 影 像加 载 进 去 。致谢语一转眼，大学四年的学习生涯即将结束，即将走向社会，迎接新的挑战。四年的大学生活在老师、同学、亲友们的大力支持下，让我渐渐长大，也慢慢走向成熟。在论文完成之际，首先要对邹丹老师表示诚挚的感谢和崇高的敬意，这篇论文是在邹丹老师精心指导下完成的，她对 GIS 与 CAD 方面的认识，对于所学知识的灵活运用，对工作的认真负责的态度，都给了我很大的帮助，另外图书馆也给了我很大帮助，使我的论文能有充足的资料来完成。同时感谢所有老师们，感谢 2011 级测绘工程班的同学们，我们大家一起度过了四年的大学时光，因为有你们的陪伴，大学的生活才变得如此的丰富多彩。
