1、引言

地籍管理是一項(xiàng)十分復(fù)雜的管理活動(dòng),建立地籍信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)地籍的信息化管理是我國(guó)土地管理當(dāng)前最迫切的任務(wù)之一。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用在地籍信息系統(tǒng)的建設(shè)中起了舉足輕重的作用。由于傳統(tǒng)的地籍測(cè)繪和地籍管理是按照手工管理為主,或者是局限于以計(jì)算機(jī)輔助制圖為手段的管理方式,缺乏從空間信息分析的角度對(duì)地籍實(shí)體的綜合和深入分析,而使得地籍信息系統(tǒng)建設(shè)相對(duì)滯后于地理信息技術(shù)的發(fā)展。 地籍管理的核心是土地產(chǎn)權(quán)關(guān)系的管理,產(chǎn)權(quán)關(guān)系的變更是產(chǎn)權(quán)管理最重要的內(nèi)容之一。產(chǎn)權(quán)關(guān)系變更中有很多地方都涉及到地籍實(shí)體的圖形變更,如宗地分割、宗地合并等。如何實(shí)現(xiàn)和處理這些圖形變更是地籍信息系統(tǒng)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。地籍變更按照其數(shù)據(jù)變化性質(zhì)可以分為屬性變更和圖形變更兩部分。本文將從空間實(shí)體的角度分析地籍空間實(shí)體的圖形變更的時(shí)空過(guò)程。

2、地籍基本空間實(shí)體的圖論描述

地籍實(shí)體按照性質(zhì)可以分為空間實(shí)體和非空間實(shí)體兩部分�？臻g實(shí)體包括行政區(qū)實(shí)體、地籍區(qū)實(shí)體(街道或鄉(xiāng)鎮(zhèn))、地籍子區(qū)實(shí)體(街坊或村)、宗地實(shí)體、界址線(xiàn)實(shí)體和界址點(diǎn)實(shí)體等,非空間實(shí)體主要包括權(quán)利人實(shí)體和土地證書(shū)實(shí)體等實(shí)體。在空間實(shí)體中,宗地實(shí)體由界址點(diǎn)實(shí)體和界址線(xiàn)實(shí)體構(gòu)成。而宗地實(shí)體又是組成一個(gè)地籍子區(qū)實(shí)體的基礎(chǔ),地籍子區(qū)實(shí)體是組成地籍區(qū)實(shí)體以及行政區(qū)實(shí)體的基礎(chǔ)。因此宗地實(shí)體、界址線(xiàn)實(shí)體和界址點(diǎn)實(shí)體是最基本的地籍空間實(shí)體。

2.1 界址點(diǎn)實(shí)體的描述

界址點(diǎn)實(shí)際上是由單個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的,其圖論定義如下:

給定無(wú)向圖G=,其中v={v0},e=Φ,因此G是一個(gè)零圖并且是一個(gè)平凡圖,符合這種條件圖的點(diǎn)狀實(shí)體就是界址點(diǎn)。

2.2 界址線(xiàn)實(shí)體的描述

(1)簡(jiǎn)單界址線(xiàn)的圖論定義 簡(jiǎn)單界址線(xiàn)實(shí)際上是一條線(xiàn)段,其路徑實(shí)際上是兩個(gè)界址點(diǎn)的最短路徑。其圖論定義為:

給定有向圖G=,設(shè)定G中頂點(diǎn)和邊的交替序列為Γ=v0e1v1,V={v0,v1},E={(v0,v1)},Γ滿(mǎn)足如下條件:v0是e1的起點(diǎn),v1是e1的終點(diǎn),v0≠v1,且e1的路徑是v0和v1 間的最短路徑,Γ構(gòu)成了v0到v1的初級(jí)通路,稱(chēng)符合這樣一個(gè)初級(jí)通路圖的界址線(xiàn)實(shí)體就是簡(jiǎn)單界址線(xiàn)。圖1給出了簡(jiǎn)單界址線(xiàn)圖的初級(jí)通路示意圖。

(2)弧段界址線(xiàn)的圖論定義 弧段界址線(xiàn)實(shí)際上是一條圓弧,其路徑實(shí)質(zhì)上是三個(gè)界址點(diǎn)構(gòu)成的圓弧。其圖論定義為:

給定圖G=,設(shè)定G中頂點(diǎn)和邊的交替序列為Γ=v0e1v1 v2,V={v0,v1,v2},E={e1},Γ滿(mǎn)足如下條件:v0是e1的起點(diǎn),v2是e1的終點(diǎn),v1是v0和v2間通路的一個(gè)點(diǎn),并且v0≠v1≠v2,e1的路徑是v0、v1 和v2構(gòu)成的圓弧,Γ構(gòu)成了v0到v1的初級(jí)通路,則稱(chēng)符合這樣一個(gè)初級(jí)通路的界址線(xiàn)圖為弧段界址線(xiàn)。圖2給出了弧段界址線(xiàn)圖的初級(jí)通路示意圖。

2.3 宗地實(shí)體的描述

(1)簡(jiǎn)單宗地的圖論定義

簡(jiǎn)單宗地的基本條件是:宗地的所有界址線(xiàn)都是線(xiàn)段,宗地內(nèi)不包含島宗。根據(jù)圖論可以給出簡(jiǎn)單宗地的圖論定義:

給定有向圖G=,設(shè)G中頂點(diǎn)和邊的交替序列為Γ=v0e1v1e2…elvl, ei是該宗地的界址線(xiàn),vi是該宗地的界址點(diǎn),有vi-1是ei的起點(diǎn),vi是ei的終點(diǎn),且ei 的路徑為vi-1和vi的最短路徑,I=1,2,…,l,并且有v0= vl,并且e1,e2……,el互不相同。實(shí)際上Γ構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單回路,凡是宗地的圖符合簡(jiǎn)單有向回路標(biāo)準(zhǔn)的都是簡(jiǎn)單宗地。圖3給出了簡(jiǎn)單宗地的簡(jiǎn)單回路的示意圖。

(2)簡(jiǎn)單含弧宗地的圖論定義

在簡(jiǎn)單宗地的基礎(chǔ)上,凡是其中包含一條弧段界址線(xiàn)或多條弧段界址線(xiàn)的宗地稱(chēng)為簡(jiǎn)單含弧宗地,簡(jiǎn)單含弧宗地不包含島宗。根據(jù)圖論給出簡(jiǎn)單含弧宗地的定義:

給定有向圖G=,其中V為該宗地的界址點(diǎn)集合,V={v0,v1,…vm},且v0=vm;E為該宗地的界址線(xiàn)集合,V={e1,e2,…en},且e1,e2,…en互不相同。 , el∈E*,v i-1,vi,vi+1 ∈V,v i-1是el的起點(diǎn),v i+1是e1的終點(diǎn),vi是vi-1和v i+1間通路的一個(gè)點(diǎn),并且vi-1≠v i≠v i+1,el的路徑是vi-1,v i和Vv i+1構(gòu)成的圓弧,也即el弧段界址線(xiàn);是~ E*為E*, ,ep是簡(jiǎn)單界址線(xiàn)。圖4給出了一個(gè)簡(jiǎn)單含弧宗地的簡(jiǎn)單回路示意圖。

(3)簡(jiǎn)單含島宗地的圖論定義

簡(jiǎn)單含島宗指的是宗地中包含一個(gè)或者多個(gè)島宗的宗地,其可以定義如下:

給定圖G,G1,G2,…Gn,其中G,G1,G2,…Gn均可以獨(dú)立構(gòu)成簡(jiǎn)單宗地的圖,并且Gi包含于G中,Gi∩Gj=?(i,j=1,2…n), ,則G*是就可以構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單島宗的圖。

(4)復(fù)雜宗地的圖論定義

復(fù)雜宗地實(shí)際上就是指既含島又含弧的宗地。其定義只要綜合(2)和(3)即可。

3、地籍基本空間實(shí)體間的拓?fù)潢P(guān)系

宗地、界址線(xiàn)、界址點(diǎn)相互之間的空間關(guān)系在滿(mǎn)足普通空間點(diǎn)、線(xiàn)、面的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,有自己獨(dú)特的特點(diǎn):

(1)宗地和宗地之間必須是平鋪的,也即不能有交叉、重疊的關(guān)系;

(2)界址線(xiàn)之間不能有交叉的關(guān)系;

(3)界址點(diǎn)不能在宗地之內(nèi);

(4)沒(méi)有孤立存在的宗地、界址線(xiàn)、界址點(diǎn),三者是相伴出現(xiàn)的。

3.1界址點(diǎn)間的關(guān)系

(1)界址點(diǎn)共街坊

給定界址點(diǎn)Pi,Pj,存在屬于同一個(gè)街坊的宗地L1和L2,L1的圖為G1=(V1,E1),Pi∈E1,L2的圖為G2=(V2,E2),Pj∈E2。界址點(diǎn)的編號(hào)一般以街坊為單位。

(2)界址點(diǎn)共宗地

給定界址點(diǎn)Pi,Pj,存在宗地L,其圖為G=(V,E),Pi∈E且Pj∈E。屬于同一宗地的界址點(diǎn)必定屬于同一個(gè)街坊,界址點(diǎn)在各宗地中有相應(yīng)的序號(hào)。

(3)界址點(diǎn)共界址線(xiàn)

給定界址點(diǎn)Pi,Pj,存在一條界址線(xiàn)L,其圖為G=(V,E),Pi∈E且Pj∈E。共界址線(xiàn)的界址點(diǎn)必定共宗地。

3.2界址點(diǎn)和界址線(xiàn)的關(guān)系

(1)界址點(diǎn)和界址線(xiàn)共街坊

給定界址點(diǎn)Pi,界址線(xiàn)L,其都屬于同一個(gè)街坊。

(2)界址點(diǎn)和界址線(xiàn)共宗地

給定界址點(diǎn)Pi,界址線(xiàn)L,存在一個(gè)宗地P,其圖為G=(V,E),并且L∈V,Pi∈E。很顯然,共宗地的界址點(diǎn)和界址線(xiàn)必然共街坊。

(3)界址點(diǎn)在界址線(xiàn)上

給定界址點(diǎn)Pi,界址線(xiàn)L,其圖為G=(V,E),并且有Pi∈E。

3.3界址點(diǎn)和宗地的關(guān)系

(1)界址點(diǎn)和宗地共街坊

給定界址點(diǎn)Pi,宗地P,其都屬于同一個(gè)街坊。

(2)界址點(diǎn)在宗地上

給定界址點(diǎn)Pi,宗地P,其圖為G=(V,E),并且有Pi∈E。

3.4界址線(xiàn)和界址線(xiàn)的關(guān)系

(1)界址線(xiàn)和界址線(xiàn)共街坊

給定界址線(xiàn)L和M,其都屬于同一個(gè)街坊。

(2)界址線(xiàn)和界址線(xiàn)共宗地

給定界址線(xiàn)L和M,存在一個(gè)宗地P,其圖為G=(V,E),L∈V并且M∈V。

(3)界址線(xiàn)和界址線(xiàn)相接(共界址點(diǎn))

給定界址線(xiàn)L和M,L的圖為G1=(V1,E1),M的圖為G2=(V2,E2),存在一個(gè)界址點(diǎn)Pi,Pi∈E1并且Pi∈E2。需要注意的是界址線(xiàn)和界址線(xiàn)相接,可能是屬于同一個(gè)宗地也可能不屬于同一個(gè)宗地,并且可能屬于同一個(gè)街坊,也可能不屬于同一個(gè)街坊。

3.5界址線(xiàn)和宗地的關(guān)系

(1)界址線(xiàn)和宗地共街坊

給定界址線(xiàn)L,宗地P,其都屬于同一個(gè)街坊。

(2)界址線(xiàn)在宗地上

給定界址線(xiàn)L,宗地P,宗地P的圖為G=(V,E),L∈V。

3.6宗地和宗地的關(guān)系

(1)宗地和宗地共街坊

給定宗地P1,P2,其都屬于同一個(gè)街坊。

(2)宗地和宗地共界址點(diǎn)

給定宗地P1,其圖為G1=(V1,E1),給定宗地P2,其圖為G2=(V2,E2),存在一個(gè)界址點(diǎn)P0,P0∈E1并且P0∈E2。需要注意的是共界址點(diǎn)的宗地不一定在同一個(gè)街坊中。

(3)宗地和宗地共界址線(xiàn)

給定宗地P1,其圖為G1=(V1,E1),給定宗地P2,其圖為G2=(V2,E2),存在一個(gè)界址線(xiàn)L0,L0∈V1并且L0∈V2。需要注意的是共界址線(xiàn)的宗地也不一定在同一個(gè)街坊中。

(4)宗地包圍宗地

在共界址點(diǎn)和共界址線(xiàn)的宗地間有一類(lèi)特殊的關(guān)系,即一個(gè)宗地的界址點(diǎn)集合以及界址線(xiàn)集合全部是另外一個(gè)宗地的子集合,這種情形實(shí)際上是含島宗和島宗間的一種特殊包圍關(guān)系。其可以描述為:給定宗地P1,其圖為G1=(V1,E1),給定宗地P2,其圖為G2=(V2,

E2),其中V2 V1,E2 E1,則P1包圍P2。

4、地籍基本空間實(shí)體的變更分析

地籍基本空間實(shí)體的變更都是以宗地變更為中心進(jìn)行的。宗地發(fā)生變更的同時(shí),界址線(xiàn)、界址點(diǎn)及其相互間的組合關(guān)系也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變更。宗地變更在滿(mǎn)足空間實(shí)體拓?fù)渥兓�的基本特點(diǎn)基礎(chǔ)上,有自己獨(dú)特的特點(diǎn),其中一個(gè)很重要的準(zhǔn)則就是“土地面積守恒原則”,也就是參與變更的宗地及空隙地的面積總和必須等于經(jīng)過(guò)變更產(chǎn)生的新宗地和空隙地面積之和。以下結(jié)合土地管理業(yè)務(wù)進(jìn)行宗地變更分類(lèi)的分析和描述。

4.1 宗地分割

由一塊宗地裂變?yōu)槎鄩K宗地情形稱(chēng)為宗地分割,其一般發(fā)生在宗地產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)讓過(guò)程中,經(jīng)過(guò)分割以后,父宗地消亡,新宗地產(chǎn)生。如圖6所示,宗地A分割為宗地B與宗地C。宗地A的面積等于宗地B和宗地C的面積的和。如表1所示,A和B在空間上有交叉關(guān)系,A和C在空間上有交叉關(guān)系,并且都構(gòu)成了父宗地和子宗地的關(guān)系。即B和C是由A演化而來(lái)。

表1 宗地分割過(guò)程的父宗地和子宗地繼承關(guān)系

父宗地 子宗地 空間關(guān)系

A C 交叉

A B 交叉

4.2 宗地合并

宗地合并是由多塊宗地合并生成一塊宗地的過(guò)程。如圖7所示,A宗地和B宗地合并生成C宗地。如表2所示,A和C在空間上有交叉關(guān)系,B和C在空間上有交叉關(guān)系,并且其都構(gòu)成了父宗地和子宗地的關(guān)系。即C是由A和B演化而來(lái)。

表2 宗地合并過(guò)程的父宗地和子宗地繼承關(guān)系

父宗地 子宗地 空間關(guān)系

A C 交叉

B C 交叉

4.3 宗地混合分并

一次變更過(guò)程中多塊宗地參與變更,部分宗地分割出一部分與其他宗地進(jìn)行組合生成一塊或者多塊宗地。一般有兩種情形:

如圖8所示的是第一種混合分并的情況,在該種情況下,新宗地是直接覆蓋參與變更的宗地的全部或者部分,這種情形一般發(fā)生在大片征地等成片開(kāi)發(fā)的情況下。A、B、C、D、F宗地均被分割,其剩余部分分別生成新宗地A’、B’、C’、D’、F’,其被分割下的部分與宗地E的全部合并生成了新宗地E’。 如表3所示,A與E’,A與A’,B與E’,B與B’,C與E’,C與C’,D與E’,D與D’,E與E’,F與E’,F與F’,在空間上都有交叉關(guān)系,并且其分別構(gòu)成了父宗地與子宗地的關(guān)系。即A’、B’、C’、D’、F’分別是A、B、C、D、F演化而來(lái)的,其父宗地分別只有一個(gè);而E’是由A、B、C、D、E、F共同演化而來(lái)的,所以其父宗地有六個(gè)。

表3 宗地混合分并(一)過(guò)程的父宗地和子宗地繼承關(guān)系

父宗地 子宗地 空間關(guān)系 父宗地 子宗地 空間關(guān)系

A E’ 交叉 A A’ 交叉

B E’ 交叉 B B’ 交叉

C E’ 交叉 C C’ 交叉

D E’ 交叉 D D’ 交叉

E E’ 交叉 F F’ 交叉

F E’ 交叉 ? ? ?

圖9所示的是第二種混合分并的情況,該種情況下實(shí)際上是前一種情況的一種繼續(xù),新宗地直接覆蓋參與變更的宗地的全部或者部分,同時(shí)根據(jù)土地使用等情況,將其再分割成多塊宗地。A、B、C、D、F宗地均被分割,其剩余部分分別生成新宗地A’、B’、C’、D’、F’,其被分割下的部分與宗地E合并在一起,被調(diào)整分割生成兩個(gè)新宗地E’和G’。 A與E’,A與A’,B與E’,B與B’,C與E’,C與G’,C與C’,D與G’,D與D’,E與E’,E與G’,F與E’,F與G’,F與F’,在空間上都有交叉關(guān)系,并且其分別構(gòu)成了父宗地與子宗地的關(guān)系。即A’、B’、C’、D’、F’分別是A、B、C、D、F演化而來(lái)的,其父宗地分別只有一個(gè);而E’是由A、B、C、E、F共同演化而來(lái)的,所以其父宗地有五個(gè);而G’是由C、D、E、F共同演化而來(lái)的,其父宗地有四個(gè)。

表4 宗地混合分并(二)過(guò)程的父宗地和子宗地繼承關(guān)系

父宗地 子宗地 空間關(guān)系 父宗地 子宗地 空間關(guān)系

A E’ 交叉 A A’ 交叉

B E’ 交叉 B B’ 交叉

C E’ 交叉 C C’ 交叉

F E’ 交叉 D D’ 交叉

E E’ 交叉 F F’ 交叉

C G’ 交叉 ? ? ?

D G’ 交叉 ? ? ?

F G’ 交叉 ? ? ?

E G’ 交叉 ? ? ?

4.4 宗地界址的調(diào)整

界址調(diào)整可以分為幾種情形:

第一種情形如圖10所示,A宗地分割成A1和A2兩塊宗地,B宗地雖然沒(méi)有參與分割,但是由于A(yíng)與B的公共界址線(xiàn)上增加了一個(gè)界地址點(diǎn),為了保持前后面積守恒,則B宗地相應(yīng)也要加入該界址點(diǎn)。這樣B實(shí)際上也發(fā)生了變更,這種變更就是一種界址變更。圖10的變更過(guò)程的父子宗地繼承關(guān)系如表5所示。

表5 宗地界址調(diào)整(一)過(guò)程的父宗地和子宗地繼承關(guān)系

父宗地 子宗地 空間關(guān)系

A A1 交叉

A A2 交叉

B C 交叉

第二種情形如圖11所示,宗地之間的公共界線(xiàn)調(diào)整,圖中A和B宗地間的界址進(jìn)行了調(diào)整,生成A’和B’兩塊宗地。其父子宗地的繼承關(guān)系如表6所示。B’是由B變更產(chǎn)生的,A’則是由A與B共同變更產(chǎn)生的。

表6 宗地界址調(diào)整(二)過(guò)程的父宗地和子宗地繼承關(guān)系

父宗地 子宗地 空間關(guān)系

A A’ 交叉

B A’ 交叉

B B’ 交叉

4.5 宗地間與地籍單元的拓?fù)潢P(guān)系變化

由于一個(gè)宗地總是處于地籍單元之中,宗地實(shí)體的對(duì)象識(shí)別和其所處的街坊有著密切的關(guān)系。而地籍單元不是一成不變的,其也處于變動(dòng)之中,宗地有時(shí)需要?jiǎng)潥w到其他街坊中。這樣宗地與地籍單元的拓?fù)潢P(guān)系就發(fā)生了變化。對(duì)于這種情況也需要記錄父宗地和子宗地的關(guān)系,同時(shí)記錄父子地籍單元之間的繼承關(guān)系。

5、結(jié)論

本文分析了界址點(diǎn)、界址線(xiàn)和宗地等基本地籍實(shí)體的圖形類(lèi)型以及各實(shí)體間的空間關(guān)系,并詳細(xì)分析了地籍空間實(shí)體的圖形變更類(lèi)型及新舊宗地之間的繼承關(guān)系,為利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)地籍變更提供了理論依據(jù)和操作方法。中國(guó)科學(xué)院地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心在杭州等地籍信息系統(tǒng)的建設(shè)中,結(jié)合上述分析方法和時(shí)間GIS等技術(shù)手段,基于SuperMap 2000以及ArcInfo 8.0等軟件成功實(shí)現(xiàn)了地籍的圖形變更以及歷史記錄。

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本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/chuzhong/866285.html

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