一种地块自动批量切分方法及装置与流程

本发明涉及一种切分方法及装置，属于地理信息领域，具体涉及一种地块自动批量切分方法及装置。

背景技术：

在农村土地承包经营权确权中，很多地方都采用图解法进行作业，即：使用已经得到的大比例尺的数字正射影像、地形图、地籍图为基础，进行图解量算，从而勾绘地块。在确股地区或者大面积已知各户地块面积但是分界线很不明确的地区，往往会采用先勾绘大地块(包含了多地块的范围)，然后按比例或者按面积切分出分地块的方法来进行作业。

目前，按比例或者按面积切分最主要的技术方案是传统的手工勾绘和调整的方法。其具体方法步骤为：

(1)用户根据实际影像绘制大地块；

(2)根据调查得到的数据，通过分地块的面积或者比例，计算出各个分地块分得的面积；

(3)大地块内部绘制出一个地块，如图1所示；

(4)根据地块面积作调整，以符合目标面积的要求，如图2-4所示；

(5)对地块进行标注，标注出地块编号和面积；

(6)是否完成所有的地块的勾绘和调整，如果没有完成，重复(3)-(5)三个步骤；

(7)完成一个大地块中的地块勾绘工作；

传统手动勾绘和调整地块的技术方法，耗时耗力，效率低下。例如，以湖北的某县下的一个乡镇作为例，该乡镇有9437户，共80048块地，面积为47868亩。假定其中的50％为确股情况，那么共有40024块地需要进行手动勾绘和调整。同时调整的对象，需要满足分地块面积符合总面积的确股比例。假设40000块地，平均分成4000个大地块，即平均每大块地继续均分成10块实际地块。用户针对每份大地块，按照确权比例来分别计算各个分地块的面积所需要的时间无论采用何用技术手段所消耗时间相同，故在此忽略计算和统计。所以实际需要计算的时间为：手动勾绘和调整地块面积的时间。经过实际测试，一个做过3个月时间确权的内业人员，假定平均勾绘和调整地块的时间为3分钟(同时还取决于是否使用一定辅助工具，比如CAD中本身绘制地块之后，还需要通过图形面积，反算出亩数再和目标亩数对比，实际情况下，该时间可能更长)，同时精度一般只有0.01左右，那么，时间共需要3*10*4000＝120000分钟，即2000小时，成本的话，按5000元一月的内业作业人员成本计算，每小时成本5000/22/8＝24.8元每小时，那么，该乡镇的调整时间为：24.8*2000＝56818元，一个县往往有十几个乡镇，那么至少费用就是56818*10＝568180元。

综上所述，在图解法的实际作业中，现有技术的地块切分需要大量的人力、物力、成本，同时精度往往比较低下，无法满足实际作业的需要。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术所存在的地块切分需要大量的人力、物力、成本，同时精度往往比较低下，无法满足实际作业的需要的技术问题，提供了一种地块自动批量切分方法及装置。该方法及装置能够根据大地块和分地块面积或者比例，自动计算和勾绘出分地块，从而满足实际需求，提高作业单位工作效率和准确性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种地块自动批量切分方法，包括：

地块划分步骤，在地块上选择两个点构成一条切分线；使用切分线将地块分为两个子地块；

步长确定步骤，将面积与目标地块面积最接近的一个子地块做为备选子地块，将备选子地块和目标地块的面积差值除以备选子地块的最小外接矩形的长边得到移动步长；

平移调整步骤，将切分线按照移动步长进行平移，使用平移后的切分线对备选子地块进行切分得到两个新的子地块，重复步长确定步骤和平移调整步骤直到面积差值达到预定值。

优化的，上述的一种地块自动批量切分方法，最小外接矩形基于下式确定：

X_min＝Min(X₁,X₂,X3,…,X_m)-ε

Y_min＝Min(Y₁,Y₂,Y3,…,Y_m)-ε

X_max＝Max(X₁,X₂,X3,…,X_m)+ε

Y_max＝Max(Y₁,Y₂,Y3,…,Y_m)+ε

式中：X_m,Y_m为节点X的坐标；X_min、X_max分别为地块图形上m个节点中的各个节点X方向上的最小值和最大值，Y_min、Y_max则分别为Y方向上的最小值和最大值，ε为自定义的扩充值。

优化的，上述的一种地块自动批量切分方法，根据备选子地块与目标地块的面积差的正负来调整平移方向；其中:

若面积差为负，则将切分线往能增大备选子地块面积的方向移动；

若面积差为正，则将切分线往能减小备选子地块面积的方向移动。

优化的，上述的一种地块自动批量切分方法，读取记载了大地块需要被切分的目标地块数目和目标地块的面积要求；循环执行步长确定步骤和平移调整步骤直至所有目标地块都完成切分。

优化的，上述的一种地块自动批量切分方法，所述平移调整步骤中，当面积差小于第一面各阈值后，使用定步长移动切线，址至切分后的备选子地块面积与目标地块的面积差达到第二阈值。

一种地块自动批量切分装置，包括：

地块划分模块，在地块上选择两个点构成一条切分线；使用切分线将地块分为两个子地块；

步长确定模块，将面积与目标地块面积最接近的一个子地块做为备选子地块，将备选子地块和目标地块的面积差值除以备选子地块的最小外接矩形的长边得到移动步长；

平移调整模块，将切分线按照移动步长进行平移，使用平移后的切分线对备选子地块进行切分得到两个新的子地块，重复步长确定模块和平移调整模块直到面积差值达到预定值。

优化的，上述的一种地块自动批量切分装置，最小外接矩形基于下式确定：

X_min＝Min(X₁,X₂,X3,…,X_m)-ε

Y_min＝Min(Y₁,Y₂,Y3,…,Y_m)-ε

X_max＝Max(X₁,X₂,X3,…,X_m)+ε

Y_max＝Max(Y₁,Y₂,Y3,…,Y_m)+ε

式中：X_m,Y_m为节点X的坐标；X_min、X_max分别为地块图形上m个节点中的各个节点X方向上的最小值和最大值，Y_min、Y_max则分别为Y方向上的最小值和最大值，ε为自定义的扩充值。

优化的，上述的一种地块自动批量切分装置，根据备选子地块与目标地块的面积差的正负来调整平移方向；其中:

若面积差为负，则将切分线往能增大备选子地块面积的方向移动；

若面积差为正，则将切分线往能减小备选子地块面积的方向移动。

优化的，上述的一种地块自动批量切分装置，读取记载了大地块需要被切分的目标地块数目和目标地块的面积要求；循环执行步长确定模块和平移调整模块直至所有目标地块都完成切分。

优化的，上述的一种地块自动批量切分装置，所述平移调整模块中，当面积差小于第一面各阈值后，使用定步长移动切线，址至切分后的备选子地块面积与目标地块的面积差达到第二阈值。

因此，本发明具有如下优点：1.使用变步长的思想，结合完整的算法流程，实现了地块的批量自动切分，同时提高了切分精度；2.大幅降低了该情况下的作业成本，提高了作业效率，为作业单位节省了成本。

附图说明

附图1是现有技术中勾绘出一个地块的操作示意图；

附图2是现有技术中手动调整地块面积的操作示意图1；

附图3是现有技术中手动调整地块面积的操作示意图2；

附图4是现有技术中手动调整地块面积的操作示意图3；

附图5是本发明的系统流程图；

附图6是本发明的切分方法流程图；

附图7是本发明的配置文件内容示意图；

附图8是本发明的待切分的大地块示意图；

附图9是本发明的初次切分后的示意图；

附图10是本发明的二次切分后的示意图；

附图11是本发明完成一个地块切分后的示意图；

附图12是本发明完成所有地块切分后的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本发明的系统流程如图6所示。具体描述如下：

(1)程序启动，提示用户选择一个配置文件，里面记录了大地块需要切分的目标地块数目和分别的面积或者比例，如图7所示。如果用户取消，退出程序；

(2)读取配置文件，计算出各个分地块的对应的实际的图形面积，这个面积就是切分之后的地块的目标面积，如果文件格式不正确，或者读取失败，给出提示，退出程序；

(3)用户选择一个大地块ABCD，如图8所示。这个大地块包含了多块地，即多个地块的合集，如果用户取消，退出程序。

用户选择地块后，进入切分步骤，如图6所示。具体如下：

(1)选择大地块上的第一个点；

(2)选择大地块上的第二个点，这两个点构成了地块切分的一个方向，这个方向就决定这后续切分的方向；

(3)使用这两个点构成一条线，称之为切分线，为了防止起始处比较窄，将这条切分线两端延长为原先的10倍长度；即切分线的实际长度为选择的10倍：

dLineLength＝10*dSelLineLength；

(4)使用切分线对大地块进行第一次切分，计算出切分出来的图形数目，如果为2，表示正常切分，否则无法继续切分下去，就给出提示，退出程序；

(5)计算第一次切分出来的两个图形，分别计算面积，和配置中的第一个地块的面积进行比对，找到面积最相近的那个图形，另外一个则将作为后续切分的大地块，这种方式是自适应的算法，可以根据用户选择的切分线，自动来进行匹配；

(6)计算该图形面积和目标面积之间的差值，注意，需要先换算成亩，然后进行计算，求取面积之差；如图9所示，GH两点为选择的切分线，AGHD图形为使用切分线切分出来的当前地块，ABCD图形为大地块，AEFD为目标地块，即需要切分出来的地块，面积分别换算成亩，大地块面积为8.60亩，目标地块面积为1.23亩，当前地块面积为0.73亩，那么可以计算出差别为：0.73-1.23＝-0.5亩；

亩和图形的平方米面积换算为：

亩＝平方米*0.0015

doubledGap＝dCurArea-dArea；

(7)计算合适图形的最小外包矩形；

X_min＝Min(X₁,X₂,X₃,…,X_m)-ε

Y_min＝Min(Y₁,Y₂,Y₃,…,Y_m)-ε

X_max＝Max(X₁,X₂,X₃,…,X_m)+ε

Y_max＝Max(Y₁,Y₂,Y₃,…,Y_m)+ε

式中：X_min、Y_min分别为地块图形上m个节点中的各个节点X方向上的最小值和最大值，X_max、Y_max则分别为Y方向上的最小值和最大值，ε为扩充值，可以作为补充，处理一些特殊情况；

(8)通过外包矩形，计算外包矩形的长边，然后面积之差除以长边长，获得第一次切分移动的步长，同时记录下每次的计算次数之和作为总计算次数，这个计算次数将不断累积；

dMaxLen＝Max(dLength,dWidth)；

dCurStep＝dGap/dMaxlen；

其中n为需要切分的地块的总数，

iCalcTime为每个地块的计算次数

(9)接着将切分线按照移动的步长进行平移，然后使用平移后的切分线对大地块进行切分，得到更合适的图形。平移的时候根据备选子地块与目标地块的面积差的正负来调整平移方向:

假定面积为负，说明还未调整到位，就直接根据这个步长进行平移：

pCutLine->parallel(dCurStep)；

如果面积为正，说明已经调整过了，需要反向：

dCurStep＝dCurStep*(-1.0)

如图10所示。图中AGHD的地块为第一次切分的地块，AMND为本次切分出来的地块，和目标面积的差别更小了，但是仍然存在着一定差别：

doubledGap＝1.19-1.23＝-0.04亩

(10)重复(7)-(9)操作，直到两者的差别小于0.01；

(11)使用定步长，比如0.001作为移动步长，进行移动，然后重复1○3操作，直到精度达到0.0001

dCurStep＝0.001

pCutLine->parallel(dCurStep)

(12)完成本次的地块切分，这样就可以得到一个高精度的地块，面积完全符合目标面积。同时给地块进行标注，标注出该地块的实际面积、地块编号；如图11所示。

(13)重复(5)-(12)操作，直到所有的地块都完成切分和标注，如图12所示。注意，这里每进行下一个地块的切分的时候，都要使用总次数iTotalCalcTime来进行判断是否可以继续切分下去。因为可能存在一些异常情况导致死循环，所以为了保证程序的健壮性，总次数一般要小于一个定值，即一定计算次数。这样可以提高算法的稳定性、健壮性。

(14)到此，通过本算法完成了该大地块的自动批量切分。

采用上述方案后，切分的精度可以提高到0.0001，最大程度上可以减少面积切分导致的矛盾和纠纷，也提高了县的整体的确权精度。

从成本上，使用本发明的算法，除去和传统手动调整的共同需要整理数据的时间，基本上一个大地块的自动切分只需要2秒的时间就可以完成切分，4000个大地块的切分，只需要2.22小时即可，人力成本55.06元，相对于56818元的传统手动调整人力成本，可以忽略不计；

从时间上，使用本发明的算法，除去和传统手动调整的共同需要整理数据的时间，基本上一个大地块的自动切分只需要2秒的时间就可以完成切分，4000个大地块的切分，只需要2.22小时即可，相对于2000小时的传统手动调整时间，可以忽略不计。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。