[發(fā)明專(zhuān)利]基于橢球面梯形剖分的國(guó)土空間面積計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010955141.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112131329A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡衛(wèi)國(guó);李曉暉;丁晶晶;杜玉璽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京數(shù)字政通科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F16/29
• 分類(lèi)號(hào): G06F16/29;G06Q50/26
• 代理公司: 北京卓特專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11572
• 代理人: 陳變花

本申請(qǐng)涉及面積計(jì)算領(lǐng)域，尤其涉及一種基于橢球面梯形剖分的國(guó)土空間面積計(jì)算方法，包括：將類(lèi)型為高斯平面的界址點(diǎn)轉(zhuǎn)換為類(lèi)型為經(jīng)緯度的界址點(diǎn)；依據(jù)類(lèi)型為經(jīng)緯度的界址點(diǎn)獲取其對(duì)應(yīng)的最小整秒經(jīng)度指示的經(jīng)線(xiàn)，最小整秒經(jīng)度指示的經(jīng)線(xiàn)與多邊形的各個(gè)邊圍成不同的梯形；在緯差大于1″時(shí)，按照相同緯差，對(duì)每個(gè)梯形中屬于多邊形的邊進(jìn)行內(nèi)插，以使得每個(gè)梯形分割成多個(gè)小梯形；計(jì)算出每個(gè)小梯形的面積，并且累計(jì)每個(gè)小梯形的面積得到每個(gè)梯形的面積；累計(jì)每個(gè)梯形的面積，以得到在橢球面上梯形剖分的任意多邊形的面積。本申請(qǐng)?zhí)岣吡说貕K面積的計(jì)算精度，使其能夠滿(mǎn)足國(guó)土資源審批對(duì)地塊面積精度的計(jì)算要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及面積計(jì)算領(lǐng)域，尤其涉及一種基于橢球面梯形剖分的國(guó)土空間面積計(jì)算方法。

背景技術(shù)

在對(duì)國(guó)土資源進(jìn)行審批時(shí)，需要計(jì)算各個(gè)地塊圖斑的面積。通常每個(gè)地塊的幾何形態(tài)均呈多邊形，在幾何學(xué)上要計(jì)算多邊形的面積大多采用積分的方法，具體的將地塊分割為更多更小的幾何圖形，然后計(jì)算各個(gè)更小的幾何圖形的面積之和，從而近似計(jì)算得到地塊的面積。

在實(shí)際的項(xiàng)目應(yīng)用中，建設(shè)用地項(xiàng)目會(huì)通過(guò)外業(yè)測(cè)繪的方法得到其各個(gè)地塊的界址點(diǎn)坐標(biāo)，坐標(biāo)系通常統(tǒng)一采用基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)大地坐標(biāo)系統(tǒng)(CGCS2000)的高斯-克呂格3°分帶投影的平面坐標(biāo)系，再通過(guò)界址點(diǎn)來(lái)構(gòu)造各個(gè)地塊的多邊形空間圖形。因此，實(shí)際項(xiàng)目中需要精確地計(jì)算出基于高斯-克呂格投影平面坐標(biāo)系的圖斑的面積。

中國(guó)土地管理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“TD/T 1055-2019第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查技術(shù)規(guī)程”提供了一種基于大地坐標(biāo)系橢球面上任意封閉圖斑的橢球面積計(jì)算方法。在此標(biāo)準(zhǔn)中，首先要把基于高斯-克呂格投影平面坐標(biāo)系的圖斑中各個(gè)界址點(diǎn)通過(guò)高斯投影反解變換公式，從高斯-克呂格投影平面坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的大地坐標(biāo)系(經(jīng)緯度)，然后對(duì)經(jīng)緯度坐標(biāo)系的圖斑沿其各個(gè)邊在一定的間隔內(nèi)插成更小的邊，將各個(gè)分割后的邊與指定的參考經(jīng)線(xiàn)圍成多個(gè)小梯形圖塊，利用標(biāo)準(zhǔn)中提供的橢球面上任一梯形圖塊的面積公式計(jì)算出分割后各個(gè)小梯形圖塊的面積，然后進(jìn)行累加就得到了其中一條邊與參考經(jīng)線(xiàn)圍成的梯形的面積，最后對(duì)各個(gè)邊與參考經(jīng)線(xiàn)圍成的梯形求其代數(shù)和，就得到了大地坐標(biāo)系橢球面上封閉圖斑的橢球面積，即為其圖斑的精確面積值。

“TD/T 1055-2019第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查技術(shù)規(guī)程”中提供的高斯反解變換公式中用到的底點(diǎn)緯度參數(shù)Bf的計(jì)算公式是固定的，故高斯反解變換的計(jì)算誤差也是固定的，經(jīng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證高斯反解變換的誤差只能達(dá)到0.1mm。另外，規(guī)程中提供的橢球面積計(jì)算公式中對(duì)多邊形各邊的內(nèi)插間隔為70米，而在橢球面積計(jì)算過(guò)程中圖斑的各邊的界址點(diǎn)坐標(biāo)是經(jīng)緯度，由于通過(guò)經(jīng)緯度無(wú)法直接計(jì)算得到其米制長(zhǎng)度，因此無(wú)法判斷其長(zhǎng)度是否超過(guò)70米，所以需要先對(duì)端點(diǎn)進(jìn)行高斯正解得到其高斯平面坐標(biāo)，在此過(guò)程中又會(huì)有一定的精度損失，而橢球面積的分割近似求和本身就是一種積分逼近擬合，也存在誤差。在實(shí)際的地塊圖斑面積運(yùn)算過(guò)程中，這些誤差累加在一起，會(huì)出現(xiàn)目標(biāo)地塊越大，面積計(jì)算的誤差也越大。在建設(shè)用地審批時(shí)，用該方法計(jì)算國(guó)家級(jí)或省級(jí)中大型項(xiàng)目(項(xiàng)目面積超過(guò)100公頃)的地塊總面積時(shí)，其誤差往往無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際審批對(duì)面積精度的要求。

因此，如何提高地塊面積的計(jì)算精度，使得其能夠滿(mǎn)足國(guó)土資源審批對(duì)地塊面積精度的計(jì)算要求，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于橢球面梯形剖分的國(guó)土空間面積計(jì)算方法，以提高地塊面積的計(jì)算精度，使得其能夠滿(mǎn)足國(guó)土資源審批對(duì)地塊面積精度的計(jì)算要求。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：