面积是多边形要素重要的属性,地表面积、椭球面积以及高斯投影面积是常见的面积统计量,由于地球表面高低起伏较大,地表面积的计算比较困难,此外高斯投影是等角投影,有面积变形,因此,当面积精度要求较高时,需要在椭球面上计算图斑面积。本文根据第三次全国土地调查中《图幅理论面积与图斑椭球面积计算公式及要求》,利用ESRI开发的ArcEngine组件库,实现了椭球面上图斑面积的计算以及图幅理论面积的计算功能。采用理论分析与实例验证相结合的方法,对图斑面积计算误差影响因素及精度进行分析。主要工作及研究内容如下:(1)选择两种开发方式计算图斑椭球面积,一种是在现有的Arc GIS桌面软件上,采用Add-in的方式进行扩展;另一种是开发了一个独立的系统。本文实现了获取投影信息、插值、计算椭球面上任一梯形图块面积、高斯投影反解、计算复杂多边形面积、计算任意图斑椭球面积等方法。(2)选择1980西安坐标系和2000国家大地坐标系下的高斯平面坐标数据作为实验数据,根据其地类图斑层,计算区域内椭球面积,将计算得到的椭球面积和三调软件计算的椭球面积进行对比。通过实验发现,两者计算得到的椭球面积值相差较小,因此本文开发的椭球面积计算工具计算得到的椭球面积满足精度要求。将椭球面积与高斯平面面积对比发现,通常情况下,图斑的高斯平面面积大于椭球面积,当图斑面积较小时,计算得到的高斯平面面积与椭球面积间的面积差较小,当图斑面积较大时,两者间的误差较大,因此,计算大区域图斑面积时,应当选择椭球面积作为统计量。(3)分析高斯投影面积变形随投影面高程和偏离中央子午线距离的变化规律,研究发现:投影面高程越高,引起的面积变形越大,且呈负向线性增大。测区偏离中央子午线的距离越远,面积变形越大,呈平方关系。对不同坐标系统、不同椭球面积计算公式以及不同插值距离下图斑椭球面积计算进行精度分析,结果表明:不同坐标系下椭球面积计算值存在差异,且在1980西安坐标系及2000国家大地坐标系下计算的图幅面积差随着纬度的升高而减小,因此,当面积计算精度要求较高时,需要顾及不同坐标系转换带来的影响。本文采用椭球梯形图幅面积计算公式和图幅理论面积计算公式分别计算椭球面梯形面积,结果表明,采用以上两个公式计算的椭球面积相差较小。选择不同的插值距离,分析椭球面积计算精度随插值变化情况发现:插值距离越小,计算精度越高;插值对呈线状分布的多边形要素的影响较大,计算椭球面积时应兼顾计算效率与计算精度选择合适的插值距离。