劉勤，馬建林，趙江波

(1.義烏勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，浙江義烏 322000； 2.義烏市規(guī)劃管理處，浙江義烏 322000)

GIS在城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉勤1?，馬建林2，趙江波1

(1.義烏勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，浙江義烏 322000； 2.義烏市規(guī)劃管理處，浙江義烏 322000)

探討了義烏市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)(UPMIS)中GIS的技術(shù)路線和實(shí)際應(yīng)用，以O(shè)penGIS作為UPMIS的GIS應(yīng)用框架，實(shí)現(xiàn)GIS與規(guī)劃管理業(yè)務(wù)的無(wú)縫結(jié)合，在規(guī)劃道路網(wǎng)、控制性詳細(xì)規(guī)劃成果管理、修建性詳細(xì)規(guī)劃項(xiàng)目審批和多媒體數(shù)據(jù)管理等幾個(gè)方面進(jìn)行了應(yīng)用。

城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)；開(kāi)源地理信息系統(tǒng)；規(guī)劃管理

1 引 言

隨著義烏城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，規(guī)劃管理工作越來(lái)越復(fù)雜。義烏市建設(shè)規(guī)劃局原有的基于“一書(shū)兩證”規(guī)劃管理辦公軟件，缺乏圖形管理功能，規(guī)劃審批過(guò)程中所產(chǎn)生的用地紅線圖、規(guī)劃總平面圖等成果資料，采用傳統(tǒng)紙質(zhì)圖紙進(jìn)行保存，使用時(shí)只能用手工的方法進(jìn)行查找，這給規(guī)劃管理工作帶來(lái)極大不便。因此，義烏市建設(shè)規(guī)劃局考慮以地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖文一體化的城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)(Urban Planning Management Information System，UPMIS)。

在應(yīng)用GIS之前，義烏市建設(shè)規(guī)劃局已經(jīng)擁有關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)，如何有效利用、整合該數(shù)據(jù)庫(kù)，這也是本項(xiàng)目的關(guān)鍵。通過(guò)應(yīng)用空間數(shù)據(jù)引擎，可以將點(diǎn)線面等圖形實(shí)體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到DBMS中，從而實(shí)現(xiàn)功能上的擴(kuò)展。這樣，GIS在規(guī)劃管理中的作用既是數(shù)據(jù)庫(kù)，又是工具箱。一方面，從數(shù)據(jù)庫(kù)管理來(lái)說(shuō)，GIS可以存儲(chǔ)矢量、屬性、影像以及數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，可以方便地提供數(shù)據(jù)查詢和制圖服務(wù)，同時(shí)，還可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取數(shù)據(jù)，輸入到其他模型或空間分析程序中，或者與其他專(zhuān)題調(diào)查獲得的表狀數(shù)據(jù)相結(jié)合，為決策服務(wù)。從GIS工具箱角度來(lái)說(shuō)，可以使用其空間插值、疊加、緩沖區(qū)、最短路徑、空間拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算、淹沒(méi)分析、三維可視化分析等功能，為規(guī)劃決策提供定量或者定性的指標(biāo)。

本系統(tǒng)采用OpenGIS作為UPMIS的GIS應(yīng)用框架，以SQL Server 2005作為數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，有效整合已有基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)及規(guī)劃信息數(shù)據(jù)，并考慮數(shù)據(jù)更新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了義烏市城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)。按照規(guī)劃管理業(yè)務(wù)內(nèi)容，UPMIS可以分為地形管理模塊、管線管理模塊、規(guī)劃設(shè)計(jì)模塊、規(guī)劃業(yè)務(wù)管理模塊、成果管理模塊以及網(wǎng)絡(luò)發(fā)布模塊等，本文從規(guī)劃業(yè)務(wù)和成果管理兩個(gè)方面來(lái)探討GIS的技術(shù)路線和實(shí)際應(yīng)用。

2 技術(shù)路線

2.1 OpenGIS

目前，有部分國(guó)內(nèi)GIS應(yīng)用系統(tǒng)采用基于組件(例如ArcGIS Engine、MapObjects、MapX等)的二次開(kāi)發(fā)方式來(lái)完成，這些組件的價(jià)格昂貴，運(yùn)行時(shí)需要安裝龐大的運(yùn)行庫(kù)，開(kāi)發(fā)和維護(hù)的成本很高。

近年來(lái)，對(duì)于OpenGIS的研究也取得了很大的進(jìn)展，已經(jīng)有基于OpenGIS開(kāi)發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)出現(xiàn)。為了節(jié)省經(jīng)費(fèi)，開(kāi)發(fā)高效實(shí)用、維護(hù)方便的系統(tǒng)，我們考慮以O(shè)penGIS作為 UPMIS的 GIS應(yīng)用框架。在已有的OpenGIS(GEOS、ShapeLib、PostGIS、QGIS、SAGAGIS等)源代碼基礎(chǔ)上重新開(kāi)發(fā)的GIS應(yīng)用框架，可以很好地集成到UPMIS中去，滿足其圖形轉(zhuǎn)換、顯示、分析、輸出的需要。采用OpenGIS的好處，一是成本很低，不需要購(gòu)買(mǎi)GIS開(kāi)發(fā)組件，節(jié)約了開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)；二是部署起來(lái)方便靈活，安裝和維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是開(kāi)發(fā)的難度比較大，對(duì)開(kāi)發(fā)人員的要求比基于組件的二次開(kāi)發(fā)要高。

2.2 空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

本系統(tǒng)采用SQL Server作為數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。

在SQL Server中，空間數(shù)據(jù)圖層和普通屬性表實(shí)際上是一致的，無(wú)非是空間數(shù)據(jù)需要有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的字段來(lái)存儲(chǔ)其坐標(biāo)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中的復(fù)雜類(lèi)型(BLOB)字段可以存儲(chǔ)任意的數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)就采用這種方式進(jìn)行存儲(chǔ)，點(diǎn)、多義線、多邊形的坐標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)壓縮和加密后存儲(chǔ)到圖層表的BLOB字段中。為了提高空間數(shù)據(jù)的訪問(wèn)效率，需要對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行空間索引。對(duì)于每一個(gè)數(shù)據(jù)圖層做一個(gè)R樹(shù)索引，可以大大提高數(shù)據(jù)的訪問(wèn)效率。所以，空間數(shù)據(jù)圖層在數(shù)據(jù)庫(kù)中由兩個(gè)表組成:一個(gè)是有一列BLOB字段可以存儲(chǔ)空間坐標(biāo)信息的屬性表，另一個(gè)是可以加快空間操作速度的R樹(shù)索引表。

同樣地，影像數(shù)據(jù)也是以BLOB字段的形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)表中，為了提高影像的訪問(wèn)速度，使用了多細(xì)節(jié)層次模型技術(shù)對(duì)圖像構(gòu)建金字塔。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用了客戶端－服務(wù)器的結(jié)構(gòu)模式，服務(wù)器端與客戶端的數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)流的方式來(lái)進(jìn)行。數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)流直接到內(nèi)存流，不會(huì)在客戶端存儲(chǔ)任何文件，可以確保用戶只能使用而不能下載數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)運(yùn)行的軟硬件環(huán)境利用義烏市建設(shè)規(guī)劃局現(xiàn)有的局域網(wǎng)辦公協(xié)作平臺(tái)。開(kāi)發(fā)的軟件平臺(tái)為C＋＋Builder 6.0，硬件平臺(tái)為運(yùn)行Windows 2003 Server操作系統(tǒng)的服務(wù)器一臺(tái)，客戶端采用普通PC機(jī)，運(yùn)行WindowsXP操作系統(tǒng)或者Windows 2003。圖1為義烏市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)模塊和架構(gòu)說(shuō)明。

珍惜土地資源 建設(shè)美麗家園 .............................................................................................................................6-1

圖1 UPMIS的系統(tǒng)架構(gòu)圖

4 實(shí)際應(yīng)用

4.1 規(guī)劃道路網(wǎng)

義烏市的規(guī)劃道路分為快速路、主干道路、次干道路、支路四個(gè)等級(jí)，包括道路中心線和道路節(jié)點(diǎn)兩個(gè)圖層。其中，道路中心線存儲(chǔ)道路的名稱(chēng)、走向、等級(jí)、寬度、路面材質(zhì)等屬性，而道路節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)、交通流量、路面標(biāo)高、立交橋底標(biāo)高、交會(huì)道路名稱(chēng)等。這些數(shù)據(jù)在道路配套的市政設(shè)施規(guī)劃如雨污管的規(guī)劃中可以發(fā)揮重要的作用。

市域規(guī)劃道路網(wǎng)由專(zhuān)門(mén)的路網(wǎng)規(guī)劃來(lái)確定，實(shí)施后的實(shí)際道路走向可能與規(guī)劃道路不一致，因此，需要用竣工測(cè)量所得到的道路數(shù)據(jù)替換原來(lái)的數(shù)據(jù)。

圖2為2007年底的義烏市域規(guī)劃道路網(wǎng)疊加數(shù)字高程模型后的專(zhuān)題圖(局部)。

圖2 市域規(guī)劃道路網(wǎng)(局部)

4.2 控制性詳細(xì)規(guī)劃

目前義烏市正在開(kāi)展全覆蓋主城區(qū)的控制性詳細(xì)規(guī)劃的編制工作，編制成果需要進(jìn)入到數(shù)據(jù)庫(kù)，并作為規(guī)劃管理的法定依據(jù)。

控制性詳細(xì)規(guī)劃成果內(nèi)容非常豐富，包括規(guī)劃文本、說(shuō)明書(shū)、圖紙等。如果將所有成果要素都標(biāo)準(zhǔn)化并轉(zhuǎn)換成GIS圖層，將費(fèi)時(shí)費(fèi)力并不一定達(dá)到好的效果。因此我們緊緊圍繞規(guī)劃管理的要求，將規(guī)劃審批時(shí)需要校核、落地的核心內(nèi)容處理成GIS數(shù)據(jù)格式(包括用地性質(zhì)、用地指標(biāo)、地塊范圍等)，同時(shí)將審批過(guò)的電子文檔和掃描件等錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，并與地塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)。規(guī)劃審批人員可以很方便地查詢到每一個(gè)地塊的指標(biāo)屬性，以及其相關(guān)聯(lián)的原始設(shè)計(jì)圖文數(shù)據(jù)(如圖3所示)。

圖3 控制性詳細(xì)規(guī)劃地塊指標(biāo)查詢

4.3 修建性詳細(xì)規(guī)劃

對(duì)于設(shè)計(jì)單位提供的電子文檔需要進(jìn)行預(yù)審，我們制定了義烏市的規(guī)劃電子報(bào)批標(biāo)準(zhǔn)。鑒于目前很多的設(shè)計(jì)單位依然以計(jì)算機(jī)輔助制圖(CAD)作為主要的設(shè)計(jì)手段，故該標(biāo)準(zhǔn)以AutoCAD文件作為標(biāo)準(zhǔn)格式，主要規(guī)定了坐標(biāo)系統(tǒng)、圖層命名、線的寬度、顏色等。在預(yù)審階段，如果發(fā)現(xiàn)提交的電子文檔不符合以上的標(biāo)準(zhǔn)，則需要修改后重新提交，符合要求的數(shù)據(jù)先導(dǎo)入一個(gè)臨時(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)，待審批通過(guò)后，再把相應(yīng)的項(xiàng)目地塊紅線數(shù)據(jù)等導(dǎo)入空間數(shù)據(jù)庫(kù)，然后直接與規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)如用地許可證數(shù)據(jù)表進(jìn)行關(guān)聯(lián)，獲得紅線的非空間屬性如項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目年份、項(xiàng)目名稱(chēng)、項(xiàng)目類(lèi)型、設(shè)計(jì)單位、描述、批準(zhǔn)的建筑面積、關(guān)鍵字、狀態(tài)、密級(jí)等，從而實(shí)現(xiàn)圖文互查詢功能，解決了以往完全依靠手工查圖的難題。

如圖4所示，利用GIS可以查詢到所有審批項(xiàng)目的紅線范圍、電子文件、圖紙檔案的掃描件等，并可以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(如按年度的用地面積統(tǒng)計(jì))和制圖輸出。

圖4 修建性詳細(xì)規(guī)劃審批項(xiàng)目屬性查詢

4.4 多媒體數(shù)據(jù)管理

在后續(xù)的管理過(guò)程中，如規(guī)劃監(jiān)督和規(guī)劃驗(yàn)收階段，會(huì)有大量多媒體數(shù)據(jù)(現(xiàn)場(chǎng)照片和視頻)需要保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。如何以一種直觀的方式來(lái)查詢這些數(shù)據(jù)，從而很好地把握城市建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)展情況?我們以GIS作為一個(gè)窗口，通過(guò)這個(gè)窗口來(lái)查詢關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的所有與位置相關(guān)的多媒體數(shù)據(jù)，如圖5所示。

在多媒體數(shù)據(jù)錄入階段，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行地理編碼。編碼的方法可以是通過(guò)與規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)行關(guān)聯(lián)，也可以是通過(guò)遙感影像或者手持式的GPS接收機(jī)來(lái)獲得拍攝照片時(shí)的空間位置。

圖5 多媒體數(shù)據(jù)查詢

5 結(jié) 語(yǔ)

城市規(guī)劃業(yè)務(wù)離不開(kāi)地理信息，規(guī)劃管理信息系統(tǒng)也離不開(kāi)GIS技術(shù)。把GIS技術(shù)與其他相關(guān)的技術(shù)如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體、CAD技術(shù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)劃編制、規(guī)劃管理、規(guī)劃決策的支持，可以提高業(yè)務(wù)的準(zhǔn)確性和深度。通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，可以看出在OpenGIS的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出GIS應(yīng)用框架和城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，是一種經(jīng)濟(jì)、靈活的模式。利用這種方式，我們?cè)谵k公自動(dòng)化、規(guī)劃成果管理等方面進(jìn)行了有益的嘗試，并取得了部分應(yīng)用成果。

當(dāng)然，義烏市的規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，尚處于起步階段，進(jìn)一步的工作是利用GIS的分析功能，為提出定性或者定量的分析指標(biāo)為城市規(guī)劃決策服務(wù)。

參考資料

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Applying GIS in an Urban Planning Management Information System

Liu Qin1，Ma JianLin2，Zhao JiangBo1
(1.Yiwu Geotechnical Engineering and Surveying Institute，Yiwu 322000，China；2.Yiwu Urban Planning Administation Department，Yiwu 322000，China)

GIS is widely used in urban planning design and administration.In this Paper，the role of GIS in Urban Planning Management Information System(UPMIS)is discussed，and the techonology of a software system based on Open-GIS platform is introduced.The urban planning bureau of local government is starting to use this system in planning achivements management and office automation.

UPMIS；OpenGIS；Administration of Urban Planning

1672－8262(2010)03－20－03

P208

A

2009—09—10

劉勤(1971—)，女，工程師，主要從事測(cè)繪管理和地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作。