張新長，郭泰圣，陳明輝

（1.中山大學(xué) 地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣東 廣州 510275；2.東莞市地理信息與規(guī)劃編制研究中心， 廣東 東莞 523129）

城市信息化進(jìn)程的發(fā)展需要規(guī)劃工作者更客觀、全面地分析城市發(fā)展的現(xiàn)狀，評估城市未來的發(fā)展趨勢。因此，城市規(guī)劃信息化具有深層次轉(zhuǎn)變的必要性[1]，充分利用GIS技術(shù)管理規(guī)劃空間數(shù)據(jù)資源，搭建面向服務(wù)的新一代城市規(guī)劃信息平臺[2]，實現(xiàn)智能式的輔助決策[3]顯得尤其重要。

在規(guī)劃信息化建設(shè)過程中，盡管取得了一系列成果，但仍存在以下問題：①空間數(shù)據(jù)資源的“信息孤島”現(xiàn)象，數(shù)據(jù)庫建設(shè)僅從具體業(yè)務(wù)應(yīng)用需求出發(fā)，在實際工作中面臨多源數(shù)據(jù)融合、信息實時共享的挑戰(zhàn)[4]；②空間數(shù)據(jù)更新的周期長，自動化程度不足，迫切需要利用增量更新技術(shù)保障數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性與完整性[5]；③業(yè)務(wù)系統(tǒng)彼此之間獨立，缺少功能與數(shù)據(jù)資源之間的協(xié)同與聯(lián)動，影響規(guī)劃業(yè)務(wù)工作的處理效率；④規(guī)劃審批與輔助決策系統(tǒng)的智能化水平有待提高，對于空間數(shù)據(jù)深層次價值的挖掘不足，規(guī)劃決策的支持作用受到局限。鑒于此，本文以“東莞市城市空間信息管理與智能式規(guī)劃平臺”的建設(shè)與應(yīng)用為例，提出了以城市空間數(shù)據(jù)資源管理為基礎(chǔ)，以智能式規(guī)劃為突破口的建設(shè)思路，從標(biāo)準(zhǔn)體系、數(shù)據(jù)建設(shè)、數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用服務(wù)等4個層面構(gòu)建空間數(shù)據(jù)資源管理與智能式規(guī)劃體系。項目成果促進(jìn)了空間信息資源的深層次利用，有助于實現(xiàn)規(guī)范化、協(xié)同化、智能化的規(guī)劃信息應(yīng)用與服務(wù)。

1 總體框架

項目主要從基礎(chǔ)層、管理層、應(yīng)用層和服務(wù)層4個層面構(gòu)建“空間信息資源管理與智能式規(guī)劃”體系，如圖1所示。

基礎(chǔ)層通過制定空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系,構(gòu)建規(guī)范、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，為規(guī)劃應(yīng)用奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；管理層利用空間資源數(shù)據(jù)管理平臺實現(xiàn)了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)一體化的管理及空間數(shù)據(jù)的自適應(yīng)動態(tài)更新；應(yīng)用層搭建了規(guī)劃審批體系、生態(tài)控制線監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)、城市三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)等，為城鄉(xiāng)規(guī)劃提供重要的應(yīng)用實踐；服務(wù)層充分利用體系中的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)資源，為規(guī)劃設(shè)計、規(guī)劃編制、規(guī)劃方案評估、規(guī)劃審批、規(guī)劃成果展示提供智能式的服務(wù)支持。

平臺建設(shè)內(nèi)容主要包括：①城市空間信息的一體化管理；②自適應(yīng)的空間數(shù)據(jù)動態(tài)更新；③智能式規(guī)劃審批系統(tǒng)體系；④基于GIS與人工智能的規(guī)劃決策支持應(yīng)用。

2 城市空間信息的一體化管理

以國家標(biāo)準(zhǔn)、部門標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及實際應(yīng)用情況，制定東莞市城鄉(xiāng)規(guī)劃空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，對現(xiàn)狀地形圖數(shù)據(jù)、地下管線數(shù)據(jù)、總規(guī)、控規(guī)、市政及專項規(guī)劃數(shù)據(jù)的格式、內(nèi)容、質(zhì)量、處理流程進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。

建立統(tǒng)一的規(guī)劃數(shù)據(jù)管理平臺，對城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)管理中的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化管理，把規(guī)劃業(yè)務(wù)中形成的AutoCAD數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范整理并無縫轉(zhuǎn)到GIS數(shù)據(jù)庫中[6]。通過構(gòu)建資源目錄，在同一平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源目錄管理、符號化、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)提取和地圖出圖等功能，如圖2所示。

3 自適應(yīng)的空間數(shù)據(jù)動態(tài)更新

空間數(shù)據(jù)庫的更新是維護(hù)空間數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性的主要手段。項目從增量更新與數(shù)據(jù)完整性維護(hù)的角度出發(fā)，提出了自適應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)增量更新方法，以同名對象匹配為切入點，實現(xiàn)對象接邊與空間沖突的檢測與處理[7]，保證了空間數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，如圖3所示。

4 智能式規(guī)劃審批系統(tǒng)體系

在城市規(guī)劃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與流程規(guī)范的基礎(chǔ)上，搭建東莞市智能式規(guī)劃審批系統(tǒng)體系，貫穿規(guī)劃設(shè)計、數(shù)據(jù)監(jiān)理、方案審核、數(shù)據(jù)建庫入庫全流程，提供智能化的工具；實現(xiàn)了自動化的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計、審核與方案入庫，提高了規(guī)劃編制和審批的效率，使業(yè)務(wù)流程更規(guī)范、高效[8]，如圖4所示。

5 基于GIS與人工智能的規(guī)劃決策支持應(yīng)用

5.1 基于遙感的生態(tài)控制線監(jiān)測與預(yù)警

充分利用遙感和GIS方法，對東莞市生態(tài)控制線內(nèi)的違法用地進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與預(yù)警。

1）對東莞市2010年SPOT影像進(jìn)行解譯，得到東莞市土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。通過疊置分析、外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)核查，得到生態(tài)控制線內(nèi)違法用地的數(shù)量和空間格局。

2）利用譜間特征閾值法和混合像元分解法，實現(xiàn)東莞市建設(shè)用地的自動提取。

3）建立東莞市生態(tài)控制線內(nèi)違法用地評價體系，對涉嫌違法用地的數(shù)量、空間格局以及驅(qū)動力機(jī)制進(jìn)行分析與評價。

4）采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立違法用地與其驅(qū)動力的定量關(guān)系，得到演變趨勢[9]。

5）采用元胞自動機(jī)(CA)模型對控制線內(nèi)的建設(shè)用地進(jìn)行模擬，得到未來幾年內(nèi)控制線內(nèi)最有可能出現(xiàn)的新增違法用地，提出預(yù)警及針對性的對策。總體技術(shù)路線如圖5所示。

5.2 智能式規(guī)劃建設(shè)三維仿真模擬

三維仿真技術(shù)為規(guī)劃設(shè)計方案的展示與對比提供了有效的手段[10]。智能式規(guī)劃建設(shè)三維仿真模擬平臺是綜合地上、地面與地下的地理信息，利用計算機(jī)虛擬現(xiàn)實和三維仿真等技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)計圖紙數(shù)據(jù)規(guī)整、設(shè)計模型快速成型、三維瀏覽應(yīng)用等功能的一體化智能系統(tǒng)平臺。系統(tǒng)為城鄉(xiāng)規(guī)劃決策者提供全方位、直觀的各種設(shè)計方案模型的單體和整體效果，實現(xiàn)規(guī)劃方案的對比和比選，同時具有規(guī)劃分析、空間分析、地質(zhì)分析、拆遷分析、方案對比、事故仿真模擬和預(yù)案演練等功能，提供規(guī)劃決策支持，如圖6所示。

6 實施效果

“東莞市城市空間信息管理與智能式規(guī)劃平臺”在規(guī)劃數(shù)據(jù)入庫、查詢、管理、電子項目報批、輔助決策等方面得到了廣泛應(yīng)用。

1）“規(guī)劃空間數(shù)據(jù)資源的一體化管理”解決了以往數(shù)據(jù)散亂、共享程度低的問題，在統(tǒng)一的平臺上管理多源異構(gòu)的各類空間信息數(shù)據(jù)，真正做到“一體化”，為城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)工作提供了強有力的數(shù)據(jù)支持。

2）自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)動態(tài)更新機(jī)制以要素和任意圖幅為單位，解決了城市空間信息數(shù)據(jù)快速更新存在的瓶頸問題，大大節(jié)約了數(shù)據(jù)生產(chǎn)和更新的成本，壓縮了數(shù)據(jù)的更新周期。

3）智能式規(guī)劃審批系統(tǒng)應(yīng)用于城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)當(dāng)中，保證了指標(biāo)核算的準(zhǔn)確性，提高了規(guī)劃管理部門的工作效率和自動化水平。

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