白洪偉，李志偉

(1.宿州學(xué)院安徽省煤礦勘探工程技術(shù)研究中心，安徽 宿州 234000;2.江蘇易圖地理信息工程有限公司，江蘇 揚州 225002)

城鎮(zhèn)低效用地信息化決策系統(tǒng)設(shè)計

白洪偉1，李志偉2

(1.宿州學(xué)院安徽省煤礦勘探工程技術(shù)研究中心，安徽 宿州 234000;2.江蘇易圖地理信息工程有限公司，江蘇 揚州 225002)

城鎮(zhèn)低效用地迫切需要信息化決策支持手段。從整體上詳細(xì)設(shè)計城鎮(zhèn)低效用地分析決策系統(tǒng)的框架和數(shù)據(jù)庫：采用Flex開發(fā)語言，以ArcGIS Server為開發(fā)平臺，設(shè)計并開發(fā)基于城鎮(zhèn)低效用地再開發(fā)調(diào)查數(shù)據(jù)的信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)建庫、數(shù)據(jù)瀏覽、要素圖斑操作(包括選擇、查詢、編輯、渲染等)、統(tǒng)計分析和決策支持、成果輸出、系統(tǒng)管理等功能。系統(tǒng)具有良好的人機交互界面空間數(shù)據(jù)展示功能，以直觀、合理的方式展示低效用地調(diào)查所取得的成果，并提供決策分析支持。

城鎮(zhèn)低效用地；空間數(shù)據(jù)庫；Flex；ArcGIS Server

1 引 言

目前，中國土地開發(fā)利用仍處于粗放利用階段,造成這一現(xiàn)象的原因除了市場主體逐利行為外，還有政府管理方面的原因。由于土地利用的不合理及土地利用資源的浪費，城鎮(zhèn)低效用地迫切需要信息化決策支持手段。當(dāng)前，城鎮(zhèn)地理信息系統(tǒng)是非常重要的信息化解決手段，該系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)的一個分支，是一種運用計算機硬、軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)對城鎮(zhèn)各種空間和非空間數(shù)據(jù)的輸入、存貯、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用，以處理城鎮(zhèn)各種空間實體及其關(guān)系為主的技術(shù)系統(tǒng)。是城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是一種城鎮(zhèn)現(xiàn)代化管理、規(guī)劃和科學(xué)決策的先進(jìn)工具。城鎮(zhèn)地理信息是指與所研究對象的城鎮(zhèn)空間地理分布有關(guān)的信息，是城鎮(zhèn)地理實體性質(zhì)、特征和運動狀態(tài)表征的一切有用的知識，表示地表物體及環(huán)境固有的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、關(guān)系和規(guī)律。

為配合城鎮(zhèn)低效用地再開發(fā)調(diào)查工作，充分展示調(diào)查成果，豐富政府部門針對低效用地的分析手段，提供決策支持，本文從城鎮(zhèn)地理信息系統(tǒng)研究理論出發(fā)，采用Flex開發(fā)語言，以ArcGIS Server為開發(fā)平臺，以揚州市為例，介紹了系統(tǒng)實現(xiàn)過程中構(gòu)建的相關(guān)模型和關(guān)鍵技術(shù)。

2 總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)設(shè)計支撐平臺及ArcGIS Server支持的服務(wù)類型

ESRI公司推出的ArcGIS Server，用于構(gòu)建企業(yè)級的支持多用戶的、基于互聯(lián)網(wǎng)的WebGIS解決方案?；谠摦a(chǎn)品的ArcGIS Server框架平臺，提出了一種基于Web服務(wù)器，用來創(chuàng)建GIS服務(wù)的一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它較好地支持ArcGIS底層的通用類庫ArcObjects。

它還支持分布式環(huán)境下地理空間分析、空間數(shù)據(jù)管理及在線制圖、編輯、數(shù)據(jù)處理等，功能較為強大[1-4]。

ArcGIS Server支持地圖編碼服務(wù)、地圖服務(wù)、地理數(shù)據(jù)服務(wù)、地理處理服務(wù)、幾何服務(wù)、影像服務(wù)、搜索服務(wù)、要素服務(wù)及地球服務(wù)等。ArcGIS Server所提供的服務(wù)及所對應(yīng)的GIS資源服務(wù)見表1。各個統(tǒng)一資源定位器或Web終端可以通過ArcGIS Server發(fā)布的GIS服務(wù)來訪問針對RESTAPI對應(yīng)關(guān)聯(lián)的、開放的地圖資源及操作[5-7]。

表1 ArcGIS Server主要支持的服務(wù)類型

圖1 系統(tǒng)總體框架設(shè)計

2.2 總體架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)總體架構(gòu)分為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層主要包括影像數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)；服務(wù)層主要包括查詢服務(wù)、分析服務(wù)、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出服務(wù)、地圖服務(wù)等；應(yīng)用層主要包括系統(tǒng)的各項功能。具體架構(gòu)如圖1。

2.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括兩方面的內(nèi)容：一方面包含各種大量圖形和空間屬性信息的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和城鎮(zhèn)低效用地專業(yè)數(shù)據(jù)庫；另一方面是系統(tǒng)進(jìn)行城鎮(zhèn)低效用地信息服務(wù)的其他數(shù)據(jù)。

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫作為一項核心內(nèi)容，是整個系統(tǒng)的“血液”。地理信息數(shù)據(jù)庫不僅包含了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，還包含用于城鎮(zhèn)低效用地決策分析和城鎮(zhèn)開發(fā)規(guī)劃等有關(guān)的大量專業(yè)數(shù)據(jù)。地理信息數(shù)據(jù)庫具有以下特點。

(1)多源數(shù)據(jù)的集中管理?？臻g數(shù)據(jù)主要存儲與空間位置有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要有：①反映系統(tǒng)覆蓋區(qū)域分布、全貌的基礎(chǔ)性圖件，如行政區(qū)劃圖、城區(qū)分布圖、區(qū)域TM衛(wèi)星影像圖等；②城鎮(zhèn)低效用地信息決策工作底圖，如城區(qū)建筑物分布圖、城區(qū)1∶10 000正射影像圖、城區(qū)規(guī)劃圖、城郊土地復(fù)墾圖等；③城鎮(zhèn)低效用地專題圖件，主要包括與城鎮(zhèn)低效用地有關(guān)的大量圖件。

屬性數(shù)據(jù)主要包括從地圖上獲取的有關(guān)資料，如地名、河流名，城鎮(zhèn)低效用地的基礎(chǔ)信息與城鎮(zhèn)規(guī)劃用地信息；城鎮(zhèn)用地規(guī)劃決策資料、圖片等。

(2)多種格式、多尺度數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫不僅對矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)統(tǒng)一建庫，還實現(xiàn)了多尺度的數(shù)據(jù)集中組織、管理。該系統(tǒng)以有地理編碼的1∶1萬的TM衛(wèi)星影像圖、城區(qū)1∶1萬正射影像圖為背景，疊置了城區(qū)建筑物1∶500的分布圖及各種比例尺的專題圖件，使空間分析更加快捷、有效。

2.4 系統(tǒng)功能框架

2.4.1 數(shù)據(jù)瀏覽模塊 對地圖放大、縮小、平移，全圖要素查看、要素渲染等基本功能。

2.4.2 圖層控制模塊 控制業(yè)務(wù)或?qū)ｎ}圖層的加載、顯示、隱藏。

2.4.3 圖形管理模塊 圖形的編輯，包括圖形導(dǎo)入、導(dǎo)出及屬性編輯。

2.4.4 查詢定位模塊 可配置的查詢條件，顯示查詢列表，單擊列表中的項目，實現(xiàn)要素定位及屬性顯示。

2.4.5 空間分析模塊

(1)專項數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能

地類圖斑情況統(tǒng)計。統(tǒng)計所有地類圖斑的各項情況，包括占地面積、建筑面積、建筑容積率、密度、固定資產(chǎn)累計投資、每公頃平均產(chǎn)值、每公頃平均投資、每公頃平均稅收等。

圖斑變更情況統(tǒng)計，可以統(tǒng)計一定時間段內(nèi)新增的圖斑情況，包括面積、權(quán)利人等。

具體實現(xiàn)方式：

空間查詢(緩沖區(qū)分析)：用戶可通過選擇點、線、面作為緩沖要素，給定緩沖距離，選擇需要分析的圖層如低效用地圖斑，在地圖上勾畫出需要緩沖的圖形(點、線、面)，系統(tǒng)通過點以緩沖距離為半徑生成圓，由線生成矩形面，由面生成外包面，以此面作為空間查詢方式，分析出面內(nèi)的低效用地的各項指標(biāo)，如地類圖斑情況統(tǒng)計和圖斑變更情況統(tǒng)計等。

通過屬性查詢的方式統(tǒng)計匯總，自定義組合查詢條件，如通過查詢調(diào)查區(qū)域圖斑中的現(xiàn)狀建成區(qū)、城鎮(zhèn)擴展區(qū)、鄉(xiāng)村得到各項匯總面積，并輸出指定格式的報表。

通過空間查詢與屬性相結(jié)合的方式：如查詢XX調(diào)查區(qū)或XX鎮(zhèn)中一定范圍內(nèi)的低效用地情況?；谝陨辖y(tǒng)計結(jié)果依據(jù)定制的低效用地認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，分析得出低效用地的數(shù)量、面積及空間分布。

(2)統(tǒng)計分析和決策支持

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，通過屬性查詢方式，統(tǒng)計符合條件的低效用地用地總面積、平均容積率、平均建筑密度以及調(diào)查區(qū)總面積、平均容積率、平均建筑密度等,統(tǒng)計結(jié)果的顯示方式包括：柱狀圖、折線圖等。

通用空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，通過空間查詢的方式，統(tǒng)計符合條件的低效用地用地總面積、平均容積率、平均建筑密度以及調(diào)查區(qū)總面積、平均容積率、平均建筑密度等。

空間拓?fù)浏B加分析，包括疊加城鄉(xiāng)規(guī)劃圖斑、土地規(guī)劃圖斑、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃圖斑等，查詢不符合條件的調(diào)查圖斑。通過查詢的方式統(tǒng)計分析，自定義組合查詢條件，分析結(jié)果可進(jìn)行輔助決策。

具體表現(xiàn)如下。

按調(diào)查區(qū)空間地域分布分類統(tǒng)計匯總：市、縣(市、區(qū))按現(xiàn)狀建成區(qū)、城鎮(zhèn)擴展區(qū)、鄉(xiāng)村3個空間范圍，分區(qū)域統(tǒng)計匯總低效用地面積、現(xiàn)狀用途面積(包括商服、住宅、工礦倉儲、公共管理與公共服務(wù)等)、集體土地面積、違法面積、存量建設(shè)用地面積等。

按調(diào)查區(qū)城鎮(zhèn)低效用地類型分類統(tǒng)計匯總：市、縣(市、區(qū))按舊城鎮(zhèn)、舊廠礦、舊村莊和其他4個低效用地類型匯總低效用地面積、現(xiàn)狀用途面積(包括商服、住宅、工礦倉儲、公共管理與公共服務(wù)等)、集體土地面積、違法面積、存量建設(shè)用地面積等。

按調(diào)查區(qū)編號進(jìn)行分類統(tǒng)計匯總:市、縣(市、區(qū))按調(diào)查區(qū)編號，如XX鎮(zhèn)為單位，匯總XX鎮(zhèn)的低效用地面積、現(xiàn)狀用途面積(包括商服、住宅、工礦倉儲、公共管理與公共服務(wù)等)、集體土地面積、違法面積、存量建設(shè)用地面積等。

條件交叉分類統(tǒng)計匯總：結(jié)合上述3種方式進(jìn)行統(tǒng)計分類匯總面積，如統(tǒng)計XX鎮(zhèn)的舊城鎮(zhèn)或舊村莊的低效用地面積、現(xiàn)狀用途面積、集體土地面積、違法土地面積、存量建設(shè)用地面積等，或統(tǒng)計XX鎮(zhèn)的現(xiàn)狀建成區(qū)或鄉(xiāng)村中的各項面積統(tǒng)計數(shù)據(jù)，或XX鎮(zhèn)中現(xiàn)狀建成區(qū)中的舊廠礦各項面積統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.4.6 雙屏比對模塊 實現(xiàn)不同屏幕加載不同影像或?qū)ｎ}數(shù)據(jù)，實現(xiàn)雙屏聯(lián)動。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)主框架

框架是用來管理其他子模塊，控制子模塊界面的打開和關(guān)閉。主界面如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)主界面

3.2 數(shù)據(jù)瀏覽模塊

數(shù)據(jù)瀏覽子模塊主要負(fù)責(zé)影像圖、專題圖和其他數(shù)據(jù)的展示。瀏覽界面包括左上角導(dǎo)航條、左下角狀態(tài)欄和地圖窗口，導(dǎo)航條包含放大、縮小、平移等工具按鈕；地圖窗口主要作用是展示地圖場景和狀態(tài)條，狀態(tài)條上顯示當(dāng)前鼠標(biāo)坐標(biāo)和比列尺，如圖3。

圖3 數(shù)據(jù)瀏覽子模塊

3.3 圖層控制模塊

控制專題圖層(矢量圖層)的打開和關(guān)閉，圖形管理模塊可實現(xiàn)要素(圖形和屬性)的新增、修改、刪除(圖4)。

3.4 雙屏對比模塊

通過加載不同時期的影像圖實現(xiàn)影像對比，兩個地圖窗口進(jìn)行實時聯(lián)動(圖5、圖6)。

圖4 空間查詢與編輯地塊

圖5 對比影像選擇

圖6 兩期影像對比

4 結(jié) 論

該系統(tǒng)實現(xiàn)了城鎮(zhèn)低效用地信息管理的數(shù)字化、集成化、可視化、自動化，實現(xiàn)了各類資料的信息關(guān)聯(lián)和高度集成，使空間查詢、圖形編輯、空間分析統(tǒng)計非常便捷；同時，提高了城鎮(zhèn)低效用地信息管理的水平和工作效率，使土地開發(fā)利用由粗放利用階段逐步向集約型、高效性及科學(xué)性的方向健康穩(wěn)步發(fā)展。為民眾提供了一個基礎(chǔ)、及時、全面、直觀、準(zhǔn)確的三維可視化的科學(xué)工具。城鎮(zhèn)低效用地分析決策系統(tǒng)的實現(xiàn)，拓寬了3S技術(shù)的應(yīng)用前景，提升了3S技術(shù)與其他平臺系統(tǒng)集成的應(yīng)用價值。

[1]羅宇．基于四層軟件結(jié)構(gòu)的城鄉(xiāng)用地規(guī)劃系統(tǒng)偶爾機制研究與實現(xiàn)[D]．成都：西南交通大學(xué),2012.

[2]楊志強,尚建嗄．大規(guī)模城市三維景觀實時瀏覽解決方案研究及實現(xiàn)[J]．計算機應(yīng)用研究,2003，(10):113-115．

[3]朱慶,李德仁,龔健雅，等．?dāng)?shù)碼城市GIS的設(shè)計與實現(xiàn)[J]．武漢大學(xué)學(xué)報:信息科學(xué)版,2001,26(03):8-11．

[4]朱國敏,馬照亭,孫隆祥，等．城市三維地理信息系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫組織與管理[J]．測繪科學(xué),2008,33(01):238-240．

[5]韓鵬,徐占華,褚海峰,等.地理信息系統(tǒng)開發(fā)ArcObjects方法[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2005:385-409.

[6]蔣波濤.插件式GIS應(yīng)用框架的設(shè)計與實現(xiàn)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2008:184-192.

[7]楊珍,蔣云良,羅顯剛.基于WebGIS的稅務(wù)征管系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].測繪科學(xué)，2009,(04):200-201.

[責(zé)任編輯：劉守義 英文編輯：劉彥哲]

Design of Inefficient Urban Land Information and Decision Making System

BAI Hong-wei1,LI Zhi-wei2

(1.Anhui Province Coal Mine Exploration Engineering Technology Research Center,Suzhou University,Suzhou,Anhui 234000，China；2.Jiangsu Yitu Geographic Information Engineering Co.,Ltd.,Yangzhou,Jiangsu 225002,China)

With the urban needs for decision support information of inefficient urban land.In thisarticle,it from the overall designs framework and database of inefficient urban land analysis decision system:using Flex development language,with ArcGIS Server as development platform,design and develop the information management system of inefficient urban land redevelopment based on investigation data,the system consists of database,data browsing,map operation(including elements selection,query,editing,rendering and so on),statistical analysis and decision support,result output,system management and other functions.The system has good man-machine interface display function of spatial data,displays inefficient land use survey results in an intuitive and reasonable manner,and provides decision support analysis.

inefficient urban land;spatial database;Flex;ArcGIS Server

宿州學(xué)院安徽省煤礦勘探工程技術(shù)研究中心開放資助課題(2013YKF04)；宿州學(xué)院教學(xué)科研項目(szxyjyxm201419)；宿州學(xué)院一般科研項目(2013yyb06)

白洪偉(1987-),男，安徽宿州人，助教，碩士，主要研究方向為測繪與3S技術(shù)。

TP 319：F 293.2

A

10.3969/j.issn.1673-1492.2015.05.004

來稿日期：2015-04-15