趙連柱 劉延松 劉 進(jìn)

(1. 北京市測繪設(shè)計研究院, 北京 100038; 2. 城市空間信息工程北京市重點實驗室, 北京 100038)

0 引言

城市規(guī)劃測量工作是配合城市規(guī)劃、保障其各項內(nèi)容具體實施的基礎(chǔ)工作和重要環(huán)節(jié),它為城市建設(shè)工程的設(shè)計、施工、竣工和運營管理階段的測量工作創(chuàng)造條件和提供依據(jù),其主要內(nèi)容包括規(guī)劃道路定線(簡稱“定線”)測量和建筑用地釘樁(簡稱“撥地”)測量[1-3]。建筑用地釘樁數(shù)據(jù)是北京市各建設(shè)單位依法進(jìn)行開發(fā)建設(shè)、合法使用土地的重要依據(jù)[4-5]。

外業(yè)生產(chǎn)與入庫分別基于不同的平臺進(jìn)行開發(fā),中間經(jīng)過多個流程節(jié)點,各流程節(jié)點完全通過人工的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和傳遞,對于紙質(zhì)成果坐標(biāo)和入庫電子成果坐標(biāo)只能通過用地釘樁入庫人員借閱用地釘樁紙質(zhì)成果檔案(以下簡稱“撥地件”)進(jìn)行人工比對,外業(yè)生產(chǎn)需要調(diào)閱紙質(zhì)成果檔案,需要核對紙質(zhì)成果檔案與下載撥地電子數(shù)據(jù)是否一致,增加了外業(yè)生產(chǎn)人員的核對坐標(biāo)工作量。

因此有必要對用地釘樁數(shù)據(jù)生產(chǎn)與入庫一體化技術(shù)進(jìn)行研究,對現(xiàn)有的外業(yè)生產(chǎn)軟件和用地釘樁錄入系統(tǒng)進(jìn)行升級改造,實現(xiàn)用地釘樁數(shù)據(jù)生產(chǎn)與入庫一體化,保證入庫成果與紙質(zhì)成果的一致性。在此基礎(chǔ)上,實現(xiàn)用地釘樁數(shù)據(jù)生產(chǎn)、入庫、管理與分發(fā)服務(wù)的規(guī)范化、科學(xué)化和現(xiàn)代化,也是信息化測繪的必然趨勢[4]。

1 一體化生產(chǎn)技術(shù)流程設(shè)計

一體化生產(chǎn)技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 用地釘樁數(shù)據(jù)生產(chǎn)與入庫一體化技術(shù)流程

(1)分院登錄院生產(chǎn)管理信息系統(tǒng),錄入撥地件工程項目信息。

(2)業(yè)務(wù)處審批后下發(fā)撥地件測號。

(3)分院外業(yè)測繪作業(yè)輸出打印成果表及略圖,打印成果表同時生成入庫的交換格式文件,從而保證交換格式文件與撥地紙質(zhì)歸檔成果檔案記載數(shù)據(jù)內(nèi)容一致,避免對入庫后的坐標(biāo)與紙質(zhì)檔案進(jìn)行人工比對。

(4)分院作業(yè)員(中隊檢查)將交換格式文件上傳入庫至作業(yè)庫。

(5)分院部門檢查,總工簽發(fā)后,將作業(yè)庫中的撥地數(shù)據(jù)在成果庫中進(jìn)行發(fā)布。

(6)分院將撥地件紙質(zhì)成果和電子資料歸檔,資料檔案館進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)工作。

(7)地理信息中心進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理與維護(hù),包括撥地件作廢、刪除、歷史數(shù)據(jù)管理。

2 交換格式文件定義

用地釘樁數(shù)據(jù)外業(yè)成果數(shù)據(jù)入庫內(nèi)容包括兩個部分,第一部分是每個地塊的屬性數(shù)據(jù),另一個部分是地塊中每個樁點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。用地釘樁外業(yè)成果入庫要準(zhǔn)確記錄每個地塊的屬性數(shù)據(jù)和每個樁點的坐標(biāo)數(shù)據(jù),保持這些入庫的成果數(shù)據(jù)信息與歸檔的紙質(zhì)檔案數(shù)據(jù)報表一致。地塊屬性數(shù)據(jù)包括測號、工程名稱、委托單位、工程地點、使用性質(zhì)、地塊名稱、地塊面積、地塊性質(zhì)、入庫單位、委托日期和簽發(fā)日期。地塊中每個樁點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括樁號(即樁點名稱)、距離(或弧長)、橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)。

交換格式文件是用地釘樁數(shù)據(jù)入庫時生成地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)數(shù)據(jù)必不可少的原始文件,交換文件的正確性直接關(guān)系到入庫的GIS數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的正確性。用地釘樁數(shù)據(jù)庫除存儲地塊空間數(shù)據(jù)外,還需要保存地塊樁點信息和地塊屬性信息。在用地釘樁數(shù)據(jù)庫中設(shè)計空間數(shù)據(jù)層LAND_GRAPHICS,用于保存地塊空間數(shù)據(jù),基于GIS數(shù)據(jù)存儲模型存儲數(shù)據(jù),空間數(shù)據(jù)引擎采用的是ArcSDE,空間數(shù)據(jù)存儲是在ORACLE關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行。地塊樁點信息和地塊屬性信息采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫ORALCE進(jìn)行存儲。外業(yè)規(guī)劃測量軟件采用AutoCAD平臺進(jìn)行設(shè)計開發(fā),為保證數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)交換的一致性,需要制定用地釘樁數(shù)據(jù)交換格式,保證AutoCAD平臺與GIS平臺屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)完整性和一致性,同時數(shù)據(jù)模型設(shè)計應(yīng)滿足ORACLE數(shù)據(jù)庫存儲要求,如表1所示。

表1 建筑用地釘樁數(shù)據(jù)交換格式規(guī)定

每個地塊可由一條或多條線組合而成,每條線在地塊中稱為一個部分,每個部分可封閉或不封閉。對于封閉的線,第一個點和最后一個點的點名和坐標(biāo)應(yīng)完全一致。對于多條封閉的線圍合而成的多邊形,外環(huán)點輸出應(yīng)按順時針輸出,內(nèi)環(huán)點輸出應(yīng)按逆時針輸出。多各地塊用LANDBEGIN、LANDEND關(guān)鍵字進(jìn)行標(biāo)識,LANDBEGIN為一個地塊的開始,LANDEND為一個地塊的結(jié)束。一條連續(xù)線圍成的地塊樁點序號加1,多段線圍成的地塊樁點序號在上一不連續(xù)線樁點序號基礎(chǔ)上加2。每個撥地件成果生成一個交換格式文件,在交換格式文件中地塊不重復(fù),在同一個地塊中樁點序號不重復(fù)。

新的撥地件由生產(chǎn)單位直接上傳撥地交換格式文件至作業(yè)庫,新?lián)艿丶霂?該撥地件在作業(yè)庫中不存在,直接進(jìn)行入庫,如果該撥地件在作業(yè)庫中已存在,則進(jìn)行整體覆蓋,確保新?lián)艿丶谧鳂I(yè)庫中數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確。撥地交換格式文件通過外業(yè)規(guī)劃測量軟件統(tǒng)一生成,與撥地成果紙質(zhì)檔案記錄的坐標(biāo)保持完全一致,通過加密處理確保交換格式文件不被修改。在撥地紙質(zhì)成果部門檢查及總工簽發(fā)后,作業(yè)庫中的撥地件地塊屬性數(shù)據(jù)及坐標(biāo)不能再進(jìn)行修改,統(tǒng)一將作業(yè)庫中的撥地件數(shù)據(jù)歸檔到撥地成果數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行發(fā)布,提供給各生產(chǎn)單位查詢和使用。

3 用地釘樁數(shù)據(jù)存儲模型

用地釘樁數(shù)據(jù)庫存儲包括兩個部分,分別為用地釘樁空間數(shù)據(jù)和用地釘樁成果樁點坐標(biāo)數(shù)據(jù)和地塊屬性數(shù)據(jù),如表2所示。

表2 用地釘樁數(shù)據(jù)組織與存儲

3.1 用地釘樁空間數(shù)據(jù)存儲

構(gòu)建基于地理實體的用地釘樁數(shù)據(jù)存儲模型[6-9],用地釘樁地理實體[3]包括用地邊界(線圖元構(gòu)成)和用地釘樁點(點圖元構(gòu)成)。用地釘樁空間數(shù)據(jù)存儲模型采用ArcSDE+ORACLE存儲,空間數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫ORACLE,空間數(shù)據(jù)引擎采用ArcSDE。用地釘樁成果中的地塊分為單條線封閉地塊(圖2)和兩條線圍合成的地塊(圖3)。圖2～3中,A、B、C、D、E、F、G、H為用地釘樁地塊界址點編號。

圖2 單條線封閉地塊

圖3 兩條線封閉地塊

在撥地件中的釘樁成果樁點中增加一列樁點順序號,封閉地塊首尾節(jié)點樁點名稱相同、坐標(biāo)相同,每個樁點根據(jù)成果件中的樁點按照地塊內(nèi)部依次編號,樁點順序號從1開始,每增加一個樁點,順序號增加1。對于兩條不封閉線圍合成的地塊,外圈封閉線樁點順序號從1開始,每增加一個樁點,順序號增加1;對于內(nèi)圈封閉線樁點順序號在外圈最大順序號N的基礎(chǔ)上開始計算,內(nèi)圈樁點順序號從N+2開始計算,內(nèi)圈每增加一個樁點,樁點順序號增加1。

3.2 用地釘樁屬性數(shù)據(jù)存儲

用地釘樁成果數(shù)據(jù)包括樁點坐標(biāo)以及樁點連接形成的地塊信息,用地釘樁數(shù)據(jù)成果中的樁點坐標(biāo)數(shù)據(jù)是生成地塊空間數(shù)據(jù)的唯一依據(jù),也是其他釘樁需要參考的重要資料,以避免不同用地釘樁成果件地塊之間造成壓蓋和出現(xiàn)縫隙。用地釘樁成果中的地塊屬性數(shù)據(jù)記錄地塊的工程名稱、工程地質(zhì)、委托單位、地塊的面積、地塊性質(zhì)、規(guī)劃審批文號、成果審核和簽發(fā)日期等信息,是生成用地釘樁空間數(shù)據(jù)層中的地塊屬性依據(jù),用地釘樁屬性數(shù)據(jù)存儲在ORACLE關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中,保持用地釘樁屬性數(shù)據(jù)與用地釘樁交換格式文件記錄內(nèi)容一致。

4 系統(tǒng)總體架構(gòu)

用地釘樁數(shù)據(jù)生產(chǎn)與入庫一體化系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)總體架構(gòu)

數(shù)據(jù)庫分為作業(yè)庫和成果庫,外業(yè)作業(yè)單位交換格式文件統(tǒng)一上傳到作業(yè)庫,紙質(zhì)撥地成果歸檔后將作業(yè)庫中的數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)布到成果庫中,成果庫中的數(shù)據(jù)可提供數(shù)據(jù)的分發(fā)服務(wù)。GIS開發(fā)平臺采用ArcGIS平臺,利用ArcObjects開發(fā)數(shù)據(jù)入庫功能。數(shù)據(jù)生產(chǎn)與入庫一體化軟件包括外業(yè)規(guī)劃測量軟件、用地釘樁數(shù)據(jù)上傳入庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理維護(hù)系統(tǒng)。

5 系統(tǒng)功能

用地釘樁數(shù)據(jù)生產(chǎn)與入庫一體化總體功能框架包括外業(yè)規(guī)劃測量、前端數(shù)據(jù)上傳入庫、后端數(shù)據(jù)管理維護(hù)功能模塊,按照面向的用戶和功能權(quán)限不同,分為三個子系統(tǒng),如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)功能框架

5.1 外業(yè)規(guī)劃測量軟件

外業(yè)規(guī)劃測量軟件面向各生產(chǎn)分院的作業(yè)員、中隊檢查員、部門檢查員和總工。負(fù)責(zé)撥地件

成果打印輸出,實現(xiàn)撥地工程地塊坐標(biāo)成果自動化輸出[10],同時生成符合撥地數(shù)據(jù)入庫的交換格式文件,通過電子文件數(shù)據(jù)加密和防篡改技術(shù),保證入庫交換格式文件數(shù)據(jù)記錄的內(nèi)容和撥地件紙質(zhì)檔案中記錄的內(nèi)容一致。

5.2 前端用地釘樁數(shù)據(jù)上傳入庫系統(tǒng)

前端用地釘樁數(shù)據(jù)上傳入庫系統(tǒng)面向各生產(chǎn)分院的作業(yè)員、中隊檢查員、部門檢查員和總工。系統(tǒng)功能包括用戶注冊與登錄、用地釘樁交換格式文件上傳與入庫,數(shù)據(jù)入庫到作業(yè)庫,提供用地釘樁入庫后的數(shù)據(jù)檢查自動檢查功能,提供地塊面積、距離(弧長)、圓心坐標(biāo)等自動檢查并提供入庫數(shù)據(jù)檢查報告,輔助于各生產(chǎn)部門的作業(yè)?？偣ず灠l(fā)后,自動將作業(yè)庫中的數(shù)據(jù)發(fā)布到成果庫。

5.3 后端數(shù)據(jù)管理維護(hù)系統(tǒng)

后端數(shù)據(jù)庫管理維護(hù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫管理維護(hù)、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計和系統(tǒng)管理等功能。數(shù)據(jù)庫管理維護(hù)可以根據(jù)紙質(zhì)檔案記載的標(biāo)識作廢和標(biāo)記刪除的撥地件進(jìn)行管理和維護(hù),提供數(shù)據(jù)庫的批量導(dǎo)出功能,生成SHP格式文件數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計可按照撥地件或者地塊的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行,包括按照工程名稱、工程性質(zhì)、測號、用地單位、用地地址、委托日期等進(jìn)行查詢。查詢統(tǒng)計可繪制區(qū)域范圍或根據(jù)用戶提供的導(dǎo)入矢量范圍進(jìn)行。系統(tǒng)管理包括用戶管理、權(quán)限分配、日志管理、系統(tǒng)配置等。

6 結(jié)束語

通過設(shè)計用地釘樁數(shù)據(jù)生產(chǎn)與入庫的一體化技術(shù)流程,制定用地釘樁數(shù)據(jù)交換格式,基于地理實體構(gòu)建用地釘樁數(shù)據(jù)存儲模型,采用ORACLE關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲用地釘樁空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),通過對外業(yè)規(guī)劃測量軟件和用地釘樁數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)的升級改造,實現(xiàn)用地釘樁外業(yè)測繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)與入庫一體化,從而保證用地釘樁紙質(zhì)歸檔成果與數(shù)據(jù)庫成果記錄內(nèi)容一致,實現(xiàn)用地釘樁數(shù)據(jù)庫的實時動態(tài)更新,更好地服務(wù)于首都規(guī)劃建設(shè)工作。