GIS在城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)中的應用

劉勤，馬建林，趙江波

(1.義烏勘測設計研究院，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)中的應用

劉勤1?，馬建林2，趙江波1

(1.義烏勘測設計研究院，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的技術路線和實際應用，以OpenGIS作為UPMIS的GIS應用框架，實現(xiàn)GIS與規(guī)劃管理業(yè)務的無縫結合，在規(guī)劃道路網(wǎng)、控制性詳細規(guī)劃成果管理、修建性詳細規(guī)劃項目審批和多媒體數(shù)據(jù)管理等幾個方面進行了應用。

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

1 引 言

隨著義烏城市規(guī)模的不斷擴大和現(xiàn)代化進程的加快，規(guī)劃管理工作越來越復雜。義烏市建設規(guī)劃局原有的基于“一書兩證”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)圖紙進行保存，使用時只能用手工的方法進行查找，這給規(guī)劃管理工作帶來極大不便。因此，義烏市建設規(guī)劃局考慮以地理信息系統(tǒng)(GIS)技術來實現(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)。

在應用GIS之前，義烏市建設規(guī)劃局已經(jīng)擁有關系型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)，如何有效利用、整合該數(shù)據(jù)庫，這也是本項目的關鍵。通過應用空間數(shù)據(jù)引擎，可以將點線面等圖形實體數(shù)據(jù)存儲到DBMS中，從而實現(xiàn)功能上的擴展。這樣，GIS在規(guī)劃管理中的作用既是數(shù)據(jù)庫，又是工具箱。一方面，從數(shù)據(jù)庫管理來說，GIS可以存儲矢量、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，同時，還可以從數(shù)據(jù)庫中抽取數(shù)據(jù)，輸入到其他模型或空間分析程序中，或者與其他專題調(diào)查獲得的表狀數(shù)據(jù)相結合，為決策服務。從GIS工具箱角度來說，可以使用其空間插值、疊加、緩沖區(qū)、最短路徑、空間拓撲關系計算、淹沒分析、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。

本系統(tǒng)采用OpenGIS作為UPMIS的GIS應用框架，以SQL Server 2005作為數(shù)據(jù)庫平臺，有效整合已有基礎地理空間數(shù)據(jù)及規(guī)劃信息數(shù)據(jù)，并考慮數(shù)據(jù)更新機制，實現(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)務內(nèi)容，UPMIS可以分為地形管理模塊、管線管理模塊、規(guī)劃設計模塊、規(guī)劃業(yè)務管理模塊、成果管理模塊以及網(wǎng)絡發(fā)布模塊等，本文從規(guī)劃業(yè)務和成果管理兩個方面來探討GIS的技術路線和實際應用。

2 技術路線

2.1 OpenGIS

目前，有部分國內(nèi)GIS應用系統(tǒng)采用基于組件(例如ArcGIS Engine、MapObjects、MapX等)的二次開發(fā)方式來完成，這些組件的價格昂貴，運行時需要安裝龐大的運行庫，開發(fā)和維護的成本很高。

近年來，對于OpenGIS的研究也取得了很大的進展，已經(jīng)有基于OpenGIS開發(fā)的應用系統(tǒng)出現(xiàn)。為了節(jié)省經(jīng)費，開發(fā)高效實用、維護方便的系統(tǒng)，我們考慮以OpenGIS作為 UPMIS的 GIS應用框架。在已有的OpenGIS(GEOS、ShapeLib、PostGIS、QGIS、SAGAGIS等)源代碼基礎上重新開發(fā)的GIS應用框架，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，不需要購買GIS開發(fā)組件，節(jié)約了開發(fā)經(jīng)費；二是部署起來方便靈活，安裝和維護相對簡單。缺點是開發(fā)的難度比較大，對開發(fā)人員的要求比基于組件的二次開發(fā)要高。

2.2 空間數(shù)據(jù)的存儲

本系統(tǒng)采用SQL Server作為數(shù)據(jù)庫平臺。

在SQL Server中，空間數(shù)據(jù)圖層和普通屬性表實際上是一致的，無非是空間數(shù)據(jù)需要有一個專門的字段來存儲其坐標數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫中的復雜類型(BLOB)字段可以存儲任意的數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)就采用這種方式進行存儲，點、多義線、多邊形的坐標數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮和加密后存儲到圖層表的BLOB字段中。為了提高空間數(shù)據(jù)的訪問效率，需要對空間數(shù)據(jù)進行空間索引。對于每一個數(shù)據(jù)圖層做一個R樹索引，可以大大提高數(shù)據(jù)的訪問效率。所以，空間數(shù)據(jù)圖層在數(shù)據(jù)庫中由兩個表組成:一個是有一列BLOB字段可以存儲空間坐標信息的屬性表，另一個是可以加快空間操作速度的R樹索引表。

同樣地，影像數(shù)據(jù)也是以BLOB字段的形式存儲在數(shù)據(jù)庫表中，為了提高影像的訪問速度，使用了多細節(jié)層次模型技術對圖像構建金字塔。

3 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)采用了客戶端－服務器的結構模式，服務器端與客戶端的數(shù)據(jù)傳輸通過流的方式來進行。數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫流直接到內(nèi)存流，不會在客戶端存儲任何文件，可以確保用戶只能使用而不能下載數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)運行的軟硬件環(huán)境利用義烏市建設規(guī)劃局現(xiàn)有的局域網(wǎng)辦公協(xié)作平臺。開發(fā)的軟件平臺為C＋＋Builder 6.0，硬件平臺為運行Windows 2003 Server操作系統(tǒng)的服務器一臺，客戶端采用普通PC機，運行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)模塊和架構說明。

珍惜土地資源 建設美麗家園 .............................................................................................................................6-1

圖1 UPMIS的系統(tǒng)架構圖

4 實際應用

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、支路四個等級，包括道路中心線和道路節(jié)點兩個圖層。其中，道路中心線存儲道路的名稱、走向、等級、寬度、路面材質(zhì)等屬性，而道路節(jié)點存儲節(jié)點名稱、交通流量、路面標高、立交橋底標高、交會道路名稱等。這些數(shù)據(jù)在道路配套的市政設施規(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)由專門的路網(wǎng)規(guī)劃來確定，實施后的實際道路走向可能與規(guī)劃道路不一致，因此，需要用竣工測量所得到的道路數(shù)據(jù)替換原來的數(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)字高程模型后的專題圖(局部)。

圖2 市域規(guī)劃道路網(wǎng)(局部)

4.2 控制性詳細規(guī)劃

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

控制性詳細規(guī)劃成果內(nèi)容非常豐富，包括規(guī)劃文本、說明書、圖紙等。如果將所有成果要素都標準化并轉(zhuǎn)換成GIS圖層，將費時費力并不一定達到好的效果。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、地塊范圍等)，同時將審批過的電子文檔和掃描件等錄入數(shù)據(jù)庫，并與地塊進行關聯(lián)。規(guī)劃審批人員可以很方便地查詢到每一個地塊的指標屬性，以及其相關聯(lián)的原始設計圖文數(shù)據(jù)(如圖3所示)。

圖3 控制性詳細規(guī)劃地塊指標查詢

4.3 修建性詳細規(guī)劃

對于設計單位提供的電子文檔需要進行預審，我們制定了義烏市的規(guī)劃電子報批標準。鑒于目前很多的設計單位依然以計算機輔助制圖(CAD)作為主要的設計手段，故該標準以AutoCAD文件作為標準格式，主要規(guī)定了坐標系統(tǒng)、圖層命名、線的寬度、顏色等。在預審階段，如果發(fā)現(xiàn)提交的電子文檔不符合以上的標準，則需要修改后重新提交，符合要求的數(shù)據(jù)先導入一個臨時的數(shù)據(jù)庫，待審批通過后，再把相應的項目地塊紅線數(shù)據(jù)等導入空間數(shù)據(jù)庫，然后直接與規(guī)劃業(yè)務數(shù)據(jù)庫如用地許可證數(shù)據(jù)表進行關聯(lián)，獲得紅線的非空間屬性如項目編號、項目年份、項目名稱、項目類型、設計單位、描述、批準的建筑面積、關鍵字、狀態(tài)、密級等，從而實現(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目的紅線范圍、電子文件、圖紙檔案的掃描件等，并可以進行統(tǒng)計分析(如按年度的用地面積統(tǒng)計)和制圖輸出。

圖4 修建性詳細規(guī)劃審批項目屬性查詢

4.4 多媒體數(shù)據(jù)管理

在后續(xù)的管理過程中，如規(guī)劃監(jiān)督和規(guī)劃驗收階段，會有大量多媒體數(shù)據(jù)(現(xiàn)場照片和視頻)需要保存到數(shù)據(jù)庫中。如何以一種直觀的方式來查詢這些數(shù)據(jù)，從而很好地把握城市建設項目的進展情況?我們以GIS作為一個窗口，通過這個窗口來查詢關系數(shù)據(jù)庫中存儲的所有與位置相關的多媒體數(shù)據(jù)，如圖5所示。

在多媒體數(shù)據(jù)錄入階段，需要對數(shù)據(jù)進行地理編碼。編碼的方法可以是通過與規(guī)劃項目進行關聯(lián)，也可以是通過遙感影像或者手持式的GPS接收機來獲得拍攝照片時的空間位置。

圖5 多媒體數(shù)據(jù)查詢

5 結 語

城市規(guī)劃業(yè)務離不開地理信息，規(guī)劃管理信息系統(tǒng)也離不開GIS技術。把GIS技術與其他相關的技術如網(wǎng)絡技術、關系數(shù)據(jù)庫、多媒體、CAD技術結合起來，實現(xiàn)對規(guī)劃編制、規(guī)劃管理、規(guī)劃決策的支持，可以提高業(yè)務的準確性和深度。通過本項目的實施，可以看出在OpenGIS的基礎上，開發(fā)出GIS應用框架和城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，是一種經(jīng)濟、靈活的模式。利用這種方式，我們在辦公自動化、規(guī)劃成果管理等方面進行了有益的嘗試，并取得了部分應用成果。

當然，義烏市的規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的開發(fā)，尚處于起步階段，進一步的工作是利用GIS的分析功能，為提出定性或者定量的分析指標為城市規(guī)劃決策服務。

參考資料

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[3]http://opensourcegis.org

[4]葉嘉安，宋小冬，鈕心毅等.地理信息與規(guī)劃支持系統(tǒng)[M].北京:科學出版社，2006

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[6]陳定榮，肖蓉.控制性詳細規(guī)劃成果建庫探索[J].現(xiàn)代城市研究，2006，21(06)

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，主要從事測繪管理和地理信息系統(tǒng)開發(fā)工作。