基于業務流程和GIS的城鄉規劃實施管理數據動態更新

樊惠萍，毛海亞

(1.廣州市城市規劃自動化中心，廣東廣州 510030;2.廣州城網信息發展有限公司，廣東廣州 510030)

1 引言

城鄉規劃是“協調城鄉空間布局，改善人居環境，促進城鄉經濟社會全面協調可持續發展，……”(《城鄉規劃法》)。城鄉規劃管理包括規劃制定和修改、實施和監督檢查管理，其中規劃實施管理主要指建設項目用地規劃管理和建設工程規劃管理等。

規劃實施管理是規劃管理機構的日常業務，管理過程中將產生與管理相關的圖形和非圖形數據，這些數據既是規劃管理的結果，又是規劃制定和修改、實施和監督檢查管理的數據支撐。因此，數據的有效獲取、科學組織與存儲及持續更新可以直接提升其應用價值，提高管理者審批的準確度和高效性。

2 業務流程定義

邁克爾·哈默(Michael Hammer)與詹姆斯·錢皮(James A.Champy)對業務流程(Business Process)的經典定義為:我們定義某一組活動為一個業務流程，這組活動有一個或多個輸入，輸出一個或多個結果，這些結果對客戶來說是一種增值。簡言之，業務流程是企業中一系列創造價值的活動的組合。

這一系列活動之間不但有嚴格的上下游節點的限定，還對活動的角色、內容、方式、責任等都有明確的安排和界定，使得不同活動在不同角色之間進行轉換交接成為可能。活動與活動之間在時間和空間上的轉移可以有較大的跨度。

業務流程可以分為主要的業務流程和輔助的業務流程。主要的業務流程是由直接存在于企業的價值鏈條上的一系列活動及其之間的關系構成的，如企業行為中的采購、生產、銷售等活動。輔助的業務流程是由為主要業務流程提供服務的一系列活動及其之間的關系構成的，如管理、后勤保障、財務等活動。

本文是基于政府部門對規劃實施管理過程中一系列審批工作環節的組合和為支撐審批業務提供數據更新服務工作環節的組合來論述的。

3 GIS和城鄉規劃

無論是城鄉規劃的制定還是規劃的實施管理，其業務本身都是收集、處理、分析、展示大量與規劃區地表空間位置相關的空間和屬性信息，歷來與地圖和地理信息系統密不可分。

在規劃中GIS既是數據庫又是工具箱(見圖1)。基于數據庫的GIS可以存儲規劃編制和規劃實施的空間、屬性數據并通過空間關系模型相連接，支持強大而高效的數據訪問、查詢和制圖;同時還可以從GIS數據庫中挖掘所需的數據，并輸入到其他模型或空間分析程序中，或與其他專項調查數據相結合，用來支持有效的規劃管理與決策。作為工具箱，GIS可提供空間插值、疊合、緩沖區和空間連接等地理處理功能，同樣為規劃服務。

圖1 GIS與城鄉規劃的關系

4 規劃實施管理和數據更新業務流程及相互關系

4.1 規劃實施管理的階段劃分

規劃實施管理主要階段有核發建設項目選址意見書、核發建設用地規劃許可證、核發建設工程規劃許可證、規劃驗收建設工程并核發建設工程規劃驗收合格證等。上述各業務階段前后銜接，一般情況下，上一階段審批結論是下一階段審批的前提。圖2展示了規劃管理階段的組成。

圖2 規劃管理階段劃分示意圖

4.2 規劃實施管理和數據更新業務流程及相互關系

一個規劃建設項目在規劃實施的每個階段都要經過行政許可，這是政府部門為城鄉規劃與建設服務和管理的過程，這個過程一般遵循一些基本的審批環節，如窗口受理、業務辦理、領導審批和結案等。本文將這些審批環節的組合定義為規劃實施管理業務流程，也稱主要業務流程，如圖3所示。

為規劃實施管理階段提供圖形與非圖形數據的獲取、數據的預處理、基于GIS的數據更新處理、質量控制等一系列服務活動定義為數據更新的業務流程，也稱輔助業務流程，如圖3所示。

主要業務流程和輔助業務流程的制定既自成一體，又無縫銜接，邏輯關系合理，角色清晰。圖3詳細描述了規劃實施管理業務流程與數據更新業務流程的組成及其相互關系。合理的關系使得業務審批的數據源及過程中產生的數據從其標準到各環節間的流轉都得到了有效的控制。這樣一方面為業務流程各環節提供了及時可靠的輔助信息，提高了行政許可的準確性與高效性，另一方面為規劃實施管理數據的動態更新建立了與業務流程密切關聯的更新機制，保障了數據的快速動態更新。清晰的角色關系明確了每個角色在流程節點上的任務，便于規范化管理。這種構建在業務流程上并與之聯動的數據更新方式不但穩定、高效，而且低成本、可持續。

圖3 規劃實施管理業務流程與數據更新業務流程的關系圖

5 數據的動態更新

如第3部分所述，GIS在城鄉規劃中發揮著既是數據庫又是工具箱的雙重作用。應用地理信息系統(GIS)存儲和管理的規劃實施管理空間數據，也同時應用著GIS強大的空間分析功能為城鄉規劃提供輔助決策支持。GIS輔助決策支持的可靠性依賴于數據的準確性和現勢性，這需要數據的動態更新來確保。

那么，基于上述相輔相成的規劃實施管理業務流程和數據更新業務流程的數據更新方法具體如何?GIS數據更新的基本方法是利用直接或間接獲得的數據源，對原有數據庫的要素進行追加、刪除、替換、關系調整等修改和處理。結合上述業務流程，數據更新需經過數據預處理、數據處理、檢驗和確認、質量檢查和更新入庫等基本環節。

5.1 數據的預處理

數據的預處理是一個極為重要的先行步驟。更新使用的數據源越來越呈現多源化，其中不乏一些臟亂差的數據，為防止垃圾數據進出的現象，必須進行數據格式的規范、異常數據的排除、錯誤數據的糾正、重復數據的清除等處理，確保數據的正確和規范，降低數據庫維護的難度和成本，提高數據庫應用的可持續性。

規劃實施管理的空間數據及非空間數據來自于各建設項目業主單位和設計單位，一般為多源頭多表達形式的CAD格式數據。因此，數據的預處理要從源頭做起，數據的標準在規劃實施項目設計階段就得貫徹落實。本著這個理念，規劃電子報批技術及其運作機制的研究在本世紀初興起，廣州市城市自動化中心率先將研究成果應用于廣州市規劃局修建性詳細規劃、建筑工程規劃許可和驗收、市政工程規劃許可和驗收等規劃實施管理業務中。

規劃電子報批是一種為電子政務服務的技術方法和管理機制，它利用計算機技術和嚴密的數學定義，通過系統貫徹一套與規劃實施管理要求相符合的計算機技術規則和管理規程，實現計算機輔助審理報批圖件及規劃指標的自動計算。技術規則主要包含CAD數據圖層規則、圖形定義規則、建設空間功能(或地塊功能)劃分規則、屬性賦值規則、規劃指標表達規則等，這些規則標準通過電子報批制度在項目設計、技術審查、行政許可等各階段全面執行，實現數據標準的落實、異常數據的排查、錯誤的糾正，直至達到規劃管理要求，完成CAD數據的預處理，如圖4所示。

圖4 數據預處理過程

5.2 數據處理

數據處理是將預處理后的數據通過專業系統、系列規則和外部參考文件進行篩選和處理。這一環節是人機交互作業的過程。

規劃實施管理數據在經過了輔助業務流程①、②、③、④環節和主業務流程環節(圖3所示)的預處理后，一方面已滿足了行政許可規定，另一方面也已符合了數據建庫的條件。數據處理人員通過基于ArcGIS的數據處理系統，從預處理后的CAD數據中提取建庫的圖形要素、從業務審批系統中提取非圖形數據(即文證數據)，按已建立的規劃實施管理GIS數據庫的數據內容和數據組織結構，把規劃實施審批的圖形數據從CAD格式轉換為GIS格式，并把GIS圖形數據與業務審批結論等非圖形數據匹配關聯起來;然后，處理人員再把關聯后的新數據與原有數據相結合，依據數據更新規則和項目審批資料進行分析判斷，添加新增目標、刪除不再存在目標、合并新舊共存目標、協調要素空間關系、處理圖形要素的一致性和屬性的完整性等，生成數據處理的新用戶版本數據。

5.3 人工檢驗和確認

在數據處理過程中，有時會遇到按規則無法判斷和處理的個案數據。對于此類案件數據，需要對源數據進行再分析處理，或請源數據提供單位重新核實數據的可靠性。

5.4 質量檢查

數據是GIS系統的“血液”，數據質量從根本上關乎GIS的應用。規劃管理空間數據的質量控制尚未有明確的國家或行業指導規范，基本上是各地各市因地因需制定數據質量要求。按照一般GIS數據的質量要求，質量檢查包括定位精度檢查、屬性精度檢查、拓撲關系檢查。

定位精度檢查是從與項目批準的地理位置、與源數據坐標值的一致性等方面檢查點、線、面要素的定位準確性。

屬性精度檢查是針對屬性數據的規范性檢查，主要包括字段非空檢查、項目的規劃審批文證號和規劃指標等屬性值與項目的圖形匹配性、與批復文(函)內容的一致性檢查。

拓撲關系檢查是本項目圖形間及與周邊已批建(構)筑物間的相鄰關系、連接關系、覆蓋關系、相交關系、重疊關系等檢查。

5.5 更新入庫

由于規劃實施管理數據的動態更新屬于長事務性質的數據處理，因此采用ArcSDE空間數據版本技術來管理數據更新是較好的解決方案。當ArcSDE服務器的實例啟動時，就建立了數據庫缺省的狀態和版本(SDE.DEFAULT)，它是所有版本的父版本。以它為根版本，創建子版本。子版本包括數據處理用戶和檢查用戶版本等，每個版本設置用戶權限管理，與DEFAULT版本之間的關系如圖5所示。

規劃實施管理數據走完所有的數據更新的業務流程入庫到成果版本后，還需提交合并成果版本到默認DEFAULT版本，這一過程包括版本沖突判斷、沖突處理和版本提交三項工作。這項工作一般在數據質量合格的前提下，由指定的責任人按規定的更新頻率要求完成。

圖5 數據更新入庫版本示意圖

6 實現數據可持續動態更新的關鍵

6.1 數據的更新機制

城鄉規劃實施管理空間數據庫的持續更新是一項長期、復雜的工程，與初始建庫的理論和方法不同，應結合實際和技術發展加強該方面的研究，建立更科學更優化的方法。在現有的體制下，數據更新也是一項多方參與并協作的工作，涉及的單位或部門有建設及設計單位、規劃管理業務審批部門、數據庫維護更新部門等。因此，將科學的技術方法和管理制度相結合，建立符合業務流程的高效率、低成本、責任明晰、標準完善的更新機制是關鍵所在。

6.2 數據的質量控制

數據更新業務流程相對復雜，尤其是數據處理階段不確定因素難免存在，常見的不確定因素有:①現實中存在著有悖于普遍性的特殊情況，與一般規則不符;②數據處理依賴于處理人員的分析判斷，數據處理人員的經驗、專業素質和工作態度等都會對分析判斷的結論產生影響。因此，為保證數據庫的可持續更新，提高數據的應用價值，必須加強數據質量控制。質量控制應從數據標準制定的完善程度和實施的力度上入手，不但要對提供源數據的各方形成有效的約束，而且要對數據處理過程中的數據質量進行嚴格控制，最后才對數據處理結果進行質量檢查。

6.3 數據模型的演化

數據更新是對現有數據體進行交互操作和處理的過程，部分改變了原有的幾何數據、屬性數據、元數據以及拓撲等空間關系，甚至提高了數據的精度，豐富了數據的類型。數據模型將隨著不斷的更新操作和版本變化而逐漸演化，故應當注重數據更新動態建模問題的研究并視情況及時調整數據模型。

6.4 資金的保障

另外，數據的動態更新需要長期的人力投入和系統數據庫的維護，所以除了技術方法、更新機制的保障外，運作資金的保障也是重要因素之一。

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