“多規合一”信息平臺設計及關鍵技術研究

金兵兵,馬桂云，劉 洋，蘇曉俊

(1.廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東 廣州 510060;2.河南省電子信息產品質量監督檢驗院，河南 鄭州 450003)

“多規合一”信息平臺設計及關鍵技術研究

金兵兵1,馬桂云2，劉 洋1，蘇曉俊1

(1.廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東 廣州 510060;2.河南省電子信息產品質量監督檢驗院，河南 鄭州 450003)

以廣州市天河區“多規合一”信息平臺為例，重點探討系統的設計與實現。系統以城市規劃部門及基礎地理信息數據為本地數據，基于SOA技術以數據服務的方式與區內發改、國土、環保、交通、市政、水利等部門業務系統之間實現同步數據交換，并基于ArcSDE進行“多規合一”數據的集成化管理。采用WebGIS、二三維數據聯動、數據挖掘等技術，提供數據交換共享、數據坐標轉換、沖突智能檢測、專題統計制圖、臺賬與決策支持、三維仿真輔助規劃等功能，為項目選址與落地、“多規”的編制與調整、建設項目審批等業務提供技術支撐。

多規合一；數據庫；WebGIS；SOA

當前國內的空間規劃體系存在著城鄉規劃與經濟社會發展規劃、土地利用總體規劃、環保規劃等之間缺乏有效銜接的弊端，以及用地布局的目標、指標、坐標、限標“四標”關系的不協調，雖然國內各類規劃管理部門相繼建立了自身的管理信息系統，但大多以本部門的業務數據為主，整合的數據資源仍相當有限，單一部門規劃數據信息平臺無法真正做到多類規劃的協調管理。

國務院頒布實施的《全國主體功能區規劃》明確提出，“要求協調國家經濟社會發展規劃、城鄉規劃、土地利用規劃、環境保護規劃等各類規劃的關系，建設多規合一信息平臺”。

天河區是廣州市經濟發展的龍頭，在經濟高速發展的同時，各類用地矛盾日益突出，很多重點項目無法落地。社會發展規劃、城鄉規劃、土地規劃及其他專項規劃(環保、交通、市政、水利等)等各項規劃之間無法達到協調統一。針對存在的上述問題，天河區率先在廣州市啟動“多規合一”編制和信息平臺建設。本文采用WebGIS技術，探討“天河區多規合一信息平臺”的設計與實現，本系統在運用SOA技術整合多部門規劃數據的基礎上，通過多種GIS組件，實現“多規合一”數據的共享交換、坐標轉換、沖突智能檢測、工作臺賬與決策支持、三維仿真輔助規劃決策、專項統計分析及專題制圖等服務應用，為協調用地矛盾、優化建設項目審批流程提供重要技術支撐。

1 總體架構

本系統采用B/S模式運行，如圖1所示，整個系統架構由4個層次構成：即數據層、平臺組件層、服務應用層和用戶層。其中數據層以基礎地理信息數據、城鄉規劃數據為本地數據，同時基于SOA技術從天河區各相關局辦同步交換土地規劃、發展規劃、其他“多規”數據(環保、交通、市政、水利等)以及綜合數據(人口、法人、宏觀經濟)到“多規合一”數據庫。平臺組件層采用WebGIS、ArcSDE數據管理、SOA數據服務、多規管控引擎、專題制圖等中間組件，實現“多規合一”多項服務應用，為天河區政府、各局辦、“多規”編制單位等用戶的日常“多規”數據調用、各類規劃用地矛盾協調，規劃輔助決策等提供支撐。

圖1 系統總體架構

2 數據庫設計

本系統數據包括基礎地理信息數據、發展規劃數據、土地規劃數據、城鄉規劃數據、其他“多規”數據(環保、交通、市政、水利等)以及其他數據(人口、法人、宏觀經濟)。其中基礎空間數據包括線劃地形圖、正射影像、數字高程模型、政務電子地圖、行政區劃、地名地址、三維模型等數據；發展規劃數據庫包括主體功能區數據、重點項目數據、其它發展規劃數據；土地規劃數據包括土地利用、土地總體規劃、土地規劃管理等數據；城鄉規劃數據包括控制性詳細規劃、專項規劃、城鄉規劃管理等數據；其他“多規”數據包括環保、交通、市政、水利、其它等專項規劃數據；綜合數據包括人口、法人、宏觀經濟等數據。本系統數據整合情況如圖2所示。

3 功能設計

本系統除具備一般GIS系統常見的功能(圖層管理、定位查詢、地圖瀏覽、鷹眼、數據編輯、打印輸出、空間分析、地圖標注)外，另結合“多規合一”的需求，還具備以下功能：

3.1 數據共享與交換

數據共享與交換包括：①數據服務接入和發布：系統基于OGC統一的接口規范和標準，以數據服務的方式與發改、規劃、國土、環保、交通、水利等“多規”部門交互，依照數據檢查規則對調取的數據進行入庫前檢查，檢查合格后基于ArcSDE和Oracle的數據庫工具進行“多規”數據的集成化管理；同時系統將“多規合一”編制成果采取Map Service(制圖)和WMS方式發布，并對“多規”沖突檢測、控制線檢測等分析功能以服務的形式進行封裝，便于各部門在各自業務系統進行審批時，依據待分析的地塊范圍(自定義范圍或導入shape文件范圍)在線調用；②運維管理：提供“多規”部門管理、用戶管理、業務授權、訪問統計、服務分類管理、日志管理等。

圖2 數據庫構成

3.2 數據坐標轉換

“多規”數據來自于轄區內各局辦，坐標系統不統一,長期以來城市規劃管理部門數據采取廣州市地方坐標系統，國土管理部門采取國家西安80坐標系統，其他專項規劃業務數據大多混合使用兩種坐標系統。為方便數據的“一張圖”管理和共享調用，本系統基于已有的數據坐標轉換參數，構建坐標轉換模型，提供對兩種坐標系統的空間矢量數據以在線的形式進行坐標轉換，保證“多規”數據內容可以在統一的坐標系統中進行后續利用操作。

3.3 沖突智能檢測

在“多規”數據庫支撐下，將“多規”的各類空間管控規則進行功能服務化封裝，用地協調和空間管控的實施和審查工作可依托此服務進行合規性檢測，即依據所選的檢測區域，在封裝好的檢測規則下(規則配置管理如圖3所示)，檢測出區域內的沖突圖斑，顯示“多規”間不一致的規劃信息，如用地規模、用地性質、用地指標等，為各類規劃的編制、管理、實施等環節提供準確的技術支撐。

圖3 “多規”沖突圖檢測規則配置管理

3.4 工作臺賬與決策支持

本系統面向用戶及管理決策層提供一體化“多規”成果分屏聯動展示查詢(如圖4所示)，支持“多規”數據、協調信息以圖、屬、檔關聯形式進行展示。針對“多規”沖突檢測的查詢信息，在充分考慮土規、城規及相應專項規劃的基礎上，用戶可按照檢索條件，如用地規模、用地性質等核心條件的項目選址輔助分析功能(如圖5所示)，快速在城市空間范圍內查找符合上述條件的用地地塊，為項目落地提供輔助選址意見參考。以系統中匯集的各類規劃及項目數據為基礎，針對用戶的不同需求進行統計分析，并將分析結果進行梳理形成各類工作臺賬。

圖4 分屏聯動信息展示顯示

圖5 智能選址決策效果圖

3.5 三維仿真輔助規劃決策

在導入二、三維數據和影像數據的基礎上，可實現各類數據在同一空間框架下進行較為精確的空間匹配。通過平移、縮放、旋轉，可從多角度展現城市空間三維模型，即通過轉動視角，實現全方位立體模擬城市景觀，如圖6所示。三維模型數據疊加二維GIS“多規”數據可按用戶指定的空間位置，實現指標分析、通視分析、控高分析、天際線分析、視域分析及日照投影分析等多種空間分析功能，便于進行項目落地時多類方案的可行性優劣分析。

3.6 專項統計分析及專題制圖

本系統在一般信息查詢的基礎上，為增強用戶對“多規”信息的利用，可提供“多規”信息的專題查詢統計分析功能，具體包括國民經濟發展規劃、城鄉總體規劃、土地規劃、重點項目、控規分區用地性質、各類公共設施、建設項目、環保規劃、交通、水利專項統計、綠化等專項統計(如圖7所示)。選擇 “多規”中其中一項規劃專題時，在加載查詢范圍或設置查詢條件后，以表格形式顯示相應查詢結果，支持結果導出，并能根據配置信息生成餅狀或柱狀專題圖表。

圖6 三維仿真輔助規劃效果

圖7 “多規”信息專項統計分析

4 關鍵技術

4.1 基于ArcSDE的多源異構數據融合

本系統數據來源于天河區各相關部門，具有多尺度、多格式、多維度等特點 ,為此本系統采用基于ArcSDE的空間數據庫引擎結合Oracle數據庫的方式來管理海量空間數據。ArcSDE作為儲存和管理空間數據的中間件，定義空間數據在關系型數據庫中的存儲機制，以面向對象的空間數據模型Geodatabase存儲空間數據，節省了在空間數據庫與屬性數據庫之間不斷重復的連接操作，一方面提高“多規”數據的存儲效率，另一方面也保證了區內各局辦、編制單位能同時進行日常的數據訪問和處理，確保了本系統在數據存儲、訪問、交換、共享各方面的高效及統一。

4.2 面向SOA技術架構的數據服務

由于天河區“多規合一”信息平臺基于多部門、多業務數據進行建設，為使數據及服務使用的高效性、實現數據的高度共享機制，本信息平臺采用面向服務的軟件架構(Service-Oriented Architecture，SOA)，通過應用軟件功能單元(即服務)之間定義完善的接口和契約，來集成來自不同應用系統的不同服務組件，形成面向業務的應用功能，將數據和功能都封裝為服務，由傳統的直接對底層數據的訪問，改變為對Web服務進行訪問。

4.3 二三維電子地圖聯動切換

三維地圖采取切片形式進行組織，在45°光線的渲染下，利用圖像坐標與地理坐標的相互轉換關系，實現多種地圖形式的聯動顯示。采用二次仿射變換方程的坐標轉換模型，式(1)為從地理坐標到圖像坐標的轉換關系，式(2)為從圖像坐標到地理坐標的轉換關系。

(1)

(2)

5 結 論

在國家大力推進“三規合一”編制及信息化管理的大環境下，天河區作為國家重點建設發展區，充分運用WebGIS理念，積極探索從“三規合一”逐步到“多規合一”的數據共享共用。基于SOA的數據交換方法，完善“多規合一”的標準和規范體系，保障天河區各部門信息化管理中的數據指標體系和格式的標準化和同一化，圍繞“項目、用地、指標”三者間的協調統一，實現“一張圖”集成化管理。通過“多規”數據基于空間位置匹配的查詢、專題統計、臺賬與決策支持、三維仿真輔助規劃等應用功能，有效統籌了城鄉空間資源配置，優化城市空間功能布局，保護耕地資源以促進節約集約用地，確保重點發展片區、重點發展項目順利實施落地，保障經濟、社會、環境協調發展。

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[責任編輯：張德福]

On the design and key technology of multiple-plan-coordination information platform

JIN Bingbing1，MA Guiyun2,LIU Yang1,SHU Xiaojun1

(1.Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute，Guangzhou 510060,China;2.Henan Institute of Electronic Product Quality Supervision and Inspection,Zhengzhou 450003,China)

The multiple-plan-coordination information platform of Tianhe district in Guangzhou City is taken as an example for the research on the system design and implementation. The system takes the urban planning department and the basic geographic information data as the local data. Based on SOA the synchronous data can exchange between the business systems of development reform, land management, environmental protection, transportation, municipal, water and other departments in the form of data services. Based on ArcSDE, the multiple-plan-coordination integrated data management is done. The use of WebGIS, two-dimensional data linkage, data mining and other technologies can exert the functions of data exchange and sharing, data coordinate transformation, conflict intelligent detection, special statistical drawing, accounting and decision support, and 3D simulation assistant planning. This platform provides the technical supports for multiple-plan-coordination preparation and adjustment, the project’s sitting and landing, the building project’s examination and approval.

multiple-plan-coordination；database；WebGIS；SOA

著錄：金兵兵,馬桂云，劉洋，等.“多規合一”信息平臺設計及關鍵技術研究[J].測繪工程，2017，26(7)：52-56.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.07.011

2016-12-18

金兵兵(1987-)，男，工程師.

P208

A

1006-7949(2017)07-0052-05