地理信息服務下的“兩規”協同管理技術
——以天津市為例

阮柏林，廖 浪

(1. 天津市國土資源和房屋管理研究中心，天津 300042； 2. 天津市粵城信息科技有限公司，天津 300017)

2013年12月，習近平總書記在中央城鎮化工作會議上指出，“在縣市通過探索經濟社會發展、城鄉、土地利用規劃的‘三規合一’或‘多規合一’，形成一個縣市一本規劃、一張藍圖，持之以恒加以落實”[1-2]。2014年3月，國務院要求“推動有條件地區的經濟社會發展總體規劃、城市規劃、土地利用規劃等‘三規合一’”。2014年11月，天津市土地利用總體規劃和城市總體規劃(簡稱“兩規”)修改工作相繼啟動，在規劃編制層面達成諸多共識，實現一定程度銜接，但其離真正實現“兩規合一”還存在較大差距，規劃期內還需建立協同管理機制和平臺，才能進一步實現從規劃編制到管理實施落地全程深度融合。

目前，國內外專家都在兩類規劃管理實施的銜接協同方面進行了積極有效的探索實踐。從國外各類規劃之間的關系看，經濟規劃和空間規劃有機結合、相輔相成，同級規劃相互協調、明確分工，下級規劃遵循上級規劃。但由于國情不同，規劃體系不同，國外的經驗更多只能從理論方面對本課題研究提供思路，可借鑒的實踐經驗則少之又少。國內上海、廈門、廣州等大城市在“多規融合”理論研究的基礎上，進行了積極有效的實踐探索，其經驗可以歸納為兩種模式。一是改革行政體制的上海模式。上海市整合城市規劃管理部門與土地管理部門，組建統一的規劃與國土資源管理局，通過合署辦公建立了規劃和國土兩部門“兩規合一”體制。二是政策技術整合的廈門模式。廈門市構建了全市統一的空間坐標體系、數據標準和標準接口的業務協同平臺，建立以發改、規劃和國土為主，多部門協同的建設項目機制，將生態控制線、建設用地增長邊界控制線等納入地方立法，明確管理主體、管控規則、修改條件和修改程序，并制定系列政策保障制度，構建同一空間基準上無縫對接的“一張圖”城市空間管理平臺。兩種模式比較而言，結合天津城市規劃和國土規劃分治管理的現狀，廈門模式具有較好的借鑒意義。

1 技術方法

本文提出的“兩規”協同管理技術方法包括一套完整的技術機制和一個具有較強操作性的設計方案，具有較強的實踐意義。技術機制方面，首先以統一的基礎條件為前提，這是“兩規”在規劃編制層面需要解決的問題，本文不作闡述，然后針對規劃業務流程銜接、坐標系統不一致、數據多源異構性、數據有限共享、數據現勢性等關鍵問題，設計了解決問題的技術路線，包括統一基礎條件、銜接業務流程、動態坐標轉換、有限數據共享和成果同步更新等5方面；設計方案方面，結合實際情況，選擇合適的主流的成熟技術，將本文提出的技術思路變為具有操作意義的實施步驟。

1.1 統一基礎條件

“兩規”要實現有效的協同管理，必須以規劃編制層面的充分銜接為基礎，包括：地類標準統一、管制規則統一、規劃層級統一、本底數據統一。其他包括指標規模、統計口徑等方面的統一[3-4]。

1.2 銜接業務流程

科學調整審批流程，合理優化審批程序是實施“兩規”協同管理的關鍵環節。土地利用總體規劃貫穿國土資源管理“批、供、用、補、查”等主要業務，城市總體規劃則是規劃選址、規劃條件、建設用地規劃許可等事項的基礎，由于“兩規”在管理過程中缺乏銜接，通常導致項目審批時限長、審批材料煩瑣，項目難以落地、用地浪費等問題[5]，專門成立一個規劃審核聯席機構來解決問題也不符合國家精簡機構的大政方針，建立一套相互認可的業務流程銜接運作機制，并建設一個協同管理平臺是當前條件下切實可行的方法。

1.3 動態坐標轉換

“兩規”銜接的基礎是數據銜接，數據銜接的基礎是坐標銜接，“兩規”采用不同的坐標系統，而且各自已形成海量地理數據，簡單要求“兩規”統一采用某一種坐標，則必然導致另一種坐標數據的轉換，工作量太大且難以保證坐標轉換精度。可以考慮一種針對局部范圍數據(一般為項目用地數據)的實時相互轉換方式，涉及數據量小，效率高、可行性強。如圖1所示，土地管理業務過程中，需調用城市規劃數據進行參考，可將項目用地數據坐標實時轉換后，再調用城市規劃數據進行疊加，完成“兩規”銜接的相關事務處理。

圖1 坐標轉換示意圖

1.4 有限數據共享

天津市“兩規”數據呈現“海量、復雜、異構、分散”的典型特征，以何種方式、何種程度進行數據共享是協同管理面臨的首要問題。天津市“兩規”分屬不同管理機構，集中統一的存儲方式來實現共享存在體制障礙。需要一種“邏輯集中、物理分布、有限共享、權限不變”的數據集成共享方式，既滿足協同管理的數據共享需求，又不觸動“兩規”各自的管理權限。本文按照“邏輯集中，物理分布”的思想，將數據進行分布式存儲，“兩規”依然保留各自的數據管理權限，通過統一的服務接口實現邏輯上的集中管理、集成應用。數據庫按照“1+N”的模式，建設一個主節點和N個分節點(目前主要為國土與城規兩個節點)，主節點庫中主要存儲資源目錄及元數據和基礎數據，分節點存儲各自的業務數據。

1.5 成果同步更新

規劃數據現勢性、準確性是有效實現“兩規”協同管理的必要條件之一[6]，“兩規”成果數據更新應重點考慮兩方面：一是制定統一的、相互認可的規劃成果數據規范及標準；二是制定嚴謹的、統一的數據更新流程和機制。更新機制方面，由于“兩規”數據存儲分屬不同節點，按照“專業部門維護專業數據”的原則，兩部門分別通過統一的技術平臺和統一的服務接口各自進行數據更新。更新時要充分考慮數據沖突情況，建立“鎖定—解鎖機制”，檢測更新區域是否與“兩規”協同管理平臺中已審批或審批中的項目數據存在沖突，若出現沖突應暫定，同時鎖定相關項目流程，經過多方協調、核實及責任部門領導同意后，繼續進行數據更新，解鎖相關流程。

2 設計方案

2.1 技術目標

基于前文提出的協同管理方法，可采用GIS、Web服務、工作流、數據庫等先進技術建立統一的信息化管理平臺，實現土地規劃、城市規劃管理日常工作的有機協同管理。實現過程中，需要解決多元異構數據共享、流程交互無縫銜接、高效報表統計分析、實時便捷數據維護等現實問題。

2.1.1 多源異構的數據引擎

一直以來，天津市土地規劃與城市規劃分屬兩個不同的市級部門管理，土地規劃以天津市第二次全國土地調查成果為基礎，采用1980西安坐標系；城市規劃以各區域的實測地形圖數據為基礎，采用1990天津城市坐標系?！皟梢帯备髯远挤e累了大量不同格式、種類的空間數據和行政審批、業務管理信息數據，呈現出“海量、復雜、異構、分散”的典型特點。本文通過梳理研究，認為實現協同管理需要共享的數據包括：①基礎地理信息：主要包括各類比例尺地形圖，如1∶2000、1∶5000地形圖；行政界線如區縣界、鄉鎮界等；土地利用變更調查數據；遙感影像數據。②規劃成果信息：主要包括市、區縣、鄉鎮三級土地利用總體規劃成果；城鄉總體規劃成果、各級區域規劃、控制性規劃；綜合交通規劃；市政專項規劃；公共設施專項規劃等。③審批管理信息：主要包括項目用地藍線、紅線、批地、供地、違法核查等電子數據，規劃選址意見、用地預審、建設用地規劃許可、建設工程規劃許可等業務審批涉及的電子數據及流程信息，還有土地規劃布局調整、城市規劃布局調整、各類規劃審查等作業涉及的電子數據及流程信息。

“兩規”協同管理平臺涉及多種格式、多種精度、不同坐標等異構數據的統一組織管理，必須解決地理信息數據多源異構等關鍵問題。目前，針對多源異構數據的集成共享，主要有基于數據轉換方式、基于互操作方式、基于直接訪問方式、基于SQL方式、基于數據引擎方式[7-8]等解決方案。多源異構數據本身特性復雜，“兩規”管理涉及多部門之間的網絡、數據操作軟件也不盡相同，采用上述單一方式無法有效解決問題，宜采用基于Web服務的多源異構數據集成共享解決方案，研發一套數據引擎，主要接口見表1。

表1 數據引擎的組成

2.1.2 松散耦合的流程框架

天津市土地規劃與城市規劃各自涉及大量的行政審批事項，土地利用總體規劃貫穿國土資源管理“批、供、用、補、查”五大職能，城市規劃則是規劃審批選址意見書、規劃條件、建設用地規劃許可證等事項的基礎，由于客觀原因，天津市“兩規”相關審批流程銜接的缺失，經常造成項目審批時限長、審批材料煩瑣，項目難以落地、用地浪費等問題。

實現有效的協同管理需要構建合理的流程框架，既能保證“兩規”各自業務流相對獨立運行，也能實現相關業務流在關聯節點上的溝通和數據交換，即業務流程既松散獨立，又相互耦合，從而實現“兩規”之間業務流程的相互銜接和制約。如圖2所示，業務一中的步驟2與步驟3之間需要同業務二發生交互，其過程為，業務一步驟2產生必要的業務流和數據流，經流程框架解析后，激活業務二中處于等待狀態的某個處理接口，業務二根據這些信息計算，將產生一個處理結果，流程框架將這個處理結果傳遞給業務一的步驟3作為輸入，業務一的步驟3就能利用業務二的處理結果進行再處理，從而繼續或改變業務一流程的執行。

圖2 協同業務的流程運行模式

2.1.3 基于Web服務的架構

構建基于Web服務(Web Service)的平臺架構，將“兩規”的業務協同、功能操作、數據共享等接口以Web服務進行發布，使“兩規”專網內的用戶能快捷、獨立地調用相關服務和數據資源?！皟梢帯鞭k理內部業務審批的用戶可以各自訪問權限內專題數據庫和功能接口，查詢空間數據和進行統計分析，通過流程框架進行業務協同并判斷是否符合業務辦理的要求，以及使用相關輔助功能進行相關業務操作。

2.1.4 豐富高效的輔助功能

“兩規”協同管理平臺最重要的是解決數據共享集成與業務流程銜接，其次就是要提供豐富高效的業務輔助功能，包括數據查詢、數據分析、報表統計、專題制圖、數據輸出等。為各類業務提供有效的技術輔助，為領導決策提供支持。

2.1.5 快速穩定的更新維護

“兩規”協同管理平臺涉及的數據類別繁多、內容復雜、數據量大、應用多樣化，必須建立一套完整的數據管理和更新維護機制，需要根據不同業務數據的特點，制定合理的更新機制，實現各類業務數據的有效更新和快速入庫。

2.2 總體結構設計

2.2.1 總體邏輯結構

結合當前主流的信息化共享平臺技術，天津市土地規劃與城市規劃協同管理平臺可采用如圖3所示的邏輯結構。

平臺可以分成四個層面：①VPN網絡平臺層，通過電子政務內網打通網絡孤島；②分布式的數據資源層：將“兩規”數據標準化規范化，建立數據關聯，為實現數據交換共享奠定基礎；③共享的核心服務層，通過Web Service技術進行數據服務發布，在此基礎上建立各類應用服務；④共享的應用服務層，采用Web Service技術發布底層功能服務接口，在此基礎上構建松散獨立又相互關聯的業務管理系統；⑤分布的業務訪問層，通過調用標準應用服務接口來構建各自的業務系統，應用模塊之間可共享組件，也有自身專用組件，這些組件通過流程框架和數據引擎驅動，實現業務系統間的流程和數據交互。

2.2.2 網絡邏輯結構

“兩規”協同管理平臺的網絡邏輯結構如圖4所示。

采用基于標準規范的Web Service技術將數據和應用服務進行發布后，各自的業務管理系統在各自的局域網內相對獨立地運行。同時將自己的數據和服務接口向對方有條件的開放，雙方通過調用服務接口實現流程、功能、數據互訪，從而實現協同管理。業務部門自主性不因“兩規”協同管理而削弱，從技術上打消雙方管理部門對“兩規”協同管理的消極態度。

2.3 功能體系設計

平臺的業務系統之間可通過流程框架組件相互聯系，每個子業務系統都由基礎的共享組件和專用組件組合在一起共同構成的。因此，系統功能可通過開發不同的組件拼裝成特定的功能集實現，系統中的功能模塊如圖5所示。

2.4 數據庫總體設計

2.4.1 數據庫內容規劃

數據庫由空間數據(地理信息數據)、非空間數據(業務數據)和元數據構成，如圖6所示?？臻g數據主要由基礎地理數據庫(包括基礎地形、土地利用現狀、正射影像等)、土地規劃成果數據庫、土地規劃專題數據庫(包括審批數據、規劃調整數據等)、城市規劃成果數據庫、城市規劃專題數據庫(包括審批數據、規劃調整數據等)。非空間數據主要包括“兩規”業務信息、審批信息、管理信息、輔助信息。元數據包括非空間和空間元數據。

2.4.2 空間數據庫設計

(1) 數據組織?？臻g數據庫中的數據按照格式可以分為矢量數據(DLG)和柵格數據(DEM、DOM、DRG)。在數據庫的邏輯設計中，分別組織如圖7、圖8所示。

圖3 系統的總體邏輯結構

(2) 數據存儲。建立一整套完整的數據標準(分層、結構、編碼)使空間數據在數據庫中按“子庫—大類—小類”的原則組織，根據數據用途和類型對數據進行分級細化，增強整個數據庫的邏輯性，提高數據的訪問效率，使用戶可以方便地提取各類專題信息實現不同類型數據的疊加調用。同時對數據庫中的數據以實體為單位建立時間索引，以增量的形式記錄實體的變化，大大節省數據存儲所需要的空間[9]。不同數據格式采用不同的存儲機制，矢量數據采用GeoDatabase模型，柵格數據采用文件管理方式存儲。

2.4.3 非空間數據庫設計

非空間數據包括兩類：表格數據和文檔資料。表格數據和文檔資料統一建立屬性數據庫進行存儲，通過關鍵字標識與空間數據庫圖層建立唯一關聯，文檔資料可采用ftp機制存儲。屬性數據庫的設計視系統詳細功能而定，數據表之間的關系非常復雜，如可設計一個業務流程子庫來管理業務流程，針對每種業務可擁有多種備選業務流程，因此需要設計的數據表將主要包括用戶信息表、角色信息表、業務類型表、業務流程表、流程工序表、活動信息表、任務信息表等。

2.4.4 元數據庫設計

元數據(Metadata)是關于數據集的數據，是數據集的說明或描述。元數據信息是由描述時空數據信息的元數據和描述構件服務的元數據構成的。其中關于數據信息的元數據信息主要是指那些與時空信息相關的一些信息，如數據標識信息、數據生成時間、數據質量信息和數據發布信息等，具體的元數據內容與時空對象有關。服務元數據主要是描述服務的標識、服務的能力和訪問接口，以使得向Internet發布服務資源成為可能[10-11]。元數據組織結構如圖9所示。

2.5 系統安全設計

系統安全主要從用戶認證、權限控制、日志訪問、管理監控、數據庫備份、數據庫恢復等方面考慮。安全引擎包含的主要接口和組件見表2。

圖4 系統的網絡邏輯結構

圖5 系統功能體系

圖6 兩規協同管理平臺數據庫構成

圖7 矢量數據的邏輯組織

圖8 柵格數據的邏輯組織

圖9 元數據組織結構

組成作用用戶認證組件對用戶進行認證,防止非法用戶使用平臺框架權限認證組件對用戶功能權限進行認證,防止非法權限調用功能和越權訪問日志訪問接口為業務流程執行、數據訪問和交換過程提供記錄系統日志的接口管理監控接口對業務調度、流程配置、交換配置等信息管理和監控提供訪問接口數據安全組件恢復、備份,備份包括完全備份和增量式備份

3 結 語

在“三規合一”“多規合一”受國家政策推動，以及相關研究如火如荼的大背景下，本文基于天津的實際情況，從規劃管理實務的角度，挑選了土地規劃管理與城市規劃管理這兩個最迫切需要進行“合一”的內容作為研究對象，提出了一套適合天津實際的“兩規”協同管理技術方法，并據此設計了技術方案，具有較強的可操作性。

本文研究成果的應用，對于實現天津市土地規劃與城市規劃從編制到落地的全程深度融合，促進土地資源有效配置和行政效能提升，貫徹落實天津市“三規合一”的戰略部署，將具有重要的實踐意義。