基于GIS的市級規劃成果數據建庫方法研究

李佳文

(福州市勘測院 福建福州 350108)

0 引言

城市規劃，指對一定時期內城市的經濟和社會發展、土地利用、空間布局以及各項建設的綜合部署、具體安排和實施管理[1]。隨著我國信息化的不斷完善，城市規劃管理對信息化的要求越來越高。但現有城市規劃數據，依據不同的規劃標準，有不同的類型，如規劃編制成果的總體規劃、控制性規劃、各類專項規劃等，規劃審批成果的總平面規劃方案數據、選址紅線數據、竣工測量數據等[2-3]，各類規劃數據主要依托于各業務應用沉淀積累產生。由于沒有統一的數據建設標準，數據格式、數據標準、存儲形態、坐標等方面存在很大的差異。同時，由于規劃持續調整，規劃成果數量大幅增加，傳統的成果管理模式無法滿足要求，導致規劃成果管理混亂，版本不統一，信息不對稱，與其他數據庫或信息化系統難以集成，嚴重影響規劃管理的工作效率。因此，極其有必要對規劃成果數據進行標準化處理和建庫。

當前，規劃數據建庫問題已經成為了規劃成果信息化建設的重難點。為了解決規劃數據建庫問題，陳明輝等結合東莞市規劃成果數據建庫探討了規劃成果數據建庫的方法和思路[4]；肖鋒等在AutoCAD平臺上二次開發，完成了DWG數據到SHP數據的格式轉換[5]；楊娜娜等提出了一套CAD規劃成果數據GIS建庫方案和技術實現流程，并在佛山市取得了良好的應用效果[6]；江威利用FME和ArcGIS Pro軟件實現了規劃成果標準化建庫[3]。

本文以福州市規劃成果數據建庫為例，制定統一的標準規范，將多源異構的規劃數據實體進行標準化處理，整合最新、最全面、囊括各個歷史時期的規劃成果信息，完成規劃成果數據庫標準化建設，從而實現規劃數據的現代化管理，有效提高工作效率與質量。

1 技術路線與流程

1.1 技術路線

本次規劃成果數據建庫工作，通過收集福州市自然資源和規劃局的各類規劃數據，充分利用福州市現有最新大比例尺地形圖、正射影像等資料，作為基本工作底圖和作業依據，參考本項目制定的數據庫標準及實際要求來整合各類規劃數據，采用測繪數據處理技術、地理信息系統技術，實現對原有數據進行格式轉換、空間定位、空間轉換等技術處理，建設一套統一、標準、規范的規劃成果數據庫。

該項目擬采用AutoCad、FME和ArcGIS等軟件作為數據內業加工平臺，按照制定的數據庫標準，對已有CAD文件的規劃項目，將CAD文件轉成標準的ArcGIS格式，通過CAD文件中的圖層、注記信息或紙質檔案獲取圖形數據的屬性字段，最后用ArcGIS、FME等軟件進行圖形數據、屬性數據之間的關聯建庫，實現圖屬關聯。成果數據采用GeoDataBase數據模型形式，利用Oracle11+ ArcSDE10的方式統一存儲和管理。

1.2 建庫流程

規劃成果數據建庫流程如圖1所示，具體如下：

圖1 規劃成果數據建庫流程

(1)將規劃圖形數據加工、入庫。收集整理規劃資料，建立規劃審批項目清單，依照數據成果要求進行數據格式轉換、坐標系轉換和投影轉換等處理，形成規劃圖形數據。對圖形數據進行圖層處理，拓撲加工，檢查數據的完整性、正確性。使用ArcGIS平臺建庫轉換集成為GeoDatabase數據庫格式。

(2)屬性信息獲取。將規劃編制CAD文件中的圖層、注記信息，轉化成規劃編制數據庫屬性表中對應的屬性字段。對于無法從CAD文件中獲取的其他必要字段，采用從紙質檔案資料中提取屬性信息，手工錄入的方法。

(3)圖屬一體化建設。通過項目編號等關鍵字段，將屬性信息與對應的地塊圖斑、圖層等空間圖形相關聯，實現圖屬掛接，確?？臻g和非空間數據的一體化，實現圖屬一體化集成。

2 數據庫設計

2.1 數據庫組織及層次結構

成果數據采用GeoDataBase數據模型，基于ArcSDE 地理數據庫，按照“數據庫-要素集-要素類-要素”的方式進行組織管理。為實現數據優化管理、應用，在數據庫須采用物理分層。首先，根據專業數據的類型，劃分為規劃編制成果數據庫和規劃審批數據庫；其次，按不同層次的規劃編制成果分類(如城市總體規劃、控制性詳細規劃等)；然后，同一個層次的規劃成果按照專題分類(如用地、配套設施、交通、控制線等)；最后，為了滿足制圖和 GIS 對數據檢索分析的需要，還需要將專題數據按幾何類型(點、線、面、注記)嚴格分開，如圖2所示。

圖2 規劃成果數據庫組織及層次結構圖

2.2 圖層分類與命名

ArcSDE空間數據庫中圖層命名規范要求如下：

(1)數據庫圖層命名形式為：“信息高層分類代碼_要素名稱_實體類型”，分隔符為半角“_”(其中規劃資源信息高層分類與代碼如表1所示)；

表1 規劃資源信息高層分類與代碼表

(2)要素名稱采用漢語拼音第一位字母的方法來命名，盡量簡潔明了，以不超過四個字母為宜；

(3)實體類型采用 2 位幾何特征縮寫代碼，代碼有 PT、LN、PY、AN、AP，分別表示點、線、面、注記、注記點。

2.3 要素分類與編碼規則

要素編碼為7位十進制數字碼組成的要素類代碼，分別為按數字順序排列的圖層碼、類別碼、小類碼和特征碼，代碼結構如下：

XX+XX+XX+X

圖層碼+類別碼+小類碼+特征碼

(1)圖層碼：左起第一、二位。根據規劃編制成果中各數據特點，將空間要素分為用地類、配套設施類、道路交通類和控制線類。用地類代碼為11，配套設施類代碼為12，道路交通類代碼為13，控制線類代碼為14。

(2)類別碼：左起第三、四位。在圖層碼基礎上，細分成二級要素分類，如道路交通圖層可劃分為對外交通、城市交通、其他交通要素等類別；

(3)小類碼：左起第五、六位。在類別碼基礎上，細分形成的三級要素分類，如對外交通類可劃分為鐵路和高速等小類；

(4)特征碼：左起第七位。為了從編碼上反映出圖形實體的點、線、面幾何特性，用特征碼來劃分，0表示點，1表示線，2表示面，3表示注記。

3 關鍵技術與應用成果

3.1 關鍵技術

(1)標準規范統一。為了規范和順利推進各類規劃成果數據建庫工作，制定了《控制性詳細規劃成果入庫標準》《歷史文化保護規劃編制成果入庫標準》、《規劃編制成果空間要素編碼規范》和《規劃編制成果空間數據庫標準》在內的多個標準規范，詳細規定了規劃數據中涉及的用地類型、設施符號、要素編碼、地塊配色等關鍵指標,為實現“設計-建庫-管理-應用”一體化目標奠定基礎。

(2)特殊實體折線化。CAD制圖過程選用了圓(Circle)、弧(Arc)、橢圓(Ellipse)或曲線(Spline)等特殊實體類型。由于CAD與GIS數據數據存儲架構不一致，造成這些特殊實體類型轉成標準的GIS格式后，發生一定的形變。在規劃數據入庫過程中，本文采用折線化等技術手段，通過內插加密點的方式將弧線轉成折線，最大程度避免了數據格式轉換造成的形變。

(3)建庫過程工具化。使用FME工具制作了將CAD數據轉化為GDB數據、GDB數據分層、地塊編碼賦值、按規劃范圍裁切成果數據等模板，實現建庫過程工具化，提高CAD數據格式轉換和入庫的效率。如地塊編碼賦值模板用AttributeRemover轉換器將用地規劃的地塊編號屬性刪除，用PointOnAreaOverlayer和AttributeCopier轉換器將重疊的控制指標點編碼賦值作為用地規劃的地塊編號，用FME工具結合數據現狀進行針對性定制開發，極大提高了建庫效率。

(4)圖屬一體化集成。數據庫存儲的數據包括空間地理數據和屬性數據。本文采用關系數據庫管理空間數據和屬性數據，確?？臻g和非空間數據的一體化，實現真正的圖屬一體化集成。利用關系數據庫管理空間數據的關鍵，在于面向對象的空間數據模型的采用。面向對象的空間數據模型的采用，改變了原有 GIS 中圖形與屬性分離的概念，反映空間對象的幾何圖形數據只是作為一個屬性字段，與其他非空間屬性存貯于關系數據表的一行中。這種數據模型可以方便地定義空間對象之間、空間對象與非空間對象之間的關聯關系和規則，能更好地對現實世界建模。

3.2 應用成果

根據制定的技術路線、建庫流程以及數據庫建設標準規范，將福州市規劃編制數據和規劃審批數據進行整合，形成統一、規范、完備的規劃成果數據庫。數據庫覆蓋福州市鼓樓區、臺江區、晉安區、倉山區、馬尾區和閩侯(上街、南嶼、南通、祥謙、青口)，共1447 km2。對比規劃原始CAD數據與建庫后的GIS成果(圖3)，二者保持較好的一致性，說明本文所采用的規劃成果建庫方法是可行的。

圖3 總體規劃入庫成果與原始CAD疊套示意圖

4 結語

本文基于規劃數據統一管理、數據標準化的需求，設計了規劃數據建庫的技術路線和工藝流程，制定統一的標準規范，詳細規定了空間數據庫組織、圖層命名和要素編碼規則，利用FME和ArcGIS軟件實現了福州市規劃編制數據庫和規劃審批數據庫建設。福州市規劃成果數據庫的建設，實現了規劃數據的集中融合和現代化管理，可有效提高工作效率與質量，便于規劃數據的高效應用。但福州市規劃成果數據建庫過程中也存在一些問題，如部分規劃審批數據，尤其是選址和用地紅線項目，業務上頻繁出現重復選址的情況，此類歷史遺留問題會影響建庫數據的準確性，需通過數據使用和業務進一步梳理完善來解決。