基于GIS的城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的研究

劉 濤，彭清山，張 淼

(1.武漢市勘測設計研究院，湖北武漢430022;2.武漢大學資源與環(huán)境科學學院，湖北武漢430079)

基于GIS的城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的研究

劉 濤1，2，彭清山1，張 淼1

(1.武漢市勘測設計研究院，湖北武漢430022;2.武漢大學資源與環(huán)境科學學院，湖北武漢430079)

基于辦公自動化的管理信息系統(tǒng)已廣泛應用于各個政府管理部門，并取得了很好的效果。但對于工作業(yè)務涉及空間地理信息的行業(yè)，傳統(tǒng)的辦公自動化管理信息系統(tǒng)就會顯得有些不足。探討如何將GIS技術(shù)引入辦公自動化系統(tǒng)中，并應用于城市規(guī)劃部門，以彌補這些不足。

OA;GIS;城市規(guī)劃

一、引 言

隨著城市規(guī)模的迅速發(fā)展，其對城市規(guī)劃、建設和管理也提出了越來越高的要求，傳統(tǒng)的以手工作業(yè)為主的城市規(guī)劃、建設和管理方式已越來越不適應城市發(fā)展的需要。利用計算機技術(shù)、信息工程技術(shù)和系統(tǒng)工程等新的科學方法和手段，推進城市規(guī)劃工作標準化、規(guī)范化，提高辦事效率，進一步實現(xiàn)社會服務承諾制，增加辦事的透明度，促進城市規(guī)劃管理的法制化和公開化，加大公眾參與力度，使城市規(guī)劃管理走向定量化、定位化、科學化和自動化道路，建立為城市規(guī)劃、建設和管理的輔助決策系統(tǒng)，為政府決策提供先進的技術(shù)手段和方法，為市民提供便捷高效的服務，促進招商引資，已顯得十分迫切。

目前，隨著計算機應用的普及，基于辦公自動化(office automation，OA)的管理信息系統(tǒng)已廣泛應用于各個政府管理部門，取得了很好的效果。但對于很多工作業(yè)務涉及空間地理信息的行業(yè)，比如國土、規(guī)劃行業(yè)等行業(yè)，傳統(tǒng)的OA系統(tǒng)就會顯得有些不足。本文探討的是將地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)、OA技術(shù)相結(jié)合應用到城市規(guī)劃管理工作中，以解決這種不足，系統(tǒng)在研制時以武漢市城市規(guī)劃管理局的實際需求為例進行探討。

二、系統(tǒng)的總體設計

1.系統(tǒng)的建設目標

系統(tǒng)的建設以武漢市城市規(guī)劃管理局現(xiàn)有工作業(yè)務為基礎，以城市規(guī)劃、建設和管理業(yè)務所需要的空間信息和屬性信息，如基礎地形、城市規(guī)劃組織編制和審批、城市規(guī)劃實施管理、城市規(guī)劃行政監(jiān)督檢查、城市規(guī)劃法律規(guī)范和城市規(guī)劃相關法律、法規(guī)，以及武漢市社會經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略與武漢市氣象、水文等工程地質(zhì)資料為數(shù)據(jù)源，形成一套以計算機為支持工具，內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)的高效運作體系，并用現(xiàn)代化手段取代傳統(tǒng)的手工作業(yè)，以實現(xiàn)日常管理工作的自動化、規(guī)范化，提高城市規(guī)劃管理的水平、速度和效率。并通過信息系統(tǒng)的不斷更新和豐富，及時、快速、準確地為社會提供多層次、多專業(yè)、高質(zhì)量的信息服務，逐步實現(xiàn)信息的產(chǎn)業(yè)化。

2.系統(tǒng)建設的技術(shù)路線

系統(tǒng)采取“集中管理、分布應用”的設計思想。即在覆蓋武漢市城市規(guī)劃管理局各個分支機構(gòu)的分布式網(wǎng)絡環(huán)境的支持下，采用C/S和B/S相結(jié)合的運行模式，構(gòu)建集電子報建、規(guī)劃業(yè)務辦公自動化、圖形審批、輔助決策、檔案管理、網(wǎng)絡信息發(fā)布等多個應用子系統(tǒng)于一體的完整解決方案。

系統(tǒng)建設采用的核心技術(shù)包括大型數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)(DBMS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)。具體技術(shù)方法表現(xiàn)為:

1)采用大型關系數(shù)據(jù)庫Oracle作為業(yè)務數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)管理平臺。

2)使用Esri ArcSDE作為海量空間數(shù)據(jù)引擎，連接Oracle存儲的空間數(shù)據(jù)。

3)采用自主開發(fā)的OA平臺對城市規(guī)劃業(yè)務進行建模，同時在C/S和B/S兩種運行模式下驅(qū)動業(yè)務，并做到按需速建，因變而變。

4)使用Esri ArcGIS Engine和微軟.NET平臺實現(xiàn)C/S模式下的“一書兩證”圖形審批。

5)使用Esri ArcIMS地圖發(fā)布技術(shù)實現(xiàn)B/S模式下的地圖發(fā)布和查詢統(tǒng)計。

3.系統(tǒng)體系架構(gòu)

系統(tǒng)的框架設計基于業(yè)界標準的三層體系架構(gòu)，采用這種體系架構(gòu)無論從平臺的角度還是從開發(fā)的方面，均是一個結(jié)構(gòu)靈活，便于調(diào)整的體系架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)體系架構(gòu)

(1)表現(xiàn)層

表現(xiàn)層提供用戶服務，通過可視化的用戶界面表示信息和收集數(shù)據(jù)，是用戶使用應用系統(tǒng)的接口。

(2)業(yè)務層

業(yè)務層是實際業(yè)務規(guī)則的執(zhí)行部分。業(yè)務層通過將正規(guī)的過程和業(yè)務規(guī)則應用于相關數(shù)據(jù)來實現(xiàn)客戶通過表現(xiàn)層發(fā)出的業(yè)務請求。在此三層體系框架中，專有的 GIS模塊在業(yè)務層中使用COM+。

(3)數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是空間數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)的存放地。空間數(shù)據(jù)層通過空間數(shù)據(jù)引擎的ArcSDE存儲于Oracle數(shù)據(jù)庫中;業(yè)務數(shù)據(jù)采用普通二維表的形式存儲于Oracle數(shù)據(jù)庫中。

4.系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由空間數(shù)據(jù)庫、業(yè)務數(shù)據(jù)庫和元數(shù)據(jù)庫組成。其中業(yè)務數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)運行過程中，隨業(yè)務流程的流轉(zhuǎn)而逐漸形成的，只要應用軟件系統(tǒng)能夠順暢運行，業(yè)務數(shù)據(jù)庫將自然形成。因此系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設的重點和難點應是空間數(shù)據(jù)庫和元數(shù)據(jù)庫。

(1)空間數(shù)據(jù)庫建設

空間數(shù)據(jù)庫的建設可以進一步細分為基礎空間數(shù)據(jù)庫和規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫的建設?；A空間數(shù)據(jù)庫是以空間數(shù)據(jù)4D(DLG、DRG、DEM、 DOM)產(chǎn)品為代表的，反映了武漢市實際情況的基礎數(shù)據(jù)，例如1∶500、1∶1 000、1∶2 000基礎地理數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等;規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫分協(xié)調(diào)(總體)規(guī)劃成果庫、分區(qū)規(guī)劃成果庫、控制性詳細規(guī)劃成果庫和專項規(guī)劃成果庫4個子庫。

(2)屬性數(shù)據(jù)庫的建設

屬性數(shù)據(jù)庫的建設內(nèi)容為與基礎空間數(shù)據(jù)庫緊密關聯(lián)的屬性數(shù)據(jù);業(yè)務數(shù)據(jù)庫等。

(3)元數(shù)據(jù)庫的建設

元數(shù)據(jù)是用于描述和管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，主要包含有:

1)用于描述地圖圖層數(shù)據(jù)概況，如所使用的投影、坐標系、覆蓋范圍、比例尺、采集人、采集日期、發(fā)布日期、使用限制、有償使用的費用等。

2)地理空間數(shù)據(jù)中地圖要素之間的關系及數(shù)據(jù)模型的描述數(shù)據(jù)。

3)用于描述業(yè)務模型的規(guī)則數(shù)據(jù)，如通過DAP建模產(chǎn)生的計算機業(yè)務模型數(shù)據(jù)。

4)系統(tǒng)配置信息。

三、系統(tǒng)的功能設計

1.城市規(guī)劃基礎空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

城市規(guī)劃基礎空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)入庫子系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)查詢分析子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分發(fā)子系統(tǒng)。

(1)數(shù)據(jù)入庫子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)入庫是指由生產(chǎn)軟件生成的各種基礎地理數(shù)據(jù)，經(jīng)過一定的工序后導入到ArcSDE數(shù)據(jù)庫中。采集的數(shù)據(jù)要經(jīng)過“檢查→修改→入庫”等幾個過程才能滿足基礎空間數(shù)據(jù)建庫的質(zhì)量要求。主要包含數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、坐標轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)圖形和屬性邏輯檢查、數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)更新等功能。

(2)空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

提供數(shù)據(jù)庫管理人員使用。實現(xiàn)對多源、多尺度、多時態(tài)基礎地理數(shù)據(jù)的有效管理，包括權(quán)限控制、圖層管理、圖形瀏覽與定位、數(shù)據(jù)查詢與檢索、標準圖制作、歷史數(shù)據(jù)管理與分析、日志管理和系統(tǒng)監(jiān)控等功能。

(3)數(shù)據(jù)查詢分析子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)查詢分析子系統(tǒng)主要面向局域網(wǎng)的普通用戶。實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢與檢索、空間分析等。具體的功能有系統(tǒng)登錄、圖層顯示控制、圖形瀏覽、數(shù)據(jù)的查詢與檢索、空間分析、圖形瀏覽定位、統(tǒng)計分析、歷史數(shù)據(jù)查詢分析、專題圖制作、數(shù)據(jù)輸出等。

(4)數(shù)據(jù)分發(fā)子系統(tǒng)

實現(xiàn)以工程業(yè)務為單位，從庫中提取所有相關數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)按一定格式輸出、打包以及刻盤等功能，滿足不同用戶的數(shù)據(jù)分發(fā)服務。

2.城市規(guī)劃辦公自動化系統(tǒng)

(1)“一書兩證”業(yè)務審批辦公自動化子系統(tǒng)

根據(jù)“一書兩證”審批發(fā)證的工作流程，在計算機網(wǎng)絡支持下實現(xiàn)報建項目從窗口報建登記、經(jīng)辦人辦理、征求相關部門意見、領導初審、相關處室會辦到總工校核、領導審核審定及批后材料歸檔、材料打印、制證等的動態(tài)流轉(zhuǎn)、逐級審批。

(2)城市規(guī)劃圖形審批子系統(tǒng)

根據(jù)實際的業(yè)務需求，可分為3個大的模塊，管理子模塊、業(yè)務子模塊、數(shù)據(jù)處理子模塊。管理子模塊用于地圖配置、圖層歸類等維護工作;業(yè)務子模塊用于處理日常的規(guī)劃圖紙審批業(yè)務，可集成到城市規(guī)劃“一書兩證”業(yè)務審批系統(tǒng)中運行;數(shù)據(jù)處理子模塊用于數(shù)據(jù)處理、更新和維護。

(3)城市規(guī)劃電子報建子系統(tǒng)

城市規(guī)劃電子報建子系統(tǒng)是針對城市規(guī)劃設計方案的AutoCAD成果數(shù)據(jù)分層、分類不規(guī)范，難以實現(xiàn)計算機自動審核的狀況而設計的，在Auto-CAD環(huán)境下，可通過ObjectArx進行各功能模塊的開發(fā)。

該子系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)進行自動檢測和規(guī)整，使原來不規(guī)范的數(shù)據(jù)達到規(guī)劃管理部門自動審核和轉(zhuǎn)檔建庫的要求。實現(xiàn)了建設單位在報批“一書兩證”建設項目時的電子資料輸入、登記、存儲和電子資料打包等功能;規(guī)劃管理部門接收報建數(shù)據(jù)時的數(shù)據(jù)檢查和初核功能;指標審核機構(gòu)的指標審核功能。

(4)城市規(guī)劃輔助決策支持子系統(tǒng)

在城市基礎地形圖數(shù)據(jù)、市政綜合地下管線數(shù)據(jù)和規(guī)劃設計成果數(shù)據(jù)等比較完備的數(shù)據(jù)基礎上，基于ArcGIS Engine平臺軟件開展高級的城市規(guī)劃輔助分析系統(tǒng)的設計，為城市規(guī)劃管理、設計和決策提供計算機輔助手段。

城市規(guī)劃輔助決策分析功能包括基本的分析功能，如緩沖區(qū)分析、疊加分析、統(tǒng)計分析等;應用分析功能，如選址分析、拆遷分析、道路施工影響分析等;分析成果專題圖的制作及輸出;輔助功能模塊，如快速定位、背景圖(如地形圖、規(guī)劃圖等)調(diào)閱與查詢等。

四、結(jié)束語

基于以上研究，筆者以武漢市國土資源和規(guī)劃局的實際工作流程為試驗對象進行了的大量的實踐。通過將GIS引入到城市規(guī)劃管理的工作業(yè)務中，解決了傳統(tǒng)OA簡單文字圖表的表現(xiàn)形式，實現(xiàn)了圖文一體化，滿足了實際工作的需要，達到了預期的目的。系統(tǒng)主要功能界面如圖2所示，流程定制界面如圖3所示。

圖2 系統(tǒng)界面

圖3 定制工作流程

［1］ 陳述彭.地理信息系統(tǒng)導論［M］.北京:科學出版社，1999.

［2］ 孫毅中，張鎬，周晟，等.城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)［M］.北京:科學出版社，2004.

［3］ 黃堅.基于測繪數(shù)據(jù)庫的GIS在城市規(guī)劃管理中的應用開發(fā)研究［J］.城市勘測，1997(4):24-30.

［4］ 何邕健，毛蔣興，曲翠萃.GIS空間數(shù)據(jù)庫在城市規(guī)劃成圖過程中的應用［J］.天津理工大學學報，2006，22(1):85-88.

Research on Urban Planning Management Information System Based on GIS

LIU Tao，PENG Qingshan，ZHANG Miao

0494-0911(2011)06-0057-03

P208

B

2010-05-25

劉 濤(1979—)，男，湖北石首人，博士生，工程師，主要從事地理信息系統(tǒng)應用與開發(fā)工作。