城市規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用一體化研究

秦學秀，顧 娟

(北京市測繪設計研究院，北京100038)

城市規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用一體化研究

秦學秀，顧 娟

(北京市測繪設計研究院，北京100038)

分析城市規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)、入庫及應用環(huán)節(jié)目前存在的問題，提出數(shù)據(jù)生產(chǎn)、入庫、應用一體化策略。同時，針對一體化的實際需求，基于地理實體的思想，設計了城市規(guī)劃測量一體化數(shù)據(jù)庫模型，并開發(fā)出數(shù)據(jù)生產(chǎn)與管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)共享與分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換與更新系統(tǒng)，從系統(tǒng)上有效地支撐了規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用的一體化。

規(guī)劃測量;規(guī)劃路;建筑用地釘樁;一體化;數(shù)據(jù)庫模型

一、引 言

城市規(guī)劃測量工作是配合城市規(guī)劃、保障其各項內(nèi)容具體實施的基礎工作和重要環(huán)節(jié)，它為城市建設工程的設計、施工、竣工和運營管理階段的測量工作創(chuàng)造條件和提供依據(jù)，其主要內(nèi)容包括規(guī)劃道路定線(簡稱定線)測量和建筑用地釘樁(簡稱撥地)測量［1-2］。隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，規(guī)劃測量數(shù)據(jù)應用得越來越廣泛，現(xiàn)有的規(guī)劃測量數(shù)據(jù)庫及管理和應用系統(tǒng)已逐漸顯露出不足:①已有數(shù)據(jù)庫面向生產(chǎn)，但數(shù)據(jù)組織方式是以滿足制圖為主，對應用分析支撐不足;②從數(shù)據(jù)生產(chǎn)到數(shù)據(jù)入庫需要經(jīng)過二次錄入及數(shù)據(jù)檢驗，未實現(xiàn)直接入庫，費時費力;③已有系統(tǒng)未進行統(tǒng)一設計，系統(tǒng)相互獨立，網(wǎng)絡化共享難度大。

地理信息技術(shù)與網(wǎng)絡化技術(shù)的結(jié)合推動著地理信息跨部門間的網(wǎng)絡化應用［3］。規(guī)劃測量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡化應用是發(fā)展趨勢，并且首先要滿足以下兩類應用需求:一類是瀏覽服務，即直接將規(guī)劃測量數(shù)據(jù)作為底圖進行規(guī)劃設計;另一類是分析應用服務，即對規(guī)劃道路和撥地位置與形態(tài)特征進行查詢、提取，并提供相應的分析與決策。測量生產(chǎn)和瀏覽應用應注重對幾何信息的表達，其核心是符號化表達［4］;分析應用則應更多以數(shù)據(jù)分析為主，強調(diào)對象的完整性［4-7］。

本文結(jié)合北京市規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用存在的問題，提出規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用一體化技術(shù)流程，并根據(jù)一體化的需求，設計了面向?qū)嶓w的城市規(guī)劃測量一體化數(shù)據(jù)庫模型，且開發(fā)出相應的系統(tǒng)，實現(xiàn)了規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用一體化。

二、一體化策略

規(guī)劃測量數(shù)據(jù)的生產(chǎn)與應用涉及多個部門和多個環(huán)節(jié)。規(guī)劃主管部門需要開具規(guī)劃條件，然后由測繪生產(chǎn)部門根據(jù)規(guī)劃條件實施外業(yè)測繪生產(chǎn)，成果資料則需要在檔案部門歸檔并在地理信息中心進行數(shù)據(jù)入庫?；谝?guī)劃測量成果，規(guī)劃部門進行規(guī)劃審批，檔案部門進行數(shù)據(jù)分發(fā)，生產(chǎn)部門需要參考已有規(guī)劃測量成果進行生產(chǎn)作業(yè)。

本文提出了城市規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用一體化流程，如圖1所示。測繪生產(chǎn)部門在測繪生產(chǎn)過程中將符合GIS入庫要求的數(shù)據(jù)直接入庫，無需再經(jīng)過二次錄入和二次檢查，避免了數(shù)據(jù)二次錄入出現(xiàn)錯誤的機會，節(jié)省了人員開支，縮短了數(shù)據(jù)生產(chǎn)周期。同時，規(guī)劃測量數(shù)據(jù)還可通過網(wǎng)絡提供在線服務，為規(guī)劃主管部門、測繪生產(chǎn)部門甚至其他用戶提供在線應用，縮短了數(shù)據(jù)從生產(chǎn)到應用的周期。

圖1 規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用一體化流程圖

三、數(shù)據(jù)庫模型設計

1.面向?qū)嶓w的地理空間數(shù)據(jù)模型

地理實體是地理空間中有實際位置意義的最小地理單元，是能獨立反映空間共同定義的地理單元［8］。聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會于2008年發(fā)布的《地理信息框架數(shù)據(jù)內(nèi)容系列標準》對地籍、行政管理單元、水系、交通等7大類框架數(shù)據(jù)作了規(guī)定。其中，前4種均采用面向?qū)嶓w的數(shù)據(jù)模型，并對表現(xiàn)現(xiàn)實世界某一地理實體的要素賦予一個永久的標志碼。地理實體數(shù)據(jù)模型由圖元層與實體層兩個層次構(gòu)成［5，9］。圖元層是地理實體的基本構(gòu)成單元，即點、線、面等幾何目標，側(cè)重于表達地物的空間位置與幾何形狀;實體層由一個或多個圖元構(gòu)成，并為圖元賦予某一特定的地理意義。為了兼顧測繪生產(chǎn)、分析應用的需求，本文采用面向?qū)嶓w的思想，在規(guī)劃路和建筑用地釘樁測繪生產(chǎn)數(shù)據(jù)模型的基礎上進行擴展，構(gòu)造相應的地理實體數(shù)據(jù)模型。

2.規(guī)劃路數(shù)據(jù)庫模型設計

(1)規(guī)劃路數(shù)據(jù)庫概念模型

規(guī)劃路數(shù)據(jù)庫概念模型如圖2所示。其中，道路中線段、道路中線點、派生紅線、路口紅線等空間數(shù)據(jù)及各類注記以Geodatabase矢量數(shù)據(jù)模型存儲;道路中線的屬性信息、道路中線點的曲線信息、道路中線與道路中線點之間的關系等屬性信息則以關系數(shù)據(jù)庫表的形式存儲。空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間通過關鍵字關聯(lián)，共同表達復雜的規(guī)劃路形狀與位置。道路中線段和道路中線點的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中增加規(guī)劃路實體標識碼，用于規(guī)劃路實體的應用分析。

圖2 規(guī)劃路數(shù)據(jù)庫組織結(jié)構(gòu)

(2)道路中線數(shù)據(jù)庫模型

道路中線數(shù)據(jù)分為空間要素類、屬性表、注記層3類。道路中線數(shù)據(jù)關系模型圖如圖3所示。

(3)規(guī)劃路中線實體模型

圖4為規(guī)劃路中線實體模型。一個規(guī)劃路中線實體由一個或多個道路中線段、一個或多個道路中線點及一個規(guī)劃路實體屬性構(gòu)成，它們之間由規(guī)劃路實體標識碼唯一標識和關聯(lián)。其中，道路中線段、道路中線點用于表達規(guī)劃路中線實體的空間位置與幾何形狀;規(guī)劃路實體屬性表用于表達規(guī)劃路的屬性信息。

3.建設用地釘樁數(shù)據(jù)庫模型設計

建筑用地釘樁數(shù)據(jù)庫模型相對簡單，數(shù)據(jù)庫模型如圖5所示。建筑用地實體通常由一個或幾個用地釘樁邊界或用地點及一個建筑用地屬性構(gòu)成，如圖6所示。建筑用地邊界和用地點表達了其空間位置和幾何形狀，建筑用地屬性表達了其描述信息。這些信息通過建筑用地標識碼標識與關聯(lián)。

圖3 道路中線ER模型

圖4 規(guī)劃路中線實體模型

圖5 建筑用地釘樁數(shù)據(jù)庫模型

圖6 建筑用地釘樁實體數(shù)據(jù)模型

四、系統(tǒng)實現(xiàn)

圖7為規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用一體化系統(tǒng)構(gòu)成圖。分別建立規(guī)劃測量生產(chǎn)庫和規(guī)劃測量成果庫。生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫主要面向測繪生產(chǎn)部門，根據(jù)生產(chǎn)需要從成果庫下載指定的數(shù)據(jù)，輔助生產(chǎn)作業(yè)，其中間成果存儲在生產(chǎn)庫，可以實時編輯修改數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，生產(chǎn)庫數(shù)據(jù)經(jīng)總工審核后作為最終成果定期自動向成果庫更新;成果數(shù)據(jù)庫則主要面向用戶。一體化系統(tǒng)在構(gòu)成上分為數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)共享與分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換與更新系統(tǒng)。

1)數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)。主要面向生產(chǎn)部門，用于規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與上傳。提供了數(shù)據(jù)錄入與編輯模塊、數(shù)據(jù)下載模塊、地圖服務加載模塊、數(shù)據(jù)檢查模塊、生成派生紅線模塊、數(shù)據(jù)上傳模塊、系統(tǒng)管理模塊。

2)數(shù)據(jù)共享與分發(fā)系統(tǒng)。主要是為方便向用戶提供數(shù)據(jù)服務與分發(fā)服務。采用面向服務的架構(gòu)，可以將各類數(shù)據(jù)封裝為標準的OGC服務［10］，并將各類應用分析功能封裝為服務接口，提供了數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計模型、制圖與出圖模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、服務接口及運行維護監(jiān)管模塊。

3)數(shù)據(jù)交換與更新系統(tǒng)。主要實現(xiàn)由生產(chǎn)庫向成果庫交換更新數(shù)據(jù)。包括服務器連接設置模塊、數(shù)據(jù)提取模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)更新同步模塊。

圖7 規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用一體化系統(tǒng)構(gòu)成圖

五、結(jié)束語

本文分析了城市規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用目前存在的問題，提出了數(shù)據(jù)生產(chǎn)、入庫、應用一體化策略，并基于地理實體的思想，在規(guī)劃路和建筑用地釘樁測繪生產(chǎn)數(shù)據(jù)模型的基礎上進行擴展，通過增加實體標識碼的方式，設計了城市規(guī)劃測量一體化數(shù)據(jù)庫模型，實現(xiàn)了“一庫兩用”;設計開發(fā)了數(shù)據(jù)生產(chǎn)與管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)共享與分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換與更新系統(tǒng)，從系統(tǒng)上有效地支撐了規(guī)劃測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)與應用的一體化。

城市規(guī)劃測量數(shù)據(jù)已廣泛應用于規(guī)劃、交通等政府部門和建設單位，取得了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:①為政府科學決策提供保障。規(guī)劃測量數(shù)據(jù)作為規(guī)劃項目審批的重要依據(jù)，提高了政府在規(guī)劃項目審批決策方面的準確性和工作效率。規(guī)劃測量數(shù)據(jù)現(xiàn)已成為規(guī)劃項目審批中不可缺少的重要數(shù)據(jù)。②為科學研究與規(guī)劃設計提供權(quán)威資料、數(shù)據(jù)。規(guī)劃測量數(shù)據(jù)用于開展總規(guī)和控規(guī)編制。完整、精度高、現(xiàn)勢性好的規(guī)劃測量數(shù)據(jù)，在規(guī)劃編制方面發(fā)揮了重要作用。③為交通戰(zhàn)略研究、規(guī)劃、建設、管理和決策提供了科學依據(jù)。④ 為測繪生產(chǎn)和城市建設單位提供實時、高效服務。測繪生產(chǎn)部門每做一項工程之前，必須了解測區(qū)周圍的規(guī)劃路和撥地情況，并獲取必要的規(guī)劃路、撥地數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在通過數(shù)據(jù)共享與分發(fā)系統(tǒng)實時查詢、獲取數(shù)據(jù)非常方便。

［1］ 洪立波.城市測量手冊［M］.北京:測繪出版社，1993.

［2］ 北京市規(guī)劃委員會.DB11/T 339—2006北京市工程測量技術(shù)規(guī)程［S］.北京:［s.n.］，2006.

［3］ 遲文學，吳信才，爾登圖，等.基于SOA的地理信息數(shù)據(jù)整合技術(shù)研究［J］.測繪科學，2009，34(1):203-204，189.

［4］ 王殿坤，王峰.GIS建庫與地圖制圖一體化解決方案的設計與實現(xiàn)［J］.測繪與空間地理信息，2010，33(1): 100-103.

［5］ 蔣捷，黃蔚，盧衛(wèi)華，等.地理信息公共服務平臺地理實體數(shù)據(jù)建模研究［J］.地理信息世界，2009，7(4): 11-18.

［6］ 張保鋼，秦學秀.北京市規(guī)劃道路管理查詢系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.國土資源遙感，2004(3)，69-72.

［7］ 高懿洋.一種一體化的空間數(shù)據(jù)模型［J］.測繪科學技術(shù)學報，2009，26(3):208-211.

［8］ 李景文，劉軍鋒，董星星.基于實體的地理空間數(shù)據(jù)模型描述與表達［J］.測繪與空間地理信息，2008，31(6):1-3.

［9］ 李景文.面向?qū)ο罂臻g實體矢量描述方法研究［J］.測繪通報，2006(5):57-59，70.

［10］ 王連備，賁進，吳英.面向服務的空間數(shù)據(jù)共享技術(shù)研究［J］.測繪通報，2010(7):68-70.

Generation and Application Integration of Urban Planning Surveying Data

QIN Xuexiu，GU Juan

0494-0911(2012)08-0024-04

P258

B

2012-05-29

秦學秀(1961—)，女，北京人，高級工程師，主要研究方向為工程測量及GIS應用研究。