基于GIS的“一張圖”規(guī)劃成果管理體系設(shè)計(jì)

孔繁宇

（哈爾濱市信息化建設(shè)項(xiàng)目管理中心，黑龍江 哈爾濱150021）

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，不斷增長(zhǎng)和日益豐富的城市規(guī)劃信息數(shù)據(jù)正向著動(dòng)態(tài)、多目標(biāo)、智能化的模式發(fā)展，規(guī)劃“一張圖”成為城市規(guī)劃信息化建設(shè)的主流模式，部分城市已開(kāi)發(fā)了“一張圖”管理系統(tǒng)，如廣州、深圳、武漢、重慶等。上述案例均以GIS為基礎(chǔ)技術(shù)支撐，以統(tǒng)一的城市規(guī)劃成果管理工作平臺(tái)保證各層次、各階段規(guī)劃工作間的無(wú)縫對(duì)接，并取得了良好的應(yīng)用效果。

哈爾濱市自2003年即開(kāi)始規(guī)劃信息化建設(shè)，并建立了GIS與Auto CAD跨平臺(tái)結(jié)合的數(shù)字化城市規(guī)劃編制體系。隨著城市化進(jìn)程推進(jìn)，新的城市規(guī)劃要求、規(guī)劃理念和信息化技術(shù)手段不斷被提出和應(yīng)用，早期的成果管理模式存在諸多不足，如規(guī)劃成果缺乏合理的交換格式，缺乏統(tǒng)一的管理，更新周期較長(zhǎng)等。為滿足新時(shí)期城市規(guī)劃對(duì)規(guī)劃成果全方位信息化處理和利用的需求，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃成果動(dòng)態(tài)更新、高效管理，文中提出了基于“一張圖”的規(guī)劃成果管理體系設(shè)計(jì)。

1 規(guī)劃成果體系

根據(jù)我國(guó)《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》規(guī)定，城市規(guī)劃分為總體規(guī)劃和詳細(xì)規(guī)劃，詳細(xì)規(guī)劃分為控制性詳細(xì)規(guī)劃（以下簡(jiǎn)稱“控詳規(guī)劃”）和修建性詳細(xì)規(guī)劃（以下簡(jiǎn)稱“修詳規(guī)劃”）。

1．1 總體規(guī)劃

根據(jù)覆蓋范圍，總體規(guī)劃成果分為市域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、中心城區(qū)規(guī)劃、主城區(qū)規(guī)劃三個(gè)層次，每個(gè)層次根據(jù)內(nèi)容分為總圖與專項(xiàng)規(guī)劃（如表1所示）?？傮w規(guī)劃成果為中長(zhǎng)期規(guī)劃（10年），為其他下位規(guī)劃（控詳規(guī)劃、修詳規(guī)劃）編制的依據(jù)。

1．2 控詳規(guī)劃

控詳規(guī)劃是規(guī)劃許可的直接依據(jù)。由于初始控詳規(guī)劃僅對(duì)核心指標(biāo)進(jìn)行控制 在審批各階段都可能對(duì)控詳規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整，因此控詳規(guī)劃的動(dòng)態(tài)更新是規(guī)劃成果管理體系最核心的需求之一?？卦斠?guī)劃成果管理不僅要求成果實(shí)時(shí)更新，還要求能夠回溯歷史成果。

表1 總體規(guī)劃成果組織

1．3 綜合交通

綜合交通規(guī)劃成果包括綜合交通規(guī)劃、專項(xiàng)交通規(guī)劃、綜合交通指引、交通規(guī)劃設(shè)計(jì)四個(gè)層次。根據(jù)空間特性，該成果可分為基于地理信息表達(dá)的成果、具備空間特性的成果和不具備空間特性的成果，一般以項(xiàng)目為單元進(jìn)行管理，以累加方式進(jìn)行成果管理。

1．4 城市設(shè)計(jì)

城市設(shè)計(jì)的成果格式多樣，包括效果圖、幻燈片、視頻、三維模型等，且經(jīng)過(guò)多年累積已經(jīng)形成了大量成果。該類(lèi)成果以項(xiàng)目為單元管理，且與空間位置密切相關(guān)，可通過(guò)構(gòu)建城市設(shè)計(jì)總圖進(jìn)行成果的關(guān)聯(lián)管理。

在上述四類(lèi)成果中，總體規(guī)劃和控詳規(guī)劃為法定規(guī)劃，處于核心地位；綜合交通和城市設(shè)計(jì)為非法定規(guī)劃，為規(guī)劃管理、審批的重要參照。此外，基礎(chǔ)地形圖、遙感影像以及人口、經(jīng)濟(jì)、交通等專題數(shù)據(jù)是規(guī)劃編制與規(guī)劃管理的重要依據(jù)。對(duì)于管理成果數(shù)據(jù)，本項(xiàng)目通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)接口訪問(wèn)。

2 成果管理體系設(shè)計(jì)

規(guī)劃成果管理體系兼顧制度性與技術(shù)性，一方面 權(quán)威數(shù)據(jù)權(quán)威部門(mén)維護(hù) 的基本制度已在規(guī)劃成果管理中確立，部門(mén)內(nèi)部成果質(zhì)量得到較好保障；另一方便，部門(mén)間的成果兼容性較差，特別是現(xiàn)勢(shì)性不同步等問(wèn)題。通過(guò)解析規(guī)劃審批數(shù)據(jù)流，分析成果更新觸發(fā)情景，提出以項(xiàng)目為單元，基于GIS的“一張圖”規(guī)劃成果管理體系。

2．1 法定成果“一張圖”

法定成果“一張圖”是依托GIS平臺(tái)，以現(xiàn)行總體規(guī)劃、控詳規(guī)劃為核心，以現(xiàn)狀基礎(chǔ)地形圖、遙感影像、地理信息等為底圖，服務(wù)于規(guī)劃審批、具備法律效力的法定規(guī)劃成果。法定成果“一張圖”不是簡(jiǎn)單將所有信息疊置在一張圖上，更重要的是保障不同層次、不同類(lèi)型的成果相互兼容。為此，法定成果“一張圖”建立如下規(guī)則體系：

1）規(guī)劃與現(xiàn)狀兼容。對(duì)于已建成區(qū)，規(guī)劃與現(xiàn)狀應(yīng)相互符合，如道路紅線與建筑、藍(lán)線與水系、規(guī)劃中心線與道路等；對(duì)于待開(kāi)發(fā)區(qū)域，則無(wú)需設(shè)置規(guī)劃與現(xiàn)狀驗(yàn)證規(guī)則；

2）不同層級(jí)規(guī)劃兼容。下位規(guī)劃服從上位規(guī)劃是城市規(guī)劃的基本原則。在“一張圖”中則可表達(dá)為空間拓?fù)湟?guī)則，如總規(guī)地塊包含控規(guī)地塊，控規(guī)地塊用地性質(zhì)與總規(guī)地塊用地性質(zhì)屬性兼容，道路紅線不能與總規(guī)地塊相交等；

3）同層規(guī)劃兼容。同層同類(lèi)規(guī)劃成果應(yīng)相互兼容，同層不同類(lèi)成果則引導(dǎo)性規(guī)劃應(yīng)服從規(guī)定性規(guī)劃，如紅線不允許自相交、紅線與歷史建筑保護(hù)范圍不相交等。

在成果庫(kù)建設(shè)中，上述規(guī)則被解析為GIS系統(tǒng)可識(shí)別的空間拓?fù)湟?guī)則、屬性規(guī)則，通過(guò)質(zhì)檢模塊保障成果的準(zhǔn)確性與兼容性。

2．2 成果匯交與審核機(jī)制

規(guī)劃成果管理的關(guān)鍵問(wèn)題為實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確：針對(duì)前者，構(gòu)建成果匯交系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)支撐單位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)上傳更新數(shù)據(jù)；針對(duì)后者，由成果審核部門(mén)對(duì)成果進(jìn)行質(zhì)檢、審核，合格后進(jìn)入規(guī)劃成果庫(kù)。成果匯交與審核流程如圖1所示，具體步驟如下：

1）成果匯交。成果提供單位在完成成果內(nèi)部質(zhì)檢之后，通過(guò)成果匯交系統(tǒng)以項(xiàng)目為單元將成果提交至中間成果庫(kù)，成果形式以空間數(shù)據(jù)為主，以附件方式提交成果各類(lèi)原始文檔；

2）成果審核。由成果審核部門(mén)基于規(guī)劃成果綜合管理信息系統(tǒng)的質(zhì)檢模塊對(duì)提交成果進(jìn)行驗(yàn)證，如果審核通過(guò)，進(jìn)入步驟4；如果成果不合格，進(jìn)入步驟3；

3）成果回退。對(duì)不合格成果，將質(zhì)檢生成的報(bào)告 錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和匯交的成果數(shù)據(jù)回退至成果提供單位，由成果提供單位依據(jù)質(zhì)檢報(bào)告和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，修改完成后再次提交進(jìn)入步驟1；

4）成果入庫(kù)。對(duì)審核通過(guò)的成果，以項(xiàng)目為單元入庫(kù)，若當(dāng)前成果為對(duì)已有數(shù)據(jù)更新，被更新的數(shù)據(jù)遷移至歷史庫(kù) 形成歷史數(shù)據(jù)

此外，隨著規(guī)劃成果體系日益完善，質(zhì)檢規(guī)則也可動(dòng)態(tài)擴(kuò)充，以滿足不同建設(shè)階段對(duì)成果的不同要求。

圖1 規(guī)劃成果更新流程

2．3 成果回溯機(jī)制

在規(guī)劃審批與規(guī)劃執(zhí)法中，必須能夠再現(xiàn)審批或執(zhí)法時(shí)的成果現(xiàn)狀，即要求規(guī)劃成果管理體系具備回溯機(jī)制。成果回溯要求兩個(gè)要素：即歷史成果庫(kù)和更新元數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮這兩個(gè)要素。

歷史庫(kù)構(gòu)建有兩種方式，一種是物理集中，通過(guò)時(shí)間標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)現(xiàn)勢(shì)與歷史邏輯分離；另一種是物理存儲(chǔ)上分離，構(gòu)建獨(dú)立歷史庫(kù)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。在規(guī)劃成果管理中，綜合考慮成果管理、成果更新等問(wèn)題，采用后一種方式建立歷史成果庫(kù)，兩者結(jié)構(gòu)相同，但增加了刪除項(xiàng)目、刪除人員、刪除時(shí)間等元數(shù)據(jù)信息。

在成果更新時(shí)，將原有成果從現(xiàn)勢(shì)庫(kù)刪除，遷移到歷史庫(kù)，并附加更新元數(shù)據(jù)信息；在成果回溯時(shí)，用戶通過(guò)空間位置檢索到覆蓋該區(qū)域的項(xiàng)目編號(hào)，依據(jù)項(xiàng)目編號(hào)在現(xiàn)勢(shì)庫(kù)和歷史庫(kù)中檢索項(xiàng)目成果，回溯至項(xiàng)目使用時(shí)段的成果樣式。在成果更新中，某一個(gè)要素可能被局部更新（如某個(gè)地塊被分割為兩部分，一部分被調(diào)整，另一部分未調(diào)整），更新時(shí)須保留未調(diào)整部分，更新調(diào)整部分；在成果回溯時(shí)，針對(duì)前述情況須同時(shí)檢索現(xiàn)勢(shì)庫(kù)與歷史庫(kù)，并將成果合并為更新前的成果樣式。

3 成果空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

3．1 總體結(jié)構(gòu)

規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫(kù)遵循規(guī)劃編制成果體系，結(jié)合業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，構(gòu)建覆蓋規(guī)劃成果、基礎(chǔ)空間信息及各類(lèi)專題信息的統(tǒng)一資源中心，為規(guī)劃編制與管理提供信息支撐。以法定成果“一張圖”為核心，構(gòu)建四個(gè)子庫(kù)（如圖2所示）：法定成果庫(kù)、基礎(chǔ)空間信息庫(kù)、專項(xiàng)成果庫(kù)和管理成果庫(kù)。其中基礎(chǔ)空間信息庫(kù)和管理成果庫(kù)由專項(xiàng)庫(kù)建設(shè)，本文重點(diǎn)闡述規(guī)劃編制體系內(nèi)的法定成果庫(kù)和專項(xiàng)成果庫(kù)。

3．2 法定成果庫(kù)設(shè)計(jì)

法定成果庫(kù)包括總體規(guī)劃和控詳規(guī)劃，二者雖然成果內(nèi)容不同，但成果邏輯層次是一致的，可分為空間索引、總圖和專題規(guī)劃。為保障資料具備良好的追溯性，同步建立歷史庫(kù)和檔案資料庫(kù)，并通過(guò)項(xiàng)目建立二者與法定成果庫(kù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。本文以控詳規(guī)劃（如圖3所示）為例予以說(shuō)明：

1）控詳空間索引?？卦斂臻g索引存儲(chǔ)項(xiàng)目基本信息，包括項(xiàng)目范圍、名稱、編號(hào)等，根據(jù)項(xiàng)目類(lèi)型，控詳規(guī)劃分為控詳編制和控詳調(diào)整。此外，項(xiàng)目逐漸累積，不區(qū)分現(xiàn)勢(shì)與歷史，故無(wú)需建立歷史表。

2）控詳規(guī)劃總圖?？卦斠?guī)劃總圖是法定成果的核心部分，包括土地利用、道路中心線、紅線、綠線等空間控制成果。

3）控詳專題規(guī)劃?？卦攲ｎ}規(guī)劃針對(duì)特定行業(yè)建立專題規(guī)劃，包括地下管網(wǎng)、市政設(shè)施、道路交通、歷史文化名稱等分類(lèi)，每一類(lèi)包含若干類(lèi)數(shù)據(jù)。

4）歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。歷史庫(kù)包括控詳規(guī)劃總圖和控詳專題規(guī)劃，其庫(kù)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)勢(shì)庫(kù)一致，但增加了更新元數(shù)據(jù)。

5）檔案資料數(shù)據(jù)，該類(lèi)成果采用文件數(shù)據(jù)庫(kù)管理，保證成果的原始性。

3．3 專項(xiàng)成果庫(kù)設(shè)計(jì)

專項(xiàng)成果庫(kù)對(duì)城市設(shè)計(jì)、綜合交通等規(guī)劃成果進(jìn)行管理，該類(lèi)成果以項(xiàng)目為單元，以累積方式進(jìn)行成果管理。如前所述，專項(xiàng)規(guī)劃成果格式多樣，但所有成果均與空間位置相關(guān)。因此，專項(xiàng)成果庫(kù)構(gòu)建專項(xiàng)規(guī)劃項(xiàng)目總圖，以專項(xiàng)規(guī)劃項(xiàng)目總圖為索引進(jìn)行各類(lèi)成果管理，其中空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于空間數(shù)據(jù)庫(kù)，文檔資料存儲(chǔ)于文件數(shù)據(jù)庫(kù)。

3．4 中間成果庫(kù)設(shè)計(jì)

規(guī)劃成果包含的數(shù)據(jù)內(nèi)容眾多，來(lái)源多樣，其中規(guī)劃編制成果由規(guī)劃設(shè)計(jì)部門(mén)提交；基礎(chǔ)空間信息由勘測(cè)部門(mén)提交；管理成果則由管理審批部門(mén)匯總。為保障成果實(shí)時(shí)更新，建立了成果匯交機(jī)制，由權(quán)威部門(mén)提交更新數(shù)據(jù) 經(jīng)統(tǒng)一授權(quán)部門(mén)審核通過(guò)后更新至數(shù)據(jù)庫(kù)。為實(shí)現(xiàn)上述需求，建立中間成果庫(kù)管理匯交但未審核成果的臨時(shí)管理庫(kù)，審核通過(guò)的成果將通過(guò)規(guī)劃成果管理系統(tǒng)分發(fā)更新至相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù) 審核未通過(guò)成果將回退至成果提交部門(mén)。中間成果庫(kù)以項(xiàng)目為單元，采用文件方式進(jìn)行管理，并記錄匯交部門(mén)、匯交時(shí)間、成果類(lèi)型、審核狀態(tài)等基本信息。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)

圖3 控詳規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖

3．5 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫(kù)采用的Oracle 11g存儲(chǔ)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎為Arc SDE 10．0，空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型為Geodatabase，并利用Arc GIS Diagra mmer正向工程實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè) 須特別說(shuō)明的是地形圖建庫(kù)，項(xiàng)目采用清華山維的EPS平臺(tái)作為全要素地形圖管理工具，所有數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)于Arc SDE中，避免了CAD與GIS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換問(wèn)題。

影像數(shù)據(jù)、原始圖紙、效果圖等數(shù)據(jù)以文件方式存儲(chǔ)，按空間分布構(gòu)建成果總圖，并通過(guò)FTP實(shí)現(xiàn)文件快速傳輸。其他成果均以空間數(shù)據(jù)方式存儲(chǔ)，按子庫(kù)—要素集—要素類(lèi)—要素的層級(jí)建庫(kù)管理。另外，為保障地圖表現(xiàn)方式標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、一致，構(gòu)建了規(guī)劃地圖模板庫(kù)，并構(gòu)建質(zhì)檢規(guī)則庫(kù)。

4 應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

為支撐前文所述成果管理體系，建設(shè)由成果匯交系統(tǒng)和規(guī)劃成果綜合管理信息系統(tǒng)構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)：前者面向多個(gè)成果提供單位，功能定位為成果匯交及接收成果回退；后者面向規(guī)劃局成果管理審核部門(mén)，功能定位為成果綜合管理，涵蓋成果質(zhì)檢、入庫(kù)、成果提取及統(tǒng)計(jì)。

4．1 技術(shù)路線

鑒于成果管理涉及復(fù)雜的空間拓?fù)錂z測(cè)、頻繁的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)和較高的安全保密性需求，規(guī)劃成果綜合管理信息系統(tǒng)采用C／S架構(gòu)，基于Arc Engine，使用Visual C＃開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)。

4．2 功能模塊

針對(duì)成果管理體系，應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了如下功能模塊：

1）成果匯交模塊。成果匯交模塊包括成果自檢、成果要件審核、成果上傳、質(zhì)檢報(bào)告下載等功能，該模塊根據(jù)匯交部門(mén)不同，配置匯交成果類(lèi)型；

2）規(guī)則質(zhì)檢模塊。規(guī)則質(zhì)檢模塊將法定成果“一張圖”的規(guī)則解析為可執(zhí)行的空間拓?fù)鋷缀我?guī)則，包括質(zhì)檢規(guī)則庫(kù)管理、成果質(zhì)檢、消息跟蹤、質(zhì)檢報(bào)告生成等功能。

3）成果入庫(kù)模塊。成果入庫(kù)模塊包括成果入庫(kù)、成果回退、歷史庫(kù)生成等功能，并包括對(duì)總規(guī)、控規(guī)以及專項(xiàng)成果的入庫(kù)操作。

4）成果回退模塊。對(duì)質(zhì)檢不通過(guò)的匯交成果，系統(tǒng)提供成果回退、質(zhì)檢報(bào)告發(fā)送等功能。

5）成果提取及備份模塊。系統(tǒng)提供庫(kù)、子庫(kù)、專題、項(xiàng)目以及其他多種方式的成果提取與備份功能。

此外，系統(tǒng)還提供關(guān)于成果查詢、制圖、瀏覽以及統(tǒng)計(jì)分析等基礎(chǔ)應(yīng)用工具。通過(guò)上述應(yīng)用系統(tǒng)，成果管理體系中的所有操作均由軟件支撐，減少了人工干預(yù)，保障成果準(zhǔn)確可靠。須特別說(shuō)明的是：鑒于規(guī)劃成果法定性與自由量裁性兼具的特點(diǎn) 成果的合格性認(rèn)定取決于成果管理部門(mén)，而非軟件系統(tǒng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)規(guī)劃成果管理中成果樣式多樣、更新頻繁、成果兼容條件多等特點(diǎn)，本文在系統(tǒng)地分析規(guī)劃成果體系的基礎(chǔ)上，提出基于法定成果“一張圖”為核心的成果管理體系，并設(shè)計(jì)了成果的匯交、審核及回溯等機(jī)制。同時(shí)，為支撐上述管理體系的實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了與之匹配的數(shù)據(jù)庫(kù)及應(yīng)用系統(tǒng)。該管理體系的建立，實(shí)踐證明能夠有效地實(shí)現(xiàn)規(guī)劃成果動(dòng)態(tài)更新與高效管理。同時(shí)，通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用該體系還在以下方面需完善：

1）不同層次規(guī)劃成果一致性問(wèn)題。由于不同層次規(guī)劃成果編制所使用的基礎(chǔ)底圖比例尺不一致（如總規(guī)為1∶10 000，控規(guī)為1∶2 000），可能導(dǎo)致不同層次規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)疊置可能出現(xiàn)沖突，但二者均在允許誤差范圍內(nèi)；

2）法定成果“一張圖”規(guī)則體系動(dòng)態(tài)維護(hù)。隨著城市發(fā)展，規(guī)劃成果種類(lèi)和其所處地位也隨之動(dòng)態(tài)變化，要求對(duì)規(guī)則體系進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，使之符合當(dāng)前城市規(guī)劃管理需求。

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