基于GIS技術(shù)的土地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)

侯秀娟　原杰

摘 要：近年來(lái)，將GIS技術(shù)運(yùn)用到土地規(guī)劃領(lǐng)域中，已經(jīng)獲取了不小的成效。在這樣的技術(shù)支持下，已經(jīng)成功建設(shè)起“多目標(biāo)優(yōu)化規(guī)劃模型”，專(zhuān)門(mén)用于城鎮(zhèn)土地規(guī)劃分析。文章接下來(lái)簡(jiǎn)要介紹了基于GIS技術(shù)的土地規(guī)劃模型的選取，并進(jìn)一步深入論述了其系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以期對(duì)相關(guān)工作起到參考。

關(guān)鍵詞：GIS；土地規(guī)劃；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著人們生活水平逐漸提升，城鎮(zhèn)居民日漸增多，針對(duì)城鎮(zhèn)用地的規(guī)劃工作也就逐漸被人們所重視。各級(jí)土地規(guī)劃相關(guān)部門(mén)為了獲取更加具有價(jià)值含量的決策參考，基于GIS技術(shù)的土地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前比較迫切的研究項(xiàng)目。

一、基于GIS用地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)分析

（一）選取規(guī)劃模型

用地規(guī)劃有著很強(qiáng)的復(fù)雜性，牽涉范圍甚廣。其規(guī)劃具有多層次、多目標(biāo)性質(zhì)。規(guī)劃內(nèi)容更是不僅與企業(yè)發(fā)展有所關(guān)聯(lián)，更是覆蓋了科教文衛(wèi)、居民居住等等方面。正是由于目標(biāo)的多樣性使得這些目標(biāo)之間存在一定的矛盾，這才進(jìn)一步提出“多指標(biāo)優(yōu)化”。也就是在基于GIS用地規(guī)劃過(guò)程中用作參考作用的“多目標(biāo)決策模型”。而求解多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題實(shí)際上就是要在諸多方案中選出最佳優(yōu)解方案。規(guī)劃系統(tǒng)是同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地區(qū)管理制度等有著很大的聯(lián)系，并且自身又極具復(fù)雜性。因此想要使不同指標(biāo)同時(shí)實(shí)現(xiàn)最佳值基礎(chǔ)上不太可能。簡(jiǎn)而言之，從某種程度看，一組優(yōu)解方案的非劣解通常情況下只有一個(gè)。求解方式可以嘗試使用“平方和加權(quán)法”，這種方式也是“多目標(biāo)決策模型”其中的一項(xiàng)重要解法。這種方法不僅計(jì)算很方便，還能同現(xiàn)實(shí)良好擬合。第一步先是確定各個(gè)目標(biāo)f（x）的期望值fl，第二步就是求出所有目標(biāo)，第三步是讓相對(duì)應(yīng)的權(quán)值λ同期望值最大限度的相近。使用的評(píng)價(jià)函數(shù)：minF（x）=P∑i=1λi[fi（x）-fli]2。

（二）分析需求目標(biāo)

系統(tǒng)若是想要建立起來(lái)，首要便是針對(duì)需求目標(biāo)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上又開(kāi)始考察，才能進(jìn)一步詳細(xì)提出比較合適的目標(biāo)期望值。畢竟也可說(shuō)其是系統(tǒng)規(guī)劃的對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)在形式上，需求目標(biāo)展現(xiàn)為系統(tǒng)功能要求。現(xiàn)階段，利用GIS規(guī)劃用地并實(shí)施管理工作已經(jīng)成為國(guó)際上規(guī)劃與管理發(fā)展的重要趨勢(shì)。但是隨著這項(xiàng)應(yīng)用實(shí)踐的不斷深入，也開(kāi)始提出了需求，要求各級(jí)城鎮(zhèn)皆需要有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的信息中心，以此才能更好地成立起基于GIS技術(shù)規(guī)劃分析決策系統(tǒng)，并在決策時(shí)作為相關(guān)依據(jù)實(shí)現(xiàn)參考作用?？傮w而言，基于GIS技術(shù)的用地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)需要具備以下功能。第一點(diǎn)，經(jīng)系統(tǒng)輔助策，減少工程目標(biāo)亦或是取代各級(jí)部門(mén)低水平手工機(jī)械重復(fù)勞動(dòng)。第二點(diǎn)，充實(shí)土地資源數(shù)據(jù)信息，為其提供扎實(shí)的決策基礎(chǔ)與環(huán)境。第三點(diǎn)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，及時(shí)科學(xué)的提供多層次、高質(zhì)量用地規(guī)劃建設(shè)管理與決策面的信息服務(wù)。第四點(diǎn)，提供各類(lèi)咨詢與信息給社會(huì)廣大群眾。第五點(diǎn)，提供標(biāo)準(zhǔn)化的多比例地圖與公共基礎(chǔ)地理平臺(tái)給其余專(zhuān)題地理信息系統(tǒng)。

（三）此系統(tǒng)決策分析的整體流程與組織模型

決策管理系統(tǒng)的信息流轉(zhuǎn)是依靠實(shí)體規(guī)劃組織模型，這二者之間相互依存。比如城鎮(zhèn)用地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)的分析過(guò)程就如圖1。

依照現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)各級(jí)城鎮(zhèn)用地規(guī)劃局情況與發(fā)展需要看，規(guī)劃局機(jī)構(gòu)設(shè)置的組織模型如2所呈現(xiàn)。

（四）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與目標(biāo)規(guī)劃內(nèi)容

就城鎮(zhèn)用地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)而言，對(duì)該方面的研究也是有著一定規(guī)律需要遵循的，既要能夠與城鎮(zhèn)自身的發(fā)展理論相符合，又要與城鎮(zhèn)自身的規(guī)劃能夠協(xié)調(diào)進(jìn)行。比如城鎮(zhèn)用地目標(biāo)規(guī)劃內(nèi)容大體上包含分析中心城市的吸引范圍、分析城鎮(zhèn)體系基礎(chǔ)條件、分析城鎮(zhèn)化與城鎮(zhèn)體系等。依照用地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)自身所具備的多要素多層次、分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)根據(jù)基礎(chǔ)層、專(zhuān)題層這兩層次開(kāi)展規(guī)劃設(shè)計(jì)?；A(chǔ)層含有一個(gè)基礎(chǔ)層面信息中心，為各類(lèi)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的集合。而專(zhuān)題層這個(gè)規(guī)劃管理子系統(tǒng)，是多目標(biāo)規(guī)劃的具體表現(xiàn)形式。

二、基于GIS技術(shù)的土地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）土地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

1.數(shù)據(jù)監(jiān)理入庫(kù)模塊。該模塊最重要的就是可以把不同系統(tǒng)支持的格式數(shù)據(jù)有序?qū)霐?shù)據(jù)庫(kù)。此模塊的幾大主要功能包含了數(shù)據(jù)更新、轉(zhuǎn)化坐標(biāo)，以及監(jiān)理數(shù)據(jù)入庫(kù)等。

2.圖形操作模塊。此模塊乃是信息中心子系統(tǒng)所具備重要能效，即GIS基礎(chǔ)功能。大體上被劃分為圖層管理、數(shù)據(jù)編輯與瀏覽、信息查詢等。

3.數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊。信息中心子系統(tǒng)的重要組成部分包含了空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)。各種格式的這兩種數(shù)據(jù)都可以說(shuō)是其血液一樣的存在。因此系統(tǒng)首先需要解決的便是科學(xué)合理管理各種格式的數(shù)據(jù)。由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)管理模塊是土地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)的核心模塊。此模塊其中最主要的幾種功能為數(shù)據(jù)庫(kù)備份數(shù)據(jù)、恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)、版本管理、日志審核等等。

4.元數(shù)據(jù)管理模塊。與其余數(shù)據(jù)相比較而言，元數(shù)據(jù)并不存在什么本質(zhì)上的差異，甚至于可以說(shuō)元數(shù)據(jù)是任何一種數(shù)據(jù)。這也是由于元數(shù)據(jù)能夠以數(shù)據(jù)的各種形式存在。即能夠作為一種單一數(shù)據(jù)文件或文本存在，也能夠成為數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)元數(shù)據(jù)的操作。該模塊的主要功能分別為檢索、輸入、合并、導(dǎo)入等。

5.對(duì)外服務(wù)模塊。信息中心子系統(tǒng)作為對(duì)外服務(wù)存在的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅需要支持土地系統(tǒng)與規(guī)劃系統(tǒng)，還需要支持辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等等諸多專(zhuān)題系統(tǒng)。不僅如此，還需要向各相關(guān)部門(mén)提供各種格式的決策。此模塊的功能大致可以劃分為輸出數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)換GIS系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)格式等。

6.行政辦公模塊。這部分模塊中最為重要的作用就是能夠借助工作流技術(shù)進(jìn)行資源、公文等方面的管理工作。在形成辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中，其辦公功能可以將系統(tǒng)規(guī)劃為日常辦公、個(gè)人辦公、公共服務(wù)等管理模塊。此系統(tǒng)既是各個(gè)辦公人員相關(guān)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，更是其核心所在。

7.規(guī)劃辦公。規(guī)劃辦公主要是輔助相關(guān)規(guī)劃人員辦公進(jìn)一步邁向科學(xué)化、規(guī)范化。其業(yè)務(wù)大致包含規(guī)劃選址、用地、與管理建設(shè)項(xiàng)目方案的設(shè)計(jì)等多個(gè)板塊。這塊模塊擁有自定義工作流、統(tǒng)計(jì)查詢與審批等相關(guān)作用。

8.檔案管理。為了促使檔案管理與辦公信息之間不斷融合，直至完成關(guān)聯(lián)與實(shí)現(xiàn)手工歸檔過(guò)程的模擬。因此檔案管理也就囊括新建案卷案件、歸檔編輯案卷、歸宗案卷等諸多功能。

9.法律法規(guī)。國(guó)家在用地規(guī)劃方面的法律法律不斷健全，而且相關(guān)決策人員在辦公中也會(huì)隨時(shí)面臨各種法律法規(guī)的測(cè)試。所以，這些法律法規(guī)就需要合理分類(lèi)并加以管理，以此方便隨時(shí)查詢與及時(shí)更新。并且針對(duì)這些法律法規(guī)，還需要將其同與之相應(yīng)的案件實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)起來(lái)。由此可見(jiàn)，此系統(tǒng)不但要囊括法律法規(guī)的具體內(nèi)容，還需要入庫(kù)法律法規(guī)的分類(lèi)、查詢、更新等多種功能。

10.規(guī)劃決策。此系統(tǒng)是借助GIS技術(shù)給相關(guān)部門(mén)提供的決策信息。模塊的功能包含了分析三維仿真構(gòu)模、分析計(jì)算空間、分析屬性等。

11.信息發(fā)布。該系統(tǒng)會(huì)通過(guò)辦公動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)布數(shù)據(jù)到網(wǎng)上，用Qracle數(shù)據(jù)庫(kù)里面的所提供的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與WEB服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并使其的關(guān)聯(lián)存在一致性。讓這兩者表現(xiàn)為使用相同的數(shù)據(jù)庫(kù)。從而在數(shù)據(jù)一致性得到保障的情況下完成Intrane與Internet兩者的有機(jī)統(tǒng)一。此模塊的功能包含了網(wǎng)上業(yè)務(wù)審批、結(jié)果查詢、觸摸查詢等。

（二）土地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)功能的框架圖

結(jié)合上述所言，就城鎮(zhèn)用地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)功能層面進(jìn)行分析。可以把其劃分成兩大部分進(jìn)行構(gòu)建，其一是信息中心子系統(tǒng)，其二是規(guī)劃子系統(tǒng)。功能框架圖如圖3所示。

（三）基于GIS技術(shù)的土地規(guī)劃分析決策設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟硬件環(huán)境

硬件方面的重要配置需要有WEB服務(wù)器、數(shù)字化儀、圖形服務(wù)器、工作站、掃描儀、打印機(jī)等等。軟件方面的重要配置需要有桌面GIS系統(tǒng)、工作站操作系統(tǒng)、嵌入式GIS組件、Web服務(wù)器等等。

三、結(jié)語(yǔ)

基于GIS用地規(guī)劃分析決策系統(tǒng)前期設(shè)計(jì)工作完成之后，接下來(lái)還將面臨開(kāi)發(fā)研制這項(xiàng)艱巨的工作、國(guó)內(nèi)，城鎮(zhèn)化研究已經(jīng)屬于土地規(guī)劃領(lǐng)域中的熱點(diǎn)課題，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)存在很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：侯秀娟（1986- ），女，山西汾陽(yáng)人，研究生，研究方向：土地利用總體規(guī)劃；原杰（1984- ），男，山西太原人，研究生，研究方向：城市規(guī)劃和城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃。