“多規(guī)合一”信息平臺設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究

金兵兵,馬桂云，劉 洋，蘇曉俊

(1.廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060;2.河南省電子信息產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，河南 鄭州 450003)

“多規(guī)合一”信息平臺設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究

金兵兵1,馬桂云2，劉 洋1，蘇曉俊1

(1.廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060;2.河南省電子信息產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，河南 鄭州 450003)

以廣州市天河區(qū)“多規(guī)合一”信息平臺為例，重點(diǎn)探討系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)以城市規(guī)劃部門及基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為本地?cái)?shù)據(jù)，基于SOA技術(shù)以數(shù)據(jù)服務(wù)的方式與區(qū)內(nèi)發(fā)改、國土、環(huán)保、交通、市政、水利等部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)交換，并基于ArcSDE進(jìn)行“多規(guī)合一”數(shù)據(jù)的集成化管理。采用WebGIS、二三維數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，提供數(shù)據(jù)交換共享、數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、沖突智能檢測、專題統(tǒng)計(jì)制圖、臺賬與決策支持、三維仿真輔助規(guī)劃等功能，為項(xiàng)目選址與落地、“多規(guī)”的編制與調(diào)整、建設(shè)項(xiàng)目審批等業(yè)務(wù)提供技術(shù)支撐。

多規(guī)合一；數(shù)據(jù)庫；WebGIS；SOA

當(dāng)前國內(nèi)的空間規(guī)劃體系存在著城鄉(xiāng)規(guī)劃與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃、環(huán)保規(guī)劃等之間缺乏有效銜接的弊端，以及用地布局的目標(biāo)、指標(biāo)、坐標(biāo)、限標(biāo)“四標(biāo)”關(guān)系的不協(xié)調(diào)，雖然國內(nèi)各類規(guī)劃管理部門相繼建立了自身的管理信息系統(tǒng)，但大多以本部門的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為主，整合的數(shù)據(jù)資源仍相當(dāng)有限，單一部門規(guī)劃數(shù)據(jù)信息平臺無法真正做到多類規(guī)劃的協(xié)調(diào)管理。

國務(wù)院頒布實(shí)施的《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》明確提出，“要求協(xié)調(diào)國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等各類規(guī)劃的關(guān)系，建設(shè)多規(guī)合一信息平臺”。

天河區(qū)是廣州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的龍頭，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，各類用地矛盾日益突出，很多重點(diǎn)項(xiàng)目無法落地。社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地規(guī)劃及其他專項(xiàng)規(guī)劃(環(huán)保、交通、市政、水利等)等各項(xiàng)規(guī)劃之間無法達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。針對存在的上述問題，天河區(qū)率先在廣州市啟動(dòng)“多規(guī)合一”編制和信息平臺建設(shè)。本文采用WebGIS技術(shù)，探討“天河區(qū)多規(guī)合一信息平臺”的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)在運(yùn)用SOA技術(shù)整合多部門規(guī)劃數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過多種GIS組件，實(shí)現(xiàn)“多規(guī)合一”數(shù)據(jù)的共享交換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、沖突智能檢測、工作臺賬與決策支持、三維仿真輔助規(guī)劃決策、專項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析及專題制圖等服務(wù)應(yīng)用，為協(xié)調(diào)用地矛盾、優(yōu)化建設(shè)項(xiàng)目審批流程提供重要技術(shù)支撐。

1 總體架構(gòu)

本系統(tǒng)采用B/S模式運(yùn)行，如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)由4個(gè)層次構(gòu)成：即數(shù)據(jù)層、平臺組件層、服務(wù)應(yīng)用層和用戶層。其中數(shù)據(jù)層以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、城鄉(xiāng)規(guī)劃數(shù)據(jù)為本地?cái)?shù)據(jù)，同時(shí)基于SOA技術(shù)從天河區(qū)各相關(guān)局辦同步交換土地規(guī)劃、發(fā)展規(guī)劃、其他“多規(guī)”數(shù)據(jù)(環(huán)保、交通、市政、水利等)以及綜合數(shù)據(jù)(人口、法人、宏觀經(jīng)濟(jì))到“多規(guī)合一”數(shù)據(jù)庫。平臺組件層采用WebGIS、ArcSDE數(shù)據(jù)管理、SOA數(shù)據(jù)服務(wù)、多規(guī)管控引擎、專題制圖等中間組件，實(shí)現(xiàn)“多規(guī)合一”多項(xiàng)服務(wù)應(yīng)用，為天河區(qū)政府、各局辦、“多規(guī)”編制單位等用戶的日常“多規(guī)”數(shù)據(jù)調(diào)用、各類規(guī)劃用地矛盾協(xié)調(diào)，規(guī)劃輔助決策等提供支撐。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)、土地規(guī)劃數(shù)據(jù)、城鄉(xiāng)規(guī)劃數(shù)據(jù)、其他“多規(guī)”數(shù)據(jù)(環(huán)保、交通、市政、水利等)以及其他數(shù)據(jù)(人口、法人、宏觀經(jīng)濟(jì))。其中基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)包括線劃地形圖、正射影像、數(shù)字高程模型、政務(wù)電子地圖、行政區(qū)劃、地名地址、三維模型等數(shù)據(jù)；發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)庫包括主體功能區(qū)數(shù)據(jù)、重點(diǎn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)、其它發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)；土地規(guī)劃數(shù)據(jù)包括土地利用、土地總體規(guī)劃、土地規(guī)劃管理等數(shù)據(jù)；城鄉(xiāng)規(guī)劃數(shù)據(jù)包括控制性詳細(xì)規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃管理等數(shù)據(jù)；其他“多規(guī)”數(shù)據(jù)包括環(huán)保、交通、市政、水利、其它等專項(xiàng)規(guī)劃數(shù)據(jù)；綜合數(shù)據(jù)包括人口、法人、宏觀經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合情況如圖2所示。

3 功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)除具備一般GIS系統(tǒng)常見的功能(圖層管理、定位查詢、地圖瀏覽、鷹眼、數(shù)據(jù)編輯、打印輸出、空間分析、地圖標(biāo)注)外，另結(jié)合“多規(guī)合一”的需求，還具備以下功能：

3.1 數(shù)據(jù)共享與交換

數(shù)據(jù)共享與交換包括：①數(shù)據(jù)服務(wù)接入和發(fā)布：系統(tǒng)基于OGC統(tǒng)一的接口規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以數(shù)據(jù)服務(wù)的方式與發(fā)改、規(guī)劃、國土、環(huán)保、交通、水利等“多規(guī)”部門交互，依照數(shù)據(jù)檢查規(guī)則對調(diào)取的數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫前檢查，檢查合格后基于ArcSDE和Oracle的數(shù)據(jù)庫工具進(jìn)行“多規(guī)”數(shù)據(jù)的集成化管理；同時(shí)系統(tǒng)將“多規(guī)合一”編制成果采取Map Service(制圖)和WMS方式發(fā)布，并對“多規(guī)”沖突檢測、控制線檢測等分析功能以服務(wù)的形式進(jìn)行封裝，便于各部門在各自業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行審批時(shí)，依據(jù)待分析的地塊范圍(自定義范圍或?qū)雜hape文件范圍)在線調(diào)用；②運(yùn)維管理：提供“多規(guī)”部門管理、用戶管理、業(yè)務(wù)授權(quán)、訪問統(tǒng)計(jì)、服務(wù)分類管理、日志管理等。

圖2 數(shù)據(jù)庫構(gòu)成

3.2 數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

“多規(guī)”數(shù)據(jù)來自于轄區(qū)內(nèi)各局辦，坐標(biāo)系統(tǒng)不統(tǒng)一,長期以來城市規(guī)劃管理部門數(shù)據(jù)采取廣州市地方坐標(biāo)系統(tǒng)，國土管理部門采取國家西安80坐標(biāo)系統(tǒng)，其他專項(xiàng)規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)大多混合使用兩種坐標(biāo)系統(tǒng)。為方便數(shù)據(jù)的“一張圖”管理和共享調(diào)用，本系統(tǒng)基于已有的數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，構(gòu)建坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，提供對兩種坐標(biāo)系統(tǒng)的空間矢量數(shù)據(jù)以在線的形式進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，保證“多規(guī)”數(shù)據(jù)內(nèi)容可以在統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行后續(xù)利用操作。

3.3 沖突智能檢測

在“多規(guī)”數(shù)據(jù)庫支撐下，將“多規(guī)”的各類空間管控規(guī)則進(jìn)行功能服務(wù)化封裝，用地協(xié)調(diào)和空間管控的實(shí)施和審查工作可依托此服務(wù)進(jìn)行合規(guī)性檢測，即依據(jù)所選的檢測區(qū)域，在封裝好的檢測規(guī)則下(規(guī)則配置管理如圖3所示)，檢測出區(qū)域內(nèi)的沖突圖斑，顯示“多規(guī)”間不一致的規(guī)劃信息，如用地規(guī)模、用地性質(zhì)、用地指標(biāo)等，為各類規(guī)劃的編制、管理、實(shí)施等環(huán)節(jié)提供準(zhǔn)確的技術(shù)支撐。

圖3 “多規(guī)”沖突圖檢測規(guī)則配置管理

3.4 工作臺賬與決策支持

本系統(tǒng)面向用戶及管理決策層提供一體化“多規(guī)”成果分屏聯(lián)動(dòng)展示查詢(如圖4所示)，支持“多規(guī)”數(shù)據(jù)、協(xié)調(diào)信息以圖、屬、檔關(guān)聯(lián)形式進(jìn)行展示。針對“多規(guī)”沖突檢測的查詢信息，在充分考慮土規(guī)、城規(guī)及相應(yīng)專項(xiàng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，用戶可按照檢索條件，如用地規(guī)模、用地性質(zhì)等核心條件的項(xiàng)目選址輔助分析功能(如圖5所示)，快速在城市空間范圍內(nèi)查找符合上述條件的用地地塊，為項(xiàng)目落地提供輔助選址意見參考。以系統(tǒng)中匯集的各類規(guī)劃及項(xiàng)目數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，針對用戶的不同需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并將分析結(jié)果進(jìn)行梳理形成各類工作臺賬。

圖4 分屏聯(lián)動(dòng)信息展示顯示

圖5 智能選址決策效果圖

3.5 三維仿真輔助規(guī)劃決策

在導(dǎo)入二、三維數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)在同一空間框架下進(jìn)行較為精確的空間匹配。通過平移、縮放、旋轉(zhuǎn)，可從多角度展現(xiàn)城市空間三維模型，即通過轉(zhuǎn)動(dòng)視角，實(shí)現(xiàn)全方位立體模擬城市景觀，如圖6所示。三維模型數(shù)據(jù)疊加二維GIS“多規(guī)”數(shù)據(jù)可按用戶指定的空間位置，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)分析、通視分析、控高分析、天際線分析、視域分析及日照投影分析等多種空間分析功能，便于進(jìn)行項(xiàng)目落地時(shí)多類方案的可行性優(yōu)劣分析。

3.6 專項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析及專題制圖

本系統(tǒng)在一般信息查詢的基礎(chǔ)上，為增強(qiáng)用戶對“多規(guī)”信息的利用，可提供“多規(guī)”信息的專題查詢統(tǒng)計(jì)分析功能，具體包括國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、城鄉(xiāng)總體規(guī)劃、土地規(guī)劃、重點(diǎn)項(xiàng)目、控規(guī)分區(qū)用地性質(zhì)、各類公共設(shè)施、建設(shè)項(xiàng)目、環(huán)保規(guī)劃、交通、水利專項(xiàng)統(tǒng)計(jì)、綠化等專項(xiàng)統(tǒng)計(jì)(如圖7所示)。選擇 “多規(guī)”中其中一項(xiàng)規(guī)劃專題時(shí)，在加載查詢范圍或設(shè)置查詢條件后，以表格形式顯示相應(yīng)查詢結(jié)果，支持結(jié)果導(dǎo)出，并能根據(jù)配置信息生成餅狀或柱狀專題圖表。

圖6 三維仿真輔助規(guī)劃效果

圖7 “多規(guī)”信息專項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 基于ArcSDE的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源于天河區(qū)各相關(guān)部門，具有多尺度、多格式、多維度等特點(diǎn) ,為此本系統(tǒng)采用基于ArcSDE的空間數(shù)據(jù)庫引擎結(jié)合Oracle數(shù)據(jù)庫的方式來管理海量空間數(shù)據(jù)。ArcSDE作為儲(chǔ)存和管理空間數(shù)據(jù)的中間件，定義空間數(shù)據(jù)在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的存儲(chǔ)機(jī)制，以面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型Geodatabase存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)，節(jié)省了在空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫之間不斷重復(fù)的連接操作，一方面提高“多規(guī)”數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率，另一方面也保證了區(qū)內(nèi)各局辦、編制單位能同時(shí)進(jìn)行日常的數(shù)據(jù)訪問和處理，確保了本系統(tǒng)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、訪問、交換、共享各方面的高效及統(tǒng)一。

4.2 面向SOA技術(shù)架構(gòu)的數(shù)據(jù)服務(wù)

由于天河區(qū)“多規(guī)合一”信息平臺基于多部門、多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行建設(shè)，為使數(shù)據(jù)及服務(wù)使用的高效性、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高度共享機(jī)制，本信息平臺采用面向服務(wù)的軟件架構(gòu)(Service-Oriented Architecture，SOA)，通過應(yīng)用軟件功能單元(即服務(wù))之間定義完善的接口和契約，來集成來自不同應(yīng)用系統(tǒng)的不同服務(wù)組件，形成面向業(yè)務(wù)的應(yīng)用功能，將數(shù)據(jù)和功能都封裝為服務(wù)，由傳統(tǒng)的直接對底層數(shù)據(jù)的訪問，改變?yōu)閷eb服務(wù)進(jìn)行訪問。

4.3 二三維電子地圖聯(lián)動(dòng)切換

三維地圖采取切片形式進(jìn)行組織，在45°光線的渲染下，利用圖像坐標(biāo)與地理坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，實(shí)現(xiàn)多種地圖形式的聯(lián)動(dòng)顯示。采用二次仿射變換方程的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，式(1)為從地理坐標(biāo)到圖像坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，式(2)為從圖像坐標(biāo)到地理坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

(1)

(2)

5 結(jié) 論

在國家大力推進(jìn)“三規(guī)合一”編制及信息化管理的大環(huán)境下，天河區(qū)作為國家重點(diǎn)建設(shè)發(fā)展區(qū)，充分運(yùn)用WebGIS理念，積極探索從“三規(guī)合一”逐步到“多規(guī)合一”的數(shù)據(jù)共享共用?；赟OA的數(shù)據(jù)交換方法，完善“多規(guī)合一”的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系，保障天河區(qū)各部門信息化管理中的數(shù)據(jù)指標(biāo)體系和格式的標(biāo)準(zhǔn)化和同一化，圍繞“項(xiàng)目、用地、指標(biāo)”三者間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)“一張圖”集成化管理。通過“多規(guī)”數(shù)據(jù)基于空間位置匹配的查詢、專題統(tǒng)計(jì)、臺賬與決策支持、三維仿真輔助規(guī)劃等應(yīng)用功能，有效統(tǒng)籌了城鄉(xiāng)空間資源配置，優(yōu)化城市空間功能布局，保護(hù)耕地資源以促進(jìn)節(jié)約集約用地，確保重點(diǎn)發(fā)展片區(qū)、重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目順利實(shí)施落地，保障經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

[1] 王俊,何正國.“三規(guī)合一”基礎(chǔ)地理信息平臺研究與實(shí)踐：以云浮市“三規(guī)合一”地理信息平臺建設(shè)為例[J].城市規(guī)劃,2011,35(增1):74-78.

[2] 潘安,吳超,朱江.“三規(guī)合一”:把握城鄉(xiāng)空間發(fā)展的總體趨勢：廣州市的探索與實(shí)踐[J].中國土地,2014 (7):6-10.

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[責(zé)任編輯：張德福]

On the design and key technology of multiple-plan-coordination information platform

JIN Bingbing1，MA Guiyun2,LIU Yang1,SHU Xiaojun1

(1.Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute，Guangzhou 510060,China;2.Henan Institute of Electronic Product Quality Supervision and Inspection,Zhengzhou 450003,China)

The multiple-plan-coordination information platform of Tianhe district in Guangzhou City is taken as an example for the research on the system design and implementation. The system takes the urban planning department and the basic geographic information data as the local data. Based on SOA the synchronous data can exchange between the business systems of development reform, land management, environmental protection, transportation, municipal, water and other departments in the form of data services. Based on ArcSDE, the multiple-plan-coordination integrated data management is done. The use of WebGIS, two-dimensional data linkage, data mining and other technologies can exert the functions of data exchange and sharing, data coordinate transformation, conflict intelligent detection, special statistical drawing, accounting and decision support, and 3D simulation assistant planning. This platform provides the technical supports for multiple-plan-coordination preparation and adjustment, the project’s sitting and landing, the building project’s examination and approval.

multiple-plan-coordination；database；WebGIS；SOA

著錄：金兵兵,馬桂云，劉洋，等.“多規(guī)合一”信息平臺設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].測繪工程，2017，26(7)：52-56.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.07.011

2016-12-18

金兵兵(1987-)，男，工程師.

P208

A

1006-7949(2017)07-0052-05