城鄉(xiāng)規(guī)劃信息管理系統(tǒng)設(shè)計

鄭博文

摘要：隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展與科技水平的不斷提高，我國的城市化建設(shè)進程發(fā)展迅速，信息化建設(shè)成為現(xiàn)代城鄉(xiāng)規(guī)劃的主流趨勢。在整個城市化建設(shè)推進過程中，城鄉(xiāng)規(guī)劃管理發(fā)揮的作用不可小覷，既可實現(xiàn)資源的有效利用，還能夠促進城鄉(xiāng)的和諧發(fā)展。此外，由于傳統(tǒng)的城市規(guī)劃管理無法滿足現(xiàn)代城市化建設(shè)的需求，因而建設(shè)信息化與數(shù)字化的城鄉(xiāng)規(guī)劃管理系統(tǒng)是十分重要的。基于以上背景，該文通過對城鄉(xiāng)規(guī)劃相關(guān)理論以及GIS技術(shù)的學習與研究，并聯(lián)系實際管理環(huán)境的業(yè)務(wù)特點，從現(xiàn)有的技術(shù)條件出發(fā)，綜合多種信息技術(shù)的優(yōu)勢，設(shè)計出該城鄉(xiāng)規(guī)劃信息管理系統(tǒng)，為城鄉(xiāng)規(guī)劃提供一種高效快捷的指導原則與管理方法，從而促進建立高效的城鄉(xiāng)規(guī)劃信息管理體系，以更好地推動城市化建設(shè)的發(fā)展進程。

關(guān)鍵詞：城鄉(xiāng)規(guī)劃；信息管理；GIS

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）30-0039-03

1 緒論

1.1 研究背景與意義

城鄉(xiāng)規(guī)劃是指政府根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展情況及當?shù)氐淖匀画h(huán)境條件與社會人文條件，為實現(xiàn)合理安排土地等資源、協(xié)調(diào)城鄉(xiāng)的發(fā)展空間與布局合理性、達成城鄉(xiāng)的社會經(jīng)濟發(fā)展目標而做出的綜合部署與統(tǒng)一規(guī)劃。隨著我國城市化進程的不斷推進，信息量劇增，傳統(tǒng)的城市規(guī)劃管理方式已愈發(fā)不能適應(yīng)城市發(fā)展的需求，造成低效率管理的同時也會引發(fā)信息重疊、資源糾紛、交通堵塞、社會矛盾迭起等一系列負面影響，造成財力、人力的大量浪費，而通過利用信息化手段便可有效改善上述問題。因此，為更好地適應(yīng)城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展，必須要發(fā)展城鄉(xiāng)規(guī)劃信息管理系統(tǒng)，以更科學合理地利用城鄉(xiāng)空間資源，實現(xiàn)城鄉(xiāng)規(guī)劃管理水平的提高。

1.2 研究方法

本文主要運用了以下研究方法

1.2.1 案例分析法

案例分析法是一種通過分析典型事例的經(jīng)驗與規(guī)律，并結(jié)合自身實際情況具體分析得出結(jié)論的方法。本文通過對國內(nèi)外城鄉(xiāng)規(guī)劃信息管理系統(tǒng)具體建設(shè)規(guī)律的研究，充分學習其先進的設(shè)計經(jīng)驗與教訓，并結(jié)合國內(nèi)城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)的發(fā)展環(huán)境要求，在理論上選擇最科學合理的設(shè)計方案。

1.2.2 調(diào)查研究法

調(diào)查研究法是指現(xiàn)場調(diào)研考察，以發(fā)現(xiàn)實踐工程中的潛在問題與解決方案。該系統(tǒng)的設(shè)計需要對城鄉(xiāng)規(guī)劃管理等工作進行實地調(diào)研，并通過對相關(guān)技術(shù)人員的采訪等形式，完成問題與數(shù)據(jù)的采集。

1.2.3 比較分析法

比較分析法是一種通過并列對比實現(xiàn)最優(yōu)化選擇的方法。本文主要通過將國內(nèi)外典型案例進行對比，同時對相關(guān)技術(shù)選擇予以分析比較，從而得出性能最優(yōu)、功能實現(xiàn)最強、成本最合理的系統(tǒng)組合。

2 相關(guān)理論研究分析

2.1 GIS技術(shù)介紹

GIS技術(shù)是在地理空間數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)之上，利用信息技術(shù)實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的采集、管理、分析、模擬、顯示等具體操作。GIS主要由以下幾部分構(gòu)成：硬件設(shè)備、軟件支持、地理空間數(shù)據(jù)、分析模型與應(yīng)用人員?；谶@五大模塊，GIS可實現(xiàn)如下功能：

1） 數(shù)據(jù)采集功能。在保證數(shù)據(jù)采集的時空完備性與準確性的前提下，GIS可獲取人工編碼、數(shù)字化地圖等數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)采集過程的高效簡便。

2） 數(shù)據(jù)儲存功能。GIS可以將來源、屬性等條件各不相同的數(shù)據(jù)儲存在空間數(shù)據(jù)庫中，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型的合理劃分，以便數(shù)據(jù)查詢與分析。

3） 數(shù)據(jù)整理功能。一方面，GIS可以查詢數(shù)據(jù)，并能在特定請求下再現(xiàn)數(shù)據(jù)信息；另一方面，其對數(shù)據(jù)的審查、糾錯、格式化、轉(zhuǎn)換等操作也是十分強大的。

4） 空間分析功能。GIS的空間分析功能主要包括兩部分，對數(shù)據(jù)進行地理操作和轉(zhuǎn)換以及對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，例如空間插值分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等。

GIS技術(shù)可與多種信息技術(shù)結(jié)合，如互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、3S技術(shù)、VR技術(shù)等，其優(yōu)良的使用性能與應(yīng)用的靈活性對于城鄉(xiāng)規(guī)劃信息管理系統(tǒng)的設(shè)計而言是非常合適的。

2.2 城鄉(xiāng)規(guī)劃的理論介紹

城鄉(xiāng)規(guī)劃是各政府為實現(xiàn)該階段內(nèi)的社會經(jīng)濟發(fā)展目標，做到合理調(diào)控城鄉(xiāng)資源、發(fā)展城鄉(xiāng)建設(shè)、實現(xiàn)城鄉(xiāng)和諧、保障公眾利益而進行的統(tǒng)籌兼顧的具體計劃。它主要包括兩大工作，第一階段是城鄉(xiāng)規(guī)劃編制，通過對建設(shè)工作的總體規(guī)劃與詳細規(guī)劃實現(xiàn)規(guī)劃結(jié)果的可靠性與多樣化；第二階段是城鄉(xiāng)規(guī)劃的實施與管理，即完成對規(guī)劃編制工作的嚴格落實與有效監(jiān)管。隨著我國城市化進程的快速推進，城鄉(xiāng)規(guī)模擴大與人口激增也對城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計與管理提出了更高的要求，這一系列要求只有轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的城鄉(xiāng)規(guī)劃方法才能滿足，工作人員只有充分利用信息技術(shù)提高城鄉(xiāng)規(guī)劃管理效率與服務(wù)水平，才能形成科學的城鄉(xiāng)規(guī)劃信息管理系統(tǒng)，以更好地指導并進行城鄉(xiāng)建設(shè)。

3 系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計

本系統(tǒng)的設(shè)計主要運用了GIS技術(shù)，而GIS技術(shù)對空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計要求是非常高的，由于城鄉(xiāng)規(guī)劃項目與地理等環(huán)境因素關(guān)系密切，而這些因素的數(shù)據(jù)庫數(shù)量很大且關(guān)系復(fù)雜，所以空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計對該系統(tǒng)而言至關(guān)重要。

3.1 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則

3.1.1 功能實現(xiàn)原則

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計需要滿足以下功能：

1） 精準模擬功能。數(shù)據(jù)庫可通過建立數(shù)據(jù)模型來模擬實現(xiàn)真實情況中的信息聯(lián)系，這個過程主要受到兩方面因素的作用：數(shù)據(jù)模型與設(shè)計質(zhì)量。因此，在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，設(shè)計人員必須充分掌握設(shè)計需求與系統(tǒng)環(huán)境，充分利用良好的軟件開發(fā)平臺，以實現(xiàn)精準模擬功能。

2） 可接受功能。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計需要充分考慮DBMS的特點，要建立起能夠被DBMS所接受、支持的數(shù)據(jù)與處理模型?？梢哉f可接受功能是數(shù)據(jù)庫有效性與適用性的保障特點。

3.1.2 系統(tǒng)的管理設(shè)計原則

空間數(shù)據(jù)庫具有大數(shù)據(jù)性、高復(fù)雜性等特點，組織形式多樣，可具體顯示圖形與數(shù)字信息，達到高效管理數(shù)據(jù)，因而數(shù)據(jù)庫的設(shè)計需要做到以下管理原則：endprint

1） 信息管理：數(shù)據(jù)庫的設(shè)計覆蓋面要廣應(yīng)包攬所有應(yīng)用和管理的相關(guān)信息，且其反應(yīng)的地理位置信息必須要準確，一定要達到當?shù)爻青l(xiāng)規(guī)劃的精度要求。此外，數(shù)據(jù)庫中所儲存的數(shù)據(jù)質(zhì)量要高度保證，做好圖形與屬性數(shù)據(jù)間的合理匹配。

2） 數(shù)據(jù)分析管理：設(shè)計數(shù)據(jù)庫時需確保儲存數(shù)據(jù)的規(guī)范化與標準化，以實現(xiàn)城鄉(xiāng)規(guī)劃管理信息共享與數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，為該系統(tǒng)的可開發(fā)性提供拓展空間。

3） 用戶界面管理：數(shù)據(jù)庫應(yīng)方便管理，數(shù)據(jù)可易于存取、查詢、統(tǒng)計、分析、顯示等。

3.2 空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組成

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由不同層次的規(guī)劃圖形數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)共同組成，可具體分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩種，例如城鄉(xiāng)規(guī)劃地形圖及其層次劃分的相關(guān)數(shù)據(jù)等均屬于空間數(shù)據(jù)的范疇，而屬性數(shù)據(jù)包括各種基礎(chǔ)指標及其相關(guān)統(tǒng)計信息等。系統(tǒng)具體的層次表設(shè)計如表1所示：

3.3 空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組織

3.3.1 數(shù)據(jù)集的創(chuàng)建

要求數(shù)據(jù)集由相同空間參考的要素組成，可用于存貯數(shù)據(jù)并對同范圍內(nèi)的不同數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和組織。數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建過程包括以下三部分：數(shù)據(jù)庫工作區(qū)的獲得、空間參考的定義以及新要素數(shù)據(jù)集連接的建立。其創(chuàng)建可在Arc Engine環(huán)境下進行，可使用I Workspace等軟件進行空間屬性的收集，并將其結(jié)果回饋至I Feature Dataset接口生成。

3.3.2 矢量數(shù)據(jù)入庫

在本系統(tǒng)的設(shè)計中，矢量數(shù)據(jù)可大致劃分為地形底圖、路線、規(guī)劃紅線、管道地線、鐵路、地塊標注、規(guī)劃區(qū)界限、河流湖泊等圖層。一般情況下，一個矢量數(shù)據(jù)等同于一個作用要素，需被存放到工作區(qū)的數(shù)據(jù)庫中。以Arc GIS平臺為例，Arc Catalog將矢量數(shù)據(jù)調(diào)整好后，可通過Shapefile to Geo Database命令將矢量數(shù)據(jù)由shape格式轉(zhuǎn)化為Geo Database格式并存儲在ArcSDE相連接的空間數(shù)據(jù)庫中。

3.3.3 柵格數(shù)據(jù)入庫

柵格數(shù)據(jù)包括遙感影像、三位地形、地質(zhì)圖等多種數(shù)據(jù)。在Arc Engine平臺下，柵格數(shù)據(jù)將按照Raster SDE模式入庫，在此過程中，Raster Workspace Factory 表征柵格工作區(qū)工作，而Raster Workspace則是柵格工作區(qū)，Raster SDE Loader 主要實現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)的入庫操作。

3.4 空間數(shù)據(jù)庫的具體設(shè)計

考慮到地理要素收集的開放性、一致性與標準性，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型選擇了Geodatabase。該空間數(shù)據(jù)模型采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)，可以實現(xiàn)實際環(huán)境與數(shù)據(jù)模型的關(guān)系建立。在該系統(tǒng)的設(shè)計過程中，Geodatabase可依照層析劃分將地理數(shù)據(jù)構(gòu)造成數(shù)據(jù)對象，并表達要素之間空間關(guān)系，建立對象——關(guān)系模型，使行為、關(guān)系、屬性等表征能力得以擴展，從而進一步擴展GIS技術(shù)的應(yīng)用面。

本系統(tǒng)采取由上至下的層次設(shè)計結(jié)構(gòu)，地圖上的任意要素均對應(yīng)一條屬性記錄，且每個空間實體也對應(yīng)著數(shù)據(jù)模型中的對象，繼而實現(xiàn)圖層與要素集合的對應(yīng)，具體設(shè)計思路如圖1所示。

4 系統(tǒng)的功能性設(shè)計

4.1 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境

該系統(tǒng)的設(shè)計主要基于ArcGIS平臺，該平臺可運行在不同設(shè)備上，如服務(wù)器端、移動終端等，可以滿足不同用戶的需求；此外，該系統(tǒng)選擇了Arc Engine嵌入式GIS組件工具庫，可用于構(gòu)建自定義GIS和制圖軟件，可支持多種開發(fā)環(huán)境并且實現(xiàn)跨平臺部署。再次，本文選擇了NET Framework技術(shù)，從而提供一個具備一致面向?qū)ο蟮?、可消除腳本環(huán)境、具備更高安全性的代碼執(zhí)行環(huán)境。

4.2 系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計

4.2.1 圖形編輯管理功能

該模塊包括圖形的輸入、處理和圖面整理修飾三大功能，圖形輸入主要是實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的導入，圖形處理是根據(jù)實際環(huán)境與用戶體驗要求對圖像進行調(diào)整與更新，而圖面整理修飾則主要是達到美觀的視覺目的。用戶在使用圖形編輯管理功能時，可以對圖像數(shù)據(jù)進行導入、增加、刪減、更新、調(diào)整、修改、轉(zhuǎn)換等操作。在具體的操作方式上，本系統(tǒng)采用了分幅的方法，可以根據(jù)用戶需求自行選擇不同比例、不同格式的圖像，更為方便快捷。

4.2.2 控制規(guī)劃管理功能

控制規(guī)劃管理功能主要包括以下幾大模塊：圖層管理模塊、屬性查詢模塊、空間定位模塊、統(tǒng)計分析模塊、空間分析模塊、距離測量模塊、地理位置選取模塊。用戶可以通過該功能實現(xiàn)信息的查詢以及分析。圖層管理模塊可用于相關(guān)圖層信息的查看與管理，屬性查詢則是充分利用了空間信息的交互性與搜索功能，從而實現(xiàn)對城鄉(xiāng)規(guī)劃具體地理位置的分析；統(tǒng)計分析則可實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與計算，空間分析可以對具體的城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)的具體用地實施緩沖區(qū)分析并計算出其影響半徑；距離測量主要是完成圖像上兩點的長度量取，而地理位置選區(qū)功能主要是用于查找符合要求的地塊。

4.2.3 電子批復(fù)功能

城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)的實施必定會伴隨著多種文件許可的批示與指令，因此信息管理系統(tǒng)的電子批復(fù)功能十分重要。在該系統(tǒng)的設(shè)計中，電子批復(fù)模塊主要負責意見書與許可證的批示業(yè)務(wù)，例如開發(fā)項目的選址意見書，建設(shè)用地、規(guī)劃用地許可證、建設(shè)工程開發(fā)許可證等。電子批復(fù)功能可以GIS實現(xiàn)有機結(jié)合，進一步達到圖像、文字、表格管理的高效性，進而實現(xiàn)圖文辦公的一體化發(fā)展。

4.2.4 用戶交互功能

由于城鄉(xiāng)規(guī)劃需要面向大眾進行展示，所以該系統(tǒng)的用戶群體包括設(shè)計開發(fā)人員與城鄉(xiāng)居民兩大部分。基于上述需求，用戶交互功能主要包括三大功能模塊：透明公示模塊、全景查看模塊以及局部細查模塊。透明公示模塊主要是滿足公眾對城鄉(xiāng)規(guī)劃的基本了解需求，并依次為基礎(chǔ)逐步利用信息平臺實現(xiàn)城鄉(xiāng)規(guī)劃的高參與度與廣面向性；全景查看模塊主要通過城鄉(xiāng)規(guī)劃的平面圖與結(jié)構(gòu)總圖以及各種數(shù)據(jù)指標，實現(xiàn)對城鄉(xiāng)規(guī)劃區(qū)的總體視圖展示，從而使大眾可更直觀準確地了解城鄉(xiāng)規(guī)劃的建設(shè)布局；局部細查模塊更側(cè)重于某一部分的細節(jié)處理，例如規(guī)劃中某一地區(qū)的綠地建設(shè)，某一處的管道排線分布等。endprint

4.2.5 輔助管理功能

輔助管理功能包括兩大功能模塊：輔助信息圖的管理與服務(wù)器終端的管理。首先是輔助信息管理，主要可實現(xiàn)對信息圖的操作，例如地理界限的劃分、路線分區(qū)等；其次是對服務(wù)器終端的管理，可分為日志管理、權(quán)限管理、備份管理。日志管理可實現(xiàn)對用戶每一操作流程的有效記錄；權(quán)限管理是針對具備操作權(quán)限的使用者而言的，此模塊可實現(xiàn)每一小項菜單的控制；備份管理可對數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的邏輯備份，以數(shù)據(jù)包的形式儲存起來，以備在必要時刻提供備份和數(shù)據(jù)的還原工具，以更好地提高工作效率并保證用戶的體驗感覺。

5 總結(jié)

一個具備發(fā)展前景的城鄉(xiāng)規(guī)劃信息管理系統(tǒng)必定是將實際開發(fā)環(huán)境與現(xiàn)代化科學技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)化系統(tǒng)。城鄉(xiāng)規(guī)劃的信息化管理可以為城鄉(xiāng)進一步建設(shè)提供高效便捷的信息管理手段與規(guī)劃方式，從而促進地區(qū)的和諧進步與可持續(xù)化發(fā)展。本文通過對GIS技術(shù)、城鄉(xiāng)規(guī)劃理論的學習以及對城鄉(xiāng)規(guī)劃項目的調(diào)研與考察，從系統(tǒng)開發(fā)與用戶需求的角度出發(fā)，并結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計理念與軟硬件開發(fā)平臺，設(shè)計出了城鄉(xiāng)規(guī)劃信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以ArcGIS平臺為基礎(chǔ)，選擇了Arc Engine嵌入式GIS組件工具庫，并充分利用NET Framework技術(shù)，較好地實現(xiàn)了規(guī)劃信息的高效處理與用戶需求的針對性滿足。由于本系統(tǒng)的開發(fā)平臺具有較好的拓展性，在實際應(yīng)用過程中可根據(jù)具體發(fā)展情況與用戶需求進行系統(tǒng)功能的進一步調(diào)整與完善，使系統(tǒng)更為高效便捷，利于使用。

參考文獻：

[1] 唐敏. 基于GIS的城市規(guī)劃編制信息管理系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)研究[D]. 華中科技大學， 2015.

[2] 范瀟. 基于GIS的溫江規(guī)劃管理系統(tǒng)研究[D]. 西南交通大學， 2016.

[3] 劉洋. 基于GIS技術(shù)的城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)研究[D]. 華中科技大學， 2014.

[4] 羅曉麗. 基于GIS的城市濺射信息管理系統(tǒng)的研究——以宜賓市為例[J]. 城市地理， 2016（24）.

[5] 申孝海. 探討城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的建設(shè)[J]. 江西建材， 2016（1）.

[6] 陳林. 基于GIS的城市規(guī)劃信息管理系統(tǒng)探究[J]. 商品與質(zhì)量， 2015（46）.

[7] 張鵬程， 龔磊， 彭衛(wèi)平， 等. 基于GIS的廣州市地震小區(qū)劃信息管理系統(tǒng)[J]. 地理空間信息， 2015（6）.

[8] 吳愛華. 城市規(guī)劃編制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 城市建設(shè)理論研究： 電子版， 2014（18）.endprint