魏廣群 蔣利利 張蒙蒙 劉 晶 呂戌杪
(中國礦業(yè)大學(北京)地球科學與測繪工程學院,中國 北京 100083)
歷年來,我國各級城市規(guī)劃設計院積累了大量的規(guī)劃編制成果等數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在設計院的日常各項業(yè)務中也常常需要用到,往往需要進行數(shù)據(jù)疊加分析、查詢統(tǒng)計等。因此,十分有必要建立規(guī)劃成果一張圖系統(tǒng),在一張底圖的基礎上,實現(xiàn)基礎地理數(shù)據(jù)、規(guī)劃編制成果數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)的有機整合、集成和查詢分析。
一張圖平臺能夠建立快速、高效、透明的業(yè)務應用系統(tǒng),解決基礎地理數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)度不高、圖形平臺不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)庫不一致、信息共享不充分、信息孤島多等問題的關(guān)鍵;一張圖平臺可以充分利用全區(qū)不同時期、不同分辨率的影像數(shù)據(jù),實現(xiàn)同一地區(qū)、不同時期、不同清晰度、不同數(shù)據(jù)格式、多屏幕情況下的對比,實現(xiàn)業(yè)務審批、城市規(guī)劃、綜合展示、對外發(fā)布、數(shù)據(jù)維護等功能。而目前設計院面臨的問題有系統(tǒng)孤立,信息共享程度低;各類數(shù)據(jù)分部門管理維護,不便于共享,更新維護成本高;各專題數(shù)據(jù)格式、坐標系統(tǒng)和比例尺不一致,致使數(shù)據(jù)的綜合利用困難等。
所以,推動原基礎地理數(shù)據(jù)、規(guī)劃編制成果數(shù)據(jù)資源由傳統(tǒng)管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W化、規(guī)范化、精細化的方式來提高地理數(shù)據(jù)資源的管理效率、管理水平是一種必然趨勢。
一張圖系統(tǒng)的建設目標是:以地理信息系統(tǒng)(GIS)、移動互聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)為支撐,緊緊圍繞“一張底圖、共享建庫”的規(guī)劃信息共享應用新格局,按照提供權(quán)威、鮮活、統(tǒng)一、高效的“一站式”城鄉(xiāng)規(guī)劃信息服務的要求,圍繞“一張圖”來整合和開發(fā)利用設計院的基礎地理數(shù)據(jù)、規(guī)劃編制成果數(shù)據(jù)等,逐步形成多源、多尺度且更新及時的城鄉(xiāng)規(guī)劃成果“一張圖”數(shù)據(jù)庫;在地理信息平臺的支撐下,實現(xiàn)各級城市規(guī)劃設計院內(nèi)部各類專題數(shù)據(jù)共享服務的聚合與協(xié)同,滿足以計算機、智能移動終端等多種方式快速查詢、獲取城鄉(xiāng)規(guī)劃綜合信息以及數(shù)據(jù)分析、輔助規(guī)劃編制研究的需要,從而有效提升針對規(guī)劃綜合數(shù)據(jù)成果的統(tǒng)計分析能力,滿足城市規(guī)劃管理部門、城市發(fā)展決策部門以及社會公眾對了解城市現(xiàn)狀信息與未來發(fā)展信息日益增長的迫切需求,同時豐富城市規(guī)劃設計院專題數(shù)據(jù)內(nèi)容,推動“智慧城市”信息化建設。
按照“總體規(guī)劃、分步實施”的原則,研發(fā)規(guī)劃成果一張圖系統(tǒng),統(tǒng)一聚合設計院的規(guī)劃成果、規(guī)劃編制項目管理數(shù)據(jù)、規(guī)劃動態(tài)、規(guī)劃行業(yè)法律法規(guī)等眾多的規(guī)劃成果數(shù)據(jù),并采用地圖和綜合報表等形式實現(xiàn)設計院各類規(guī)劃成果數(shù)據(jù)的查詢展示、分析應用,為城市規(guī)劃和建設決策層面提供靈活的、全面的、關(guān)鍵的數(shù)據(jù)信息。
設計院的總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃、各專業(yè)專項規(guī)劃、規(guī)劃六線等資料是本次規(guī)劃成果建庫的重要內(nèi)容。數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容包括:規(guī)劃圖形數(shù)據(jù)、規(guī)劃文本數(shù)據(jù)以及從規(guī)劃文本中提取的有關(guān)表格數(shù)據(jù)等,前期將對這些規(guī)劃成果數(shù)據(jù)資料整理建庫。
總體規(guī)劃資料包括:城市現(xiàn)狀圖、城市用地評價圖、城市規(guī)劃總體、城市建設規(guī)劃圖等圖紙資料以及總體規(guī)劃說明書等文本資料、圖片資料等??傮w規(guī)劃資料包括設計院的總體規(guī)劃資料以及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的總體規(guī)劃資料等。另外,按照國家“三規(guī)合一”的要求,總體規(guī)劃資料還可能包括國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃、土地利用規(guī)劃等資料。
總體規(guī)劃成果資料由于相對較宏觀,所以在規(guī)劃成果數(shù)據(jù)的入庫策略上,擬將規(guī)劃圖件柵格化或是直接利用電子格式的總規(guī)圖,并加以地理坐標的配準,然后配置在系統(tǒng)中與其他基礎地理數(shù)據(jù)、規(guī)劃審批數(shù)據(jù)等矢量或柵格地圖數(shù)據(jù)疊加使用;少量專題的總體規(guī)劃圖紙可以進行矢量化,生成矢量地理數(shù)據(jù),如用地規(guī)劃數(shù)據(jù)等,然后便于與其他地理數(shù)據(jù)疊加使用??傮w規(guī)劃成果資料所涉及的文本或圖片等文檔資料將一起入庫,并與圖紙資料方便關(guān)聯(lián)查詢使用。
控制性詳細規(guī)劃(簡稱控規(guī))是城市、鎮(zhèn)人民政府城鄉(xiāng)規(guī)劃主管部門根據(jù)城市、鎮(zhèn)總體規(guī)劃的要求,用以控制建設用地性質(zhì)、使用強度和空間環(huán)境的規(guī)劃。控規(guī)是指標體系性的,用指標和色塊指引和控制某地塊的建設情況,屬指引性的詳細規(guī)劃,具有彈性,同時具有法定圖則的性質(zhì)。
(1)控規(guī)規(guī)劃管理單元劃分圖的整理入庫。這是控規(guī)成果資料入庫的前提??匾?guī)規(guī)劃管理單元劃分圖是控制性規(guī)劃成果資料的空間索引。
(2)控規(guī)圖形成果資料的入庫??刂菩栽敿氁?guī)劃的圖紙資料一般包括:區(qū)域位置圖、用地現(xiàn)狀圖、土地利用規(guī)劃圖、道路交通規(guī)劃圖、給排水規(guī)劃圖、電力、電信、燃氣規(guī)劃圖以及分圖圖則等??匾?guī)圖形成果數(shù)據(jù)的整理入庫是本次規(guī)劃成果整理入庫工作的重點。要求按照統(tǒng)一的坐標參考系統(tǒng),將控規(guī)圖紙資料從CAD格式轉(zhuǎn)換后入到GIS數(shù)據(jù)庫中??匾?guī)的大部分圖形資料均需要實現(xiàn)矢量化,比如土地利用規(guī)劃圖要轉(zhuǎn)換成GIS格式,實現(xiàn)每個地塊的封閉成面,并在地塊面的屬性信息中標記出地塊編號、用地性質(zhì)、容積率、綠化率等指標屬性。少量不適合矢量處理的圖形成果也要轉(zhuǎn)成柵格圖片數(shù)據(jù)或是直接是Auto CAD格式,經(jīng)過地理坐標配準后,直接能在系統(tǒng)中調(diào)用并疊加顯示。
(3)控規(guī)文本、規(guī)劃說明、圖片等有關(guān)資料的整理入庫。這些資料將按照統(tǒng)一的文件格式要求,統(tǒng)一命名,統(tǒng)一上傳到文件服務器(FTP服務器)上的指定目錄下保存。視情況,一些文本文件等格式可能需要做轉(zhuǎn)換后保存,例如數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成PDF格式,既加快瀏覽及訪問速度,又能一定程度上避免文檔修改,保證文檔不失真和安全。
專項規(guī)劃主要是針對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重點領域和薄弱環(huán)節(jié)、關(guān)系全局的重大問題而編制的規(guī)劃。是總體規(guī)劃的若干主要方面、重點領域的展開、深化和具體化,必須符合總體規(guī)劃的總體要求,并與總體規(guī)劃相銜接。
專項規(guī)劃一般包括綜合交通專項規(guī)劃、城市空間形態(tài)及色彩規(guī)劃、中心城公共服務設施配套規(guī)劃、中心城防洪排澇及雨水管網(wǎng)規(guī)劃、中心城慢行系統(tǒng)規(guī)劃、環(huán)境衛(wèi)生專業(yè)規(guī)劃、環(huán)境保護專項規(guī)劃、電力設施專項規(guī)劃、燃氣規(guī)劃、供水專項規(guī)劃、供熱規(guī)劃、建筑節(jié)能專項規(guī)劃、戶外廣告專項規(guī)劃、保障性住房規(guī)劃、商業(yè)網(wǎng)點布局規(guī)劃、城市抗震防災規(guī)劃、城鄉(xiāng)污水專項規(guī)劃、綠地系統(tǒng)規(guī)劃、城市照明規(guī)劃、消防規(guī)劃、公共交通規(guī)劃等十幾項規(guī)劃。
專項規(guī)劃成果資料同樣包括規(guī)劃圖紙、規(guī)劃說明文本、圖片等資料。對于規(guī)劃圖紙將統(tǒng)一按照矢量化圖形的要求,在統(tǒng)一坐標參考下,完成規(guī)劃圖紙數(shù)據(jù)的整理入庫,要求統(tǒng)一坐標參考、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一圖形命名。對于不適合矢量化的專項規(guī)劃圖件將采用圖片或是直接CAD文件配準的形式入庫,并支持圖形數(shù)據(jù)的疊加入庫。規(guī)劃說明文本、圖片等數(shù)據(jù)將按照統(tǒng)一的文件格式要求,統(tǒng)一命名,統(tǒng)一上傳到文件服務器(FTP服務器)上的指定目錄下保存。視情況,一些文本文件等格式可能需要做轉(zhuǎn)換后保存,例如數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成PDF格式,這樣處理既能加快瀏覽及訪問速度,又能一定程度上避免文檔修改,保證文檔不失真和安全。
在城市規(guī)劃圖中,針對不同性質(zhì)區(qū)域所編制的分區(qū)控制線主要分為以下六種,稱為規(guī)劃六線。具體包括:
(1)規(guī)劃紅線分為道路紅線和建筑紅線。其中道路紅線是指規(guī)劃的城市道路路幅的邊界線;建筑紅線是指城市道路兩側(cè)控制沿街建筑物或構(gòu)筑物 (如外墻臺階)靠臨街面的界線,又稱建筑控制線。
(2)規(guī)劃綠線是指城市各類綠地范圍的控制線。
(3)規(guī)劃藍線是指城市各類江河、湖泊、濕地保護的規(guī)劃控制線。
(4)規(guī)劃紫線是指歷史文化街區(qū)和主要文物保護單位保護的規(guī)劃控制線。
(5)規(guī)劃黃線是指文體、教育、體育、醫(yī)療衛(wèi)生等主要公共設施和廣場、停車場、公共交通、供水、供電、供氣、供熱、郵電等主要基礎設施用地的規(guī)劃控制線。
(6)規(guī)劃黑線是指高壓供電走廊、微波通道、電磁輻射控制區(qū)、機場凈空控制區(qū)和鐵路的規(guī)劃控制線。“規(guī)劃六線”數(shù)據(jù)的整理入庫主要包括將規(guī)劃六線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)格式,入庫到Arc SDE中,同時確保圖上范圍控制線和邊線等線或面要素屬性信息的正確和完整。
規(guī)劃編制項目管理數(shù)據(jù)包括:規(guī)劃編制項目的立項名稱、承擔單位、經(jīng)費、進度信息以及各階段的規(guī)劃編制成果資料、審查意見等。除了上述規(guī)劃編制項目管理數(shù)據(jù)外,還將包括公示的規(guī)劃編制正式成果資料的整理入庫。對于屬于總體規(guī)劃或控制性詳細規(guī)劃的成果資料,如果按照前面的信息資源目錄體系已經(jīng)整理了,則不必重復入庫,關(guān)鍵是建立索引和狀態(tài)標識。通過查詢規(guī)劃編制項目管理數(shù)據(jù),能夠查詢和調(diào)閱規(guī)劃編制的成果資料。
規(guī)劃管理規(guī)范及法規(guī)數(shù)據(jù)庫主要包括規(guī)劃行業(yè)的政策法規(guī)資料等。
針對以上規(guī)劃成果專題數(shù)據(jù)建設,在收集到或共享到以上數(shù)據(jù)后,需要對規(guī)劃成果專題數(shù)據(jù)等進行清理篩選、整合集成、規(guī)范性檢查和標準化處理,形成多尺度、多時態(tài)、全覆蓋的城市規(guī)劃成果“一張圖”綜合數(shù)據(jù)庫。
按數(shù)據(jù)分類有基礎地理數(shù)據(jù)、總體規(guī)劃數(shù)據(jù)、控制性詳細規(guī)劃數(shù)據(jù)、專項規(guī)劃數(shù)據(jù)。按數(shù)據(jù)格式有jpg圖片數(shù)據(jù)、word、ppt、pdf、excel等文檔說明數(shù)據(jù)、dwg規(guī)劃成果數(shù)據(jù)。
(1)Jpg圖片數(shù)據(jù)和文檔類數(shù)據(jù)可以作為項目的附件資料上傳到服務器,供系統(tǒng)各用戶在線瀏覽或下載查閱。
(2)部分規(guī)劃成果類 Jpg圖片數(shù)據(jù),可以對其進行空間校正后,作為柵格圖層,配置到系統(tǒng)中。
(3)dwg規(guī)劃成果數(shù)據(jù),可以轉(zhuǎn)換為點、線、面圖層,配置字段并屬性賦值后配置到系統(tǒng)中,供系統(tǒng)用戶查看分析。
3.2.1柵格數(shù)據(jù)
(1)給圖片定義坐標系及投影。
(2)尋找并添加特征控制點。
(3)對圖片進行空間校正。
(4)制作 mxd文檔。
3.2.2面狀矢量數(shù)據(jù)
(1)使用 FME軟件將dwg數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 shp數(shù)據(jù)。
(2)檢查與處理轉(zhuǎn)換后的 shp圖形數(shù)據(jù)。
(3)修改字段,包括增刪改等操作。
(4)對各字段進行屬性賦值。
(5)符號庫制作。
(6)制作 mxd文檔。
3.2.3線狀矢量數(shù)據(jù)
(1)ArcGIS中打開 dwg文件。
(2)線層屬性表中選中要導出的圖形要素。
(3)導出選中的圖形要素。
(4)修改字段,增刪改等。
(5)對各字段進行屬性賦值。
(6)符號庫制作。
(7)制作 mxd文檔。
系統(tǒng)采用B/sS架構(gòu)來實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的應用,系統(tǒng)在WebGIS、OGC服務等新技術(shù)的支持下,將多源異構(gòu)規(guī)劃信息在網(wǎng)絡上集成發(fā)布,提供靈活快捷的在線查詢和業(yè)務處理服務,前端采用流行的HTML5技術(shù),支持主流瀏覽器?!耙粡垐D”系統(tǒng)按照模塊化設計等面向?qū)ο蟮拈_發(fā)技術(shù)構(gòu)建,按照數(shù)據(jù)層、邏輯層、表現(xiàn)層的三層邏輯結(jié)構(gòu)建設。
4.1.1數(shù)據(jù)層
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用Oracle10g,矢量數(shù)據(jù)按Arc GIS Geo Database數(shù)據(jù)模型組織,空間數(shù)據(jù)的存儲采用空間數(shù)據(jù)庫引擎ArcSDE。三維地形數(shù)據(jù)庫和模型數(shù)據(jù)庫以文件形式存儲。
4.1.2邏輯層
基于 IIS、ASP.NET、ArcGIS Sever、 三維發(fā)布組件的“一張圖”管理系統(tǒng)實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)瀏覽;信息資源目錄、各專題數(shù)據(jù)、規(guī)劃專題應用系統(tǒng)的集中查詢;專題數(shù)據(jù)疊加;獲取城鄉(xiāng)規(guī)劃綜合信息以及數(shù)據(jù)分析、輔助規(guī)劃編制研究等功能。
4.1.3表現(xiàn)層
通過用戶權(quán)限配置的瀏覽器界面和客戶端界面。
圖1 系統(tǒng)框架圖
4.2.1服務器
數(shù)據(jù)庫服務器主要用于存儲非空間屬性數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)字典以及系統(tǒng)配置。地圖服務器由于需要存儲海量的空間數(shù)據(jù),同時執(zhí)行復雜的計算,要求最好具有多處理器分布運算能力和大容量磁盤陣列海量數(shù)據(jù)存儲功能,本系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫服務兼做地圖服務器
4.2.2數(shù)據(jù)庫平臺
我們將采用Oracle 10g作為整個應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫平臺,Oracle 10g與ArcSDE是構(gòu)建一張圖系統(tǒng)項目解決方案的核心。
4.2.3地理信息系統(tǒng)平臺
地理信息處理是規(guī)劃成果一張圖系統(tǒng)的應用主體,因此其選型對系統(tǒng)建設成功與否極為關(guān)鍵。系統(tǒng)選用的地理信息系統(tǒng)(GIS)平臺為ArcGIS 10。在規(guī)劃成果一張圖系統(tǒng)的GIS平臺選用上,主要采用Arc GIS 10來進行數(shù)據(jù)的入庫、更新和分析管理;空間數(shù)據(jù)的存儲主要采用ArcSDE 10。
4.2.4網(wǎng)上發(fā)布地理信息(WebGIS)平臺
WebGIS技術(shù)是GIS技術(shù)和Intenet技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物??紤]到產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠性和良好的性能價格比,以及與城市規(guī)劃部門基礎地理信息共享服務平臺,所以系統(tǒng)選用是ESRI公司的Arc GIS Server作為Web GIS平臺。
系統(tǒng)分為五大模塊,運維管理、規(guī)劃編制項目管理、市域規(guī)劃、中心城規(guī)劃、板塊規(guī)劃,還包括一些輔助功能如統(tǒng)計分析、自定義查詢、自定義統(tǒng)計等,對圖層的操作有放大、縮小、全屏、圖層加載、圖例查看等,其中圖層包括基礎圖層和專題圖。
作為后臺,提供平臺用戶、資源目錄、數(shù)據(jù)、服務以及子系統(tǒng)功能等的維護和權(quán)限管理,以及直觀的統(tǒng)計分析功能,為用戶應用訪問提供安全、穩(wěn)定的支撐。
5.1.1模塊管理
模塊管理是針對系統(tǒng)的各個功能模塊的一個管理工具,可以添加,修改和刪除功能模塊。
5.1.2權(quán)限管理
負責管理用戶所擁有的權(quán)限,按照實際情況給用戶分配地圖權(quán)限、統(tǒng)計查詢權(quán)限等。
5.1.3地圖管理
管理地圖的服務發(fā)布和圖層管理,需要訪問什么地圖服務,可以在地圖服務管理中進行配置。
將項目劃分市域規(guī)劃、中心城規(guī)劃、板塊規(guī)劃類別,通過系統(tǒng)可以將項目的立項名稱、承擔單位、經(jīng)費、附件內(nèi)容等詳細信息錄到列表中,錄入之后可以對項目列表進行修改、刪除操作,查看到項目的進度和進展情況和項目詳情,通過列表的定位功能可以實現(xiàn)在地圖上的定位。
這三者下面都包含城市總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃、專項規(guī)劃等子項。
5.3.1城市總體規(guī)劃
在區(qū)域規(guī)劃和合理組織區(qū)城城鎮(zhèn)體系的基礎上,按城市自身建設條件和現(xiàn)狀特點,合理制定城市經(jīng)濟和社會發(fā)展目標,確定城市的發(fā)展性質(zhì)、規(guī)模和建設標準,實現(xiàn)了城市用地的功能分區(qū)和各項建設的總體布局,布置了城市道路和交通運輸系統(tǒng),能選定規(guī)劃定額指標,制定好規(guī)劃實施步驟和措施。最終使城市工作、居住、交通和游憇四大功能活動相互協(xié)調(diào)發(fā)展。
5.3.2控制性詳細規(guī)劃
控制性詳細規(guī)劃可以科學地實現(xiàn)控制建設用地性質(zhì)、使用強度和空間環(huán)境的規(guī)劃,利用指標體系性來實現(xiàn)控制地塊的建設情況。
5.3.3專項規(guī)劃
專項規(guī)劃能科學合理地實現(xiàn)綜合交通專項規(guī)劃、城市空間形態(tài)及色彩規(guī)劃、中心城公共服務設施配套規(guī)劃、中心城防洪排澇及雨水管網(wǎng)規(guī)劃、中心城慢行系統(tǒng)規(guī)劃、環(huán)境衛(wèi)生專業(yè)規(guī)劃、環(huán)境保護專項規(guī)劃、電力設施專項規(guī)劃、燃氣規(guī)劃、供水專項規(guī)劃、公共交通規(guī)劃等規(guī)劃
5.3.4統(tǒng)計分析、自定義查詢
用地平衡分析可以對各種類型的用地進行占比計算,輔助規(guī)劃師決策;統(tǒng)計分析根據(jù)用戶的需求將統(tǒng)計結(jié)果以柱狀圖、條形圖、餅狀圖等形式顯示出來;自定義查詢按照用戶設定的查詢條件顯示特定的結(jié)果。
系統(tǒng)能靈活實現(xiàn)規(guī)劃編制項目定位、各類規(guī)劃成果資料的關(guān)聯(lián)查詢、規(guī)劃審批數(shù)據(jù)的查詢、分析城市規(guī)劃用地的各項指標、各類性質(zhì)用地的構(gòu)成、建筑構(gòu)成,統(tǒng)計城市不同區(qū)域的用地指標,為城市規(guī)劃和建設決策層面提供靈活的、全面的、關(guān)鍵的數(shù)據(jù)信息。通過建立一張圖平臺,極大提高了城市的土地資源、公共交通,綠地保護、污水排放、供電供熱等精細化管理,提高規(guī)劃成果資料的利用率,提高了城市規(guī)劃設計院工作效率和規(guī)劃決策的科學性。
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