基于ArcGIS城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

崔志剛+陳磊+祝暢+朱永華

摘 要：城市規(guī)劃是研究城市的未來發(fā)展、城市的合理布局和綜合安排城市各項(xiàng)工程建設(shè)的綜合部署，是一定時(shí)期內(nèi)城市發(fā)展的藍(lán)圖，是城市管理的重要組成部分。目前我國大多數(shù)地區(qū)城市規(guī)劃編制及管理的工具均為CAD。雖然CAD制圖功能極強(qiáng)，具有很強(qiáng)的通用性、易用性，但其制圖規(guī)范性、屬性信息管理、空間分析等方面較GIS相對(duì)遜色。本文以城市規(guī)劃成果為例，設(shè)計(jì)了城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了基于ArcGIS的城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫，實(shí)踐證明該數(shù)據(jù)庫在城市規(guī)劃管理中發(fā)揮了巨大的作用。

關(guān)鍵詞：城市規(guī)劃 GIS 數(shù)據(jù)庫 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（b）-0124-02

目前我國大部分地區(qū)城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)采用CAD管理，表格等數(shù)據(jù)采用Excel和CAD塊屬性管理，Excel表格數(shù)據(jù)和CAD這兩種關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立。塊屬性雖然存儲(chǔ)顯示于CAD，但塊屬性與相應(yīng)的CAD圖形要素并無實(shí)際關(guān)聯(lián)。因空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性差，以致在實(shí)際應(yīng)用中，信息檢索查詢、專項(xiàng)分析、專題圖編制、數(shù)據(jù)更新等效率低，易失誤?；贏rcGIS建立城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫，是以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式管理，建立空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)多元數(shù)據(jù)整合、管理、交換、共享。

1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

1.1 定位基礎(chǔ)

為確保數(shù)據(jù)定位基礎(chǔ)一致，城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫采用土地利用數(shù)據(jù)庫相關(guān)參數(shù)，采用1980西安坐標(biāo)系、1985國家高程基準(zhǔn)、地圖投影與分帶采用高斯-克呂格投影，3°分帶，確定帶號(hào)及中央子午線。

1.2 圖形數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)庫的圖形數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)庫要表達(dá)的內(nèi)容采用分層的方法進(jìn)行組織管理。根據(jù)城市規(guī)劃，將各類專項(xiàng)規(guī)劃按照點(diǎn)、線、面分類，分層存放。某些專項(xiàng)可能包含多個(gè)分類，如道路系統(tǒng)規(guī)劃，道路、鐵路等作為線狀要素，其停車場、車站作為點(diǎn)狀要素，而在土地使用規(guī)劃中卻以面狀要素表現(xiàn)。

1.3 屬性表結(jié)構(gòu)

屬性數(shù)據(jù)用來描述地理實(shí)體質(zhì)量和數(shù)量特征，與空間數(shù)據(jù)密不可分。以城市規(guī)劃中用地使用規(guī)劃為例，當(dāng)空間數(shù)據(jù)建立完成后，需要對(duì)空間數(shù)據(jù)的要素附加屬性信息，以地塊編碼、用地性質(zhì)、容積率等描述實(shí)體特征，詳見表2。

1.4 元數(shù)據(jù)（metadata）

元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，用于描述數(shù)據(jù)內(nèi)容、覆蓋范圍、質(zhì)量、管理模式等。因與土地管理數(shù)據(jù)庫類似，在此不做描述。

2 建庫過程（以用地使用規(guī)劃為例）

2.1 圖形

以現(xiàn)有的CAD圖形為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至GIS格式后，進(jìn)行拓?fù)錂z查并處理相關(guān)錯(cuò)誤。

2.2 屬性

對(duì)生成的圖形數(shù)據(jù)建立相關(guān)字段，設(shè)置字段格式，錄入地塊編碼。采用CAD的屬性提取功能（EATTEXT命令），將CAD圖形中每一個(gè)地塊的塊屬性提取出來，保存為excel。在ArcMap中，運(yùn)用Joins and Relates功能，按照共同字段地塊編碼（DKBM）關(guān)聯(lián)屬性。

不同于CAD、GIS數(shù)據(jù)很多屬性值可通過SQL語言和空間分析完成。例如用地性質(zhì)代碼與用地性質(zhì)一一對(duì)應(yīng)，運(yùn)用inner join或者使用switch語句即可更新。又如需要更新屬性表，添加行政區(qū)字段（新城、鎮(zhèn)、行政村三級(jí)），可將用地使用規(guī)劃與土地管理數(shù)據(jù)庫中行政區(qū)做相交（intersect）運(yùn)算并更新面積字段數(shù)值即可完成。

3 成果應(yīng)用

3.1 查詢檢索

因城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫相關(guān)參數(shù)與土地管理數(shù)據(jù)庫等一致，可使用ArcGIS強(qiáng)大的定義查詢功能，完成相關(guān)信息的更新、查詢檢索任務(wù)，對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、專題圖制作提供極大便利。

3.2 空間疊加

層與層、庫與庫之間疊加，不再局限于部門單一管理，可實(shí)現(xiàn)多部門聯(lián)動(dòng)，使得多元數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，如發(fā)改、規(guī)劃、國土、招商、征遷、工建部門等。

例如決策需要，需知某轄區(qū)范圍內(nèi)符合土地利用規(guī)劃、容積率大于2.0的住宅用地分布、土地利用現(xiàn)狀情況、是否已報(bào)批、是否已征地、是否已立項(xiàng)等，僅需將城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫中用地使用規(guī)劃與土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫、行政區(qū)等做相交運(yùn)算后，運(yùn)用SQL語句即可完成。

3.3 網(wǎng)絡(luò)分析

網(wǎng)絡(luò)分析是ArcGIS提供的重要空間分析功能。很多同類型點(diǎn)、線組成網(wǎng)絡(luò)，將其抽象為數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)要素?cái)?shù)據(jù)集間的拓?fù)潢P(guān)系分析，確定網(wǎng)絡(luò)中資源的流動(dòng)，用于模擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)情況。城市規(guī)劃中的網(wǎng)絡(luò)分析主要是基于交通和管網(wǎng)的分析，較多地應(yīng)用于場站選址、最短路徑計(jì)算、行車時(shí)間計(jì)算、交通可達(dá)性分析、交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等。

3.4 3D規(guī)劃圖

借助ArcScene工具，結(jié)合DEM，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃三維可視化，使二維的城市規(guī)劃圖轉(zhuǎn)換成較貼近真實(shí)地理環(huán)境的三維顯示，具有明顯的立體效果，易于感受實(shí)地高程的變化。除此之外，根據(jù)模擬的三維場景對(duì)于通視分析、土方量計(jì)算，道路線位設(shè)計(jì)，尤其是海綿城市規(guī)劃等提供更直觀的參考和依據(jù)。

3.5 專題圖制作

由于GIS數(shù)據(jù)內(nèi)容和表達(dá)方式的分離，簡言之，即便顯示不變數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的要求，借助ArcGIS強(qiáng)大的分析功能及制圖功能，可以非常方便地完成城市規(guī)劃相關(guān)專題圖制作，尤其是按照相同的數(shù)據(jù)庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)完成的其他專業(yè)數(shù)據(jù)庫與城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，相關(guān)信息的疊加，使得多部門業(yè)務(wù)銜接十分便利。

在日常工作使用中，城市規(guī)劃GIS數(shù)據(jù)的應(yīng)用及優(yōu)勢遠(yuǎn)不如此，不再一一列舉。

4 總結(jié)與展望

因GIS在空間分析和數(shù)據(jù)管理的優(yōu)勢，使得城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫在日常的管理工作中發(fā)揮了巨大的作用。雖然在前期GIS數(shù)據(jù)采集和管理以及數(shù)據(jù)庫的建設(shè)成本較大，但其充分發(fā)揮的優(yōu)勢以及帶來的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于建設(shè)成本。建設(shè)城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫是切實(shí)必要的。

4.1 多規(guī)合一

當(dāng)前各項(xiàng)規(guī)劃之間缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)的機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)體系，以致沖突頻現(xiàn)、矛盾重重。城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫與已建成的土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫格式及定位基礎(chǔ)保持一致，邁出了多規(guī)合一的第一步。

4.2 智慧城市

以相同的數(shù)據(jù)格式對(duì)相關(guān)信息資源整合集成，建立城市管理信息平臺(tái)是城市信息化管理的表現(xiàn)，是智慧城市的基礎(chǔ)。城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是城市管理信息平臺(tái)的重要支柱，可為城市智能管理、數(shù)字城市建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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