基于GIS的市級(jí)規(guī)劃成果數(shù)據(jù)建庫(kù)方法研究

李佳文

(福州市勘測(cè)院 福建福州 350108)

0 引言

城市規(guī)劃，指對(duì)一定時(shí)期內(nèi)城市的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展、土地利用、空間布局以及各項(xiàng)建設(shè)的綜合部署、具體安排和實(shí)施管理[1]。隨著我國(guó)信息化的不斷完善，城市規(guī)劃管理對(duì)信息化的要求越來(lái)越高。但現(xiàn)有城市規(guī)劃數(shù)據(jù)，依據(jù)不同的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，有不同的類型，如規(guī)劃編制成果的總體規(guī)劃、控制性規(guī)劃、各類專項(xiàng)規(guī)劃等，規(guī)劃審批成果的總平面規(guī)劃方案數(shù)據(jù)、選址紅線數(shù)據(jù)、竣工測(cè)量數(shù)據(jù)等[2-3]，各類規(guī)劃數(shù)據(jù)主要依托于各業(yè)務(wù)應(yīng)用沉淀積累產(chǎn)生。由于沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、存儲(chǔ)形態(tài)、坐標(biāo)等方面存在很大的差異。同時(shí)，由于規(guī)劃持續(xù)調(diào)整，規(guī)劃成果數(shù)量大幅增加，傳統(tǒng)的成果管理模式無(wú)法滿足要求，導(dǎo)致規(guī)劃成果管理混亂，版本不統(tǒng)一，信息不對(duì)稱，與其他數(shù)據(jù)庫(kù)或信息化系統(tǒng)難以集成，嚴(yán)重影響規(guī)劃管理的工作效率。因此，極其有必要對(duì)規(guī)劃成果數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和建庫(kù)。

當(dāng)前，規(guī)劃數(shù)據(jù)建庫(kù)問(wèn)題已經(jīng)成為了規(guī)劃成果信息化建設(shè)的重難點(diǎn)。為了解決規(guī)劃數(shù)據(jù)建庫(kù)問(wèn)題，陳明輝等結(jié)合東莞市規(guī)劃成果數(shù)據(jù)建庫(kù)探討了規(guī)劃成果數(shù)據(jù)建庫(kù)的方法和思路[4]；肖鋒等在AutoCAD平臺(tái)上二次開(kāi)發(fā)，完成了DWG數(shù)據(jù)到SHP數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換[5]；楊娜娜等提出了一套CAD規(guī)劃成果數(shù)據(jù)GIS建庫(kù)方案和技術(shù)實(shí)現(xiàn)流程，并在佛山市取得了良好的應(yīng)用效果[6]；江威利用FME和ArcGIS Pro軟件實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃成果標(biāo)準(zhǔn)化建庫(kù)[3]。

本文以福州市規(guī)劃成果數(shù)據(jù)建庫(kù)為例，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將多源異構(gòu)的規(guī)劃數(shù)據(jù)實(shí)體進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，整合最新、最全面、囊括各個(gè)歷史時(shí)期的規(guī)劃成果信息，完成規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)劃數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化管理，有效提高工作效率與質(zhì)量。

1 技術(shù)路線與流程

1.1 技術(shù)路線

本次規(guī)劃成果數(shù)據(jù)建庫(kù)工作，通過(guò)收集福州市自然資源和規(guī)劃局的各類規(guī)劃數(shù)據(jù)，充分利用福州市現(xiàn)有最新大比例尺地形圖、正射影像等資料，作為基本工作底圖和作業(yè)依據(jù)，參考本項(xiàng)目制定的數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際要求來(lái)整合各類規(guī)劃數(shù)據(jù)，采用測(cè)繪數(shù)據(jù)處理技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、空間定位、空間轉(zhuǎn)換等技術(shù)處理，建設(shè)一套統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫(kù)。

該項(xiàng)目擬采用AutoCad、FME和ArcGIS等軟件作為數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)加工平臺(tái)，按照制定的數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)已有CAD文件的規(guī)劃項(xiàng)目，將CAD文件轉(zhuǎn)成標(biāo)準(zhǔn)的ArcGIS格式，通過(guò)CAD文件中的圖層、注記信息或紙質(zhì)檔案獲取圖形數(shù)據(jù)的屬性字段，最后用ArcGIS、FME等軟件進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)建庫(kù)，實(shí)現(xiàn)圖屬關(guān)聯(lián)。成果數(shù)據(jù)采用GeoDataBase數(shù)據(jù)模型形式，利用Oracle11+ ArcSDE10的方式統(tǒng)一存儲(chǔ)和管理。

1.2 建庫(kù)流程

規(guī)劃成果數(shù)據(jù)建庫(kù)流程如圖1所示，具體如下：

圖1 規(guī)劃成果數(shù)據(jù)建庫(kù)流程

(1)將規(guī)劃圖形數(shù)據(jù)加工、入庫(kù)。收集整理規(guī)劃資料，建立規(guī)劃審批項(xiàng)目清單，依照數(shù)據(jù)成果要求進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和投影轉(zhuǎn)換等處理，形成規(guī)劃圖形數(shù)據(jù)。對(duì)圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行圖層處理，拓?fù)浼庸?，檢查數(shù)據(jù)的完整性、正確性。使用ArcGIS平臺(tái)建庫(kù)轉(zhuǎn)換集成為GeoDatabase數(shù)據(jù)庫(kù)格式。

(2)屬性信息獲取。將規(guī)劃編制CAD文件中的圖層、注記信息，轉(zhuǎn)化成規(guī)劃編制數(shù)據(jù)庫(kù)屬性表中對(duì)應(yīng)的屬性字段。對(duì)于無(wú)法從CAD文件中獲取的其他必要字段，采用從紙質(zhì)檔案資料中提取屬性信息，手工錄入的方法。

(3)圖屬一體化建設(shè)。通過(guò)項(xiàng)目編號(hào)等關(guān)鍵字段，將屬性信息與對(duì)應(yīng)的地塊圖斑、圖層等空間圖形相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)圖屬掛接，確?？臻g和非空間數(shù)據(jù)的一體化，實(shí)現(xiàn)圖屬一體化集成。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)組織及層次結(jié)構(gòu)

成果數(shù)據(jù)采用GeoDataBase數(shù)據(jù)模型，基于ArcSDE 地理數(shù)據(jù)庫(kù)，按照“數(shù)據(jù)庫(kù)-要素集-要素類-要素”的方式進(jìn)行組織管理。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化管理、應(yīng)用，在數(shù)據(jù)庫(kù)須采用物理分層。首先，根據(jù)專業(yè)數(shù)據(jù)的類型，劃分為規(guī)劃編制成果數(shù)據(jù)庫(kù)和規(guī)劃審批數(shù)據(jù)庫(kù)；其次，按不同層次的規(guī)劃編制成果分類(如城市總體規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃等)；然后，同一個(gè)層次的規(guī)劃成果按照專題分類(如用地、配套設(shè)施、交通、控制線等)；最后，為了滿足制圖和 GIS 對(duì)數(shù)據(jù)檢索分析的需要，還需要將專題數(shù)據(jù)按幾何類型(點(diǎn)、線、面、注記)嚴(yán)格分開(kāi)，如圖2所示。

圖2 規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫(kù)組織及層次結(jié)構(gòu)圖

2.2 圖層分類與命名

ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫(kù)中圖層命名規(guī)范要求如下：

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)圖層命名形式為：“信息高層分類代碼_要素名稱_實(shí)體類型”，分隔符為半角“_”(其中規(guī)劃資源信息高層分類與代碼如表1所示)；

表1 規(guī)劃資源信息高層分類與代碼表

(2)要素名稱采用漢語(yǔ)拼音第一位字母的方法來(lái)命名，盡量簡(jiǎn)潔明了，以不超過(guò)四個(gè)字母為宜；

(3)實(shí)體類型采用 2 位幾何特征縮寫(xiě)代碼，代碼有 PT、LN、PY、AN、AP，分別表示點(diǎn)、線、面、注記、注記點(diǎn)。

2.3 要素分類與編碼規(guī)則

要素編碼為7位十進(jìn)制數(shù)字碼組成的要素類代碼，分別為按數(shù)字順序排列的圖層碼、類別碼、小類碼和特征碼，代碼結(jié)構(gòu)如下：

XX+XX+XX+X

圖層碼+類別碼+小類碼+特征碼

(1)圖層碼：左起第一、二位。根據(jù)規(guī)劃編制成果中各數(shù)據(jù)特點(diǎn)，將空間要素分為用地類、配套設(shè)施類、道路交通類和控制線類。用地類代碼為11，配套設(shè)施類代碼為12，道路交通類代碼為13，控制線類代碼為14。

(2)類別碼：左起第三、四位。在圖層碼基礎(chǔ)上，細(xì)分成二級(jí)要素分類，如道路交通圖層可劃分為對(duì)外交通、城市交通、其他交通要素等類別；

(3)小類碼：左起第五、六位。在類別碼基礎(chǔ)上，細(xì)分形成的三級(jí)要素分類，如對(duì)外交通類可劃分為鐵路和高速等小類；

(4)特征碼：左起第七位。為了從編碼上反映出圖形實(shí)體的點(diǎn)、線、面幾何特性，用特征碼來(lái)劃分，0表示點(diǎn)，1表示線，2表示面，3表示注記。

3 關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用成果

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

(1)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一。為了規(guī)范和順利推進(jìn)各類規(guī)劃成果數(shù)據(jù)建庫(kù)工作，制定了《控制性詳細(xì)規(guī)劃成果入庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)》《歷史文化保護(hù)規(guī)劃編制成果入庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)》、《規(guī)劃編制成果空間要素編碼規(guī)范》和《規(guī)劃編制成果空間數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)》在內(nèi)的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，詳細(xì)規(guī)定了規(guī)劃數(shù)據(jù)中涉及的用地類型、設(shè)施符號(hào)、要素編碼、地塊配色等關(guān)鍵指標(biāo),為實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)-建庫(kù)-管理-應(yīng)用”一體化目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

(2)特殊實(shí)體折線化。CAD制圖過(guò)程選用了圓(Circle)、弧(Arc)、橢圓(Ellipse)或曲線(Spline)等特殊實(shí)體類型。由于CAD與GIS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)不一致，造成這些特殊實(shí)體類型轉(zhuǎn)成標(biāo)準(zhǔn)的GIS格式后，發(fā)生一定的形變。在規(guī)劃數(shù)據(jù)入庫(kù)過(guò)程中，本文采用折線化等技術(shù)手段，通過(guò)內(nèi)插加密點(diǎn)的方式將弧線轉(zhuǎn)成折線，最大程度避免了數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換造成的形變。

(3)建庫(kù)過(guò)程工具化。使用FME工具制作了將CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為GDB數(shù)據(jù)、GDB數(shù)據(jù)分層、地塊編碼賦值、按規(guī)劃范圍裁切成果數(shù)據(jù)等模板，實(shí)現(xiàn)建庫(kù)過(guò)程工具化，提高CAD數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和入庫(kù)的效率。如地塊編碼賦值模板用AttributeRemover轉(zhuǎn)換器將用地規(guī)劃的地塊編號(hào)屬性刪除，用PointOnAreaOverlayer和AttributeCopier轉(zhuǎn)換器將重疊的控制指標(biāo)點(diǎn)編碼賦值作為用地規(guī)劃的地塊編號(hào)，用FME工具結(jié)合數(shù)據(jù)現(xiàn)狀進(jìn)行針對(duì)性定制開(kāi)發(fā)，極大提高了建庫(kù)效率。

(4)圖屬一體化集成。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括空間地理數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。本文采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，確?？臻g和非空間數(shù)據(jù)的一體化，實(shí)現(xiàn)真正的圖屬一體化集成。利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理空間數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，在于面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型的采用。面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型的采用，改變了原有 GIS 中圖形與屬性分離的概念，反映空間對(duì)象的幾何圖形數(shù)據(jù)只是作為一個(gè)屬性字段，與其他非空間屬性存貯于關(guān)系數(shù)據(jù)表的一行中。這種數(shù)據(jù)模型可以方便地定義空間對(duì)象之間、空間對(duì)象與非空間對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和規(guī)則，能更好地對(duì)現(xiàn)實(shí)世界建模。

3.2 應(yīng)用成果

根據(jù)制定的技術(shù)路線、建庫(kù)流程以及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將福州市規(guī)劃編制數(shù)據(jù)和規(guī)劃審批數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，形成統(tǒng)一、規(guī)范、完備的規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋福州市鼓樓區(qū)、臺(tái)江區(qū)、晉安區(qū)、倉(cāng)山區(qū)、馬尾區(qū)和閩侯(上街、南嶼、南通、祥謙、青口)，共1447 km2。對(duì)比規(guī)劃原始CAD數(shù)據(jù)與建庫(kù)后的GIS成果(圖3)，二者保持較好的一致性，說(shuō)明本文所采用的規(guī)劃成果建庫(kù)方法是可行的。

圖3 總體規(guī)劃入庫(kù)成果與原始CAD疊套示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于規(guī)劃數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的需求，設(shè)計(jì)了規(guī)劃數(shù)據(jù)建庫(kù)的技術(shù)路線和工藝流程，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，詳細(xì)規(guī)定了空間數(shù)據(jù)庫(kù)組織、圖層命名和要素編碼規(guī)則，利用FME和ArcGIS軟件實(shí)現(xiàn)了福州市規(guī)劃編制數(shù)據(jù)庫(kù)和規(guī)劃審批數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。福州市規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃數(shù)據(jù)的集中融合和現(xiàn)代化管理，可有效提高工作效率與質(zhì)量，便于規(guī)劃數(shù)據(jù)的高效應(yīng)用。但福州市規(guī)劃成果數(shù)據(jù)建庫(kù)過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，如部分規(guī)劃審批數(shù)據(jù)，尤其是選址和用地紅線項(xiàng)目，業(yè)務(wù)上頻繁出現(xiàn)重復(fù)選址的情況，此類歷史遺留問(wèn)題會(huì)影響建庫(kù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需通過(guò)數(shù)據(jù)使用和業(yè)務(wù)進(jìn)一步梳理完善來(lái)解決。