基于GIS的空間規(guī)劃信息化技術研究與探索

孫 麗 （合肥市測繪設計研究院，安徽 合肥 230061)

1 引言

近年來，我國持續(xù)開展空間規(guī)劃信息化技術的研究與模式的探索，已經取得了積極的成果。大力推進空間規(guī)劃信息化的建設步伐，對于解決不同類型空間規(guī)劃自成體系、內容沖突、缺乏銜接協(xié)調等突出問題，促使建設項目可落地、可決策、可實施，為審批提速創(chuàng)造條件，對實現(xiàn)國土空間集約、高效、持續(xù)利用，促進經濟社會與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。在國家層面政策的宏觀指引下，圍繞政府職能轉變和治理能力現(xiàn)代化的目標，為進一步提升GIS輔助空間規(guī)劃信息化服務能力，本文以構建空間規(guī)劃體系，實現(xiàn)多個規(guī)劃融合需求為出發(fā)點，開展空間規(guī)劃信息化技術研究與探索，通過構建空間規(guī)劃一張藍圖數(shù)據(jù)庫、搭建項目生成系統(tǒng)，統(tǒng)籌項目實施，實現(xiàn)對空間規(guī)劃的數(shù)據(jù)資料、業(yè)務辦理、規(guī)劃實施等進行訪問、調閱、查看和管理，實現(xiàn)空間規(guī)劃數(shù)據(jù)的動態(tài)比對分析反饋，并保持實時聯(lián)動更新，為空間規(guī)劃成果的有效管理提供科學支撐。

2 關鍵技術研究

2.1 空間規(guī)劃數(shù)據(jù)規(guī)整技術

由于原始數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)源多樣化、數(shù)據(jù)格式多樣化、坐標系多樣化等特點，綜合采用 ARCGIS、CASS、FME等GIS軟件以及自主研發(fā)的GIS處理工具，對空間規(guī)劃數(shù)據(jù)按照要素內容進行分類，通過數(shù)據(jù)抽取、轉換、整理、屬性處理、質量檢查等數(shù)據(jù)規(guī)整步驟，生成一張藍圖數(shù)據(jù)庫。

2.2 基于OGC標準的GIS服務技術

空間信息共享基于OGC標準的GIS服務技術和Web Services技術。通過采用OGC或ISO相關標準協(xié)議，構建一個基于網(wǎng)絡的地理空間信息服務框架體系，為不同用戶提供功能各異的一站式空間信息服務功能。實現(xiàn)對于不同格式數(shù)據(jù)的轉換功能，實現(xiàn)對于矢量、柵格、CAD等多種數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一管理，從而為空間規(guī)劃數(shù)據(jù)服務提供數(shù)據(jù)基礎，實現(xiàn)分布式的數(shù)據(jù)服務模式?；A服務采用基于國際ISO標準，實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)倉庫模塊中的空間數(shù)據(jù)的發(fā)布、表達、渲染、注釋以及制圖等功能，并向用戶返回相應的請求結果。應用服務用于構建面向業(yè)務的應用系統(tǒng)，用于實現(xiàn)空間規(guī)劃數(shù)據(jù)的應用服務。

2.3 高效的多元異構數(shù)據(jù)管理

通過實現(xiàn)對多元異構數(shù)據(jù)的整合和統(tǒng)一的管理，支持2000國家大地坐標系、1980西安坐標系、1954年北京坐標系等坐標系統(tǒng)的相互轉換，支持多種空間數(shù)據(jù)格式轉換，支持多用戶并發(fā)訪問與編輯，為多用戶編輯、歷史數(shù)據(jù)管理以及數(shù)據(jù)復制同步等提供支持等。

2.4 空間規(guī)劃信息化技術

為更靈活地應對業(yè)務管控多樣性的規(guī)則變動，建立了空間規(guī)劃規(guī)則字典，針對涉及規(guī)劃成果的合規(guī)性檢測、項目預審等參數(shù)化組合配置和模板化管理。同時引入工作流引擎，通過工作流定義工具定義各類業(yè)務流程，通過工作流搭建工具搭建具體的業(yè)務流程應用，把工作流要素（流程、用戶、角色、表單、權限等）按照一定規(guī)則和約定連接在一起，描述一個特定業(yè)務流程，形成工作流應用環(huán)境，按事先定義好的任務順序自動運行的業(yè)務處理模式。

2.5 集成GIS和MIS的一體化技術

GIS側重在空間數(shù)據(jù)的管理和分析，MIS側重于業(yè)務的流程處理。根據(jù)業(yè)務特點和系統(tǒng)建設需求，設計時采用MIS和GIS一體化集成的設計思路，從數(shù)據(jù)模型、功能組織和界面表現(xiàn)上進行技術的集成。

3 技術實現(xiàn)與應用

3.1 空間規(guī)劃數(shù)據(jù)規(guī)整

匯集相關部門規(guī)劃、實施、現(xiàn)狀空間數(shù)據(jù)，統(tǒng)一格式、統(tǒng)一坐標，整合建庫作為一張藍圖工作底圖，形成一張藍圖數(shù)據(jù)體系。

3.1.1 統(tǒng)一坐標基準

本文采用二維七參數(shù)坐標轉換模型與平面四參數(shù)坐標轉換模型進行坐標轉換參數(shù)計算與坐標轉換，完成工作區(qū)域1954年北京坐標系、1980西安坐標系與2000國家大地坐標系之間的轉換關系，為增強轉換參數(shù)的保密性和統(tǒng)一性，利用南方坐標轉換處理軟件iData數(shù)據(jù)工廠坐標轉換軟件，將坐標轉換參數(shù)內置于該軟件內，根據(jù)空間數(shù)據(jù)原坐標基準情況，設定對應的坐標轉換方案，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的坐標轉換（轉換流程如圖1所示）。所有成果、成圖數(shù)據(jù)統(tǒng)一到了2000國家大地坐標系下。

圖1 坐標轉換流程圖

3.1.2 空間規(guī)劃數(shù)據(jù)整合、建庫

空間規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建庫主要包含基礎地理數(shù)據(jù)、“空間規(guī)劃”編制成果、規(guī)劃成果數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、項目數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的整合建庫（如圖2所示），數(shù)據(jù)庫成果為屬性完善的矢量數(shù)據(jù)成果與部分柵格數(shù)據(jù)。針對建庫數(shù)據(jù)進行整合分類，通過對數(shù)據(jù)進行服務注冊與服務發(fā)布，共發(fā)布數(shù)據(jù)服務70余項，建成完善的數(shù)據(jù)服務資源目錄，形成一張藍圖數(shù)據(jù)體系。

圖2 空間規(guī)劃數(shù)據(jù)整合建庫效果圖

由于原始數(shù)據(jù)組織結構各異，包括紙質檔案、掃描圖片、表格、文本、Shape矢量數(shù)據(jù)、MDB數(shù)據(jù)庫、DWG圖形數(shù)據(jù)、TIFF影像、IMG影像、MapGIS數(shù)據(jù)等；尺度多樣，矢量數(shù)據(jù)比例尺不統(tǒng)一，影像數(shù)據(jù)地面分辨率不同。因此在數(shù)據(jù)整理的過程內，對所有文件的結構和數(shù)據(jù)進行詳細的調研分析，摸清數(shù)據(jù)資源家底，形成相對規(guī)范的數(shù)據(jù)結構，對空間規(guī)劃數(shù)據(jù)進行分類整合、建庫。

數(shù)據(jù)整理包括矢量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式轉換、坐標轉換、圖形處理、數(shù)據(jù)圖層命名及字段規(guī)范化處理、字段值填寫、圖形拓撲檢查等，影像柵格數(shù)據(jù)的拼接、裁剪、色彩調整以及坐標配準等處理。數(shù)據(jù)建庫是將整理好的數(shù)據(jù)入庫到各自歸屬的數(shù)據(jù)集，成果數(shù)據(jù)庫采用GEODATABASE數(shù)據(jù)模型，柵格數(shù)據(jù)采用柵格數(shù)據(jù)集方式組織；矢量數(shù)據(jù)采用矢量數(shù)據(jù)集和要素類進行組織。數(shù)據(jù)庫庫體結構的定義字典采用Oracle數(shù)據(jù)庫或者XML規(guī)則存儲。數(shù)據(jù)發(fā)布完成發(fā)布MXD文件進行數(shù)據(jù)來源設置、配色、分級比例顯示設置等。

3.1.3 空間規(guī)劃數(shù)據(jù)管理

搭建空間規(guī)劃數(shù)據(jù)成果管理平臺，實現(xiàn)對空間規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的進行管理以及更新維護，包括地圖操作、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、空間分析、數(shù)據(jù)匯交、數(shù)據(jù)提取、服務注冊與管理、制圖輸出等專業(yè)功能。

數(shù)據(jù)匯交：提供空間規(guī)劃數(shù)據(jù)的匯交使用，包括數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)修改和數(shù)據(jù)導出等功能。

數(shù)據(jù)展示：提供了一張藍圖展示，實現(xiàn)項目建設涉及各種數(shù)據(jù)成果，基礎地理信息數(shù)據(jù)、影像圖數(shù)據(jù)、空間規(guī)劃數(shù)據(jù)、規(guī)劃編制成果數(shù)據(jù)、項目建設數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)的綜合展示、瀏覽查看、屬性查詢等。

數(shù)據(jù)管理：通過調用信息服務和發(fā)布信息服務的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交換。同時，將來自不同部門的信息資源匯集，實現(xiàn)地圖疊加、對比分析等。

綜合分析應用：實現(xiàn)各類空間要素資源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集中管理，數(shù)據(jù)信息查詢、分析及綜合應用等各項數(shù)據(jù)應用功能。

服務注冊：提供查詢數(shù)據(jù)目錄服務，實現(xiàn)服務注冊，支持rest服務、wms服務、wmts服務等各類地圖服務注冊，并能根據(jù)自己的數(shù)據(jù)權限進行下一步的查閱、下載等功能應用。

服務管理：提供服務運行狀態(tài)、服務基本信息等管理，實現(xiàn)資源目錄管理，提供資源目錄樹的結構配置等。

3.2 項目生成系統(tǒng)設計

本文設計研究了項目生成系統(tǒng)，并在相關區(qū)縣得到了實踐和應用，項目生成系統(tǒng)主要是按照統(tǒng)一標準管理的項目庫，包括項目基本信息、空間信息、相關附件材料等，為項目可落地打下數(shù)據(jù)基礎。項目生成系統(tǒng)主要包括項目發(fā)起、流程創(chuàng)建和調整、流程回復、意見匯總、流程圖查看、空間位置落實、空間地圖瀏覽和項目信息綜合管理與統(tǒng)計等功能模塊設計（如圖3所示）。

圖3 系統(tǒng)功能模塊設計

3.2.1 項目生成流程設計

項目流程創(chuàng)建：要實現(xiàn)項目生成的高效可持續(xù)運轉，首先按照不同的項目類型設計一套規(guī)范的項目策劃生成流程，基于一張藍圖數(shù)據(jù)體系，建立以發(fā)改、自然資源、生態(tài)環(huán)境等部門為主，多部門協(xié)同的協(xié)調機制（如圖4所示），統(tǒng)籌需求、空間等因素，落實項目選址、用地、投資等建設條件，推進項目可決策、可落地、可實施，精準服務城市建設需求和招商需求，為審批提速打好基礎。系統(tǒng)為各部門提供標準的項目管理接口模塊，并為各部門提供相應的賬號，用戶可通過登錄，開展項目生成策劃發(fā)起工作。創(chuàng)建項目生成策劃流程的單位用戶可發(fā)起項目的協(xié)調工作，使各部門能夠進行信息傳遞和協(xié)調討論。

圖4 項目生成流程設計

項目流程進度查詢：實現(xiàn)對已生成項目的相關信息統(tǒng)一管理，明確當前項目辦理進度節(jié)點，相關信息隨項目進入審批階段，跟隨項目審批一同流轉，直至最終歸檔，供項目追溯查詢和信息共享。

流程圖查看：通過流程圖查看項目生成策劃的全過程，并掌握該項目的辦理進度情況，上傳相關材料附件，回復信息匯總。

3.2.2 項目信息管理設計

項目信息統(tǒng)計：根據(jù)檢索條件過濾符合要求的項目列表，實現(xiàn)對建設項目信息的綜合查詢統(tǒng)計。

項目信息查詢：并實現(xiàn)項目表單中的詳細信息查詢，可以查詢項目所處生命周期階段圖、項目的基本信息、項目的詳細信息、項目的信用信息和附件列表、空間定位信息等項目信息。

3.2.3 落實項目空間位置設計

建設項目儲備庫實行滾動更新管理，各相關部門根據(jù)建設需要，提出項目建設需求，通過空間位置的提前落實（如圖5所示），提前暴露和協(xié)調空間矛盾沖突，消除項目審批過程中空間規(guī)劃數(shù)據(jù)打架導致項目審批延期或擱置的情況。

圖5 項目空間位置差異協(xié)調

針對生成項目，通過與空間規(guī)劃一張藍圖數(shù)據(jù)聯(lián)動，通過將項目范圍線導入空間規(guī)劃一張圖，實現(xiàn)對項目的空間位置、字段屬性、業(yè)務表單、材料附件等信息的關聯(lián)查詢，實現(xiàn)圖、文雙向交互查詢，瀏覽調閱，分析選定項目地塊與生態(tài)保護紅線、永久基本農田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界的關系占用情況，對各類管控要求進行符合性檢查，從而為項目圖形方案的合法性、合規(guī)性、合理性審查提供可靠支持，為項目審查工作提供科學的依據(jù)。

4 結語

本文構建了空間規(guī)劃一張藍圖數(shù)據(jù)庫，匯集各類規(guī)劃數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了多個規(guī)劃融合到一個區(qū)域上，實現(xiàn)發(fā)展目標、空間坐標、用地指標“三標銜接”，消除“信息孤島”，實現(xiàn)部門間信息成果共享，從源頭消除各規(guī)劃之間的差異矛盾，充分發(fā)揮空間規(guī)劃對資源配置的引領和調控作用。實現(xiàn)了項目生成實施流程設計，完成項目的策劃，從而對整個項目策劃生成階段中如何走流程、如何準備審批材料、預選址地塊是否突破了相關控制紅線等內容，有更清楚、更全面的認知，能更好地提高建設項目策劃生成的效率及成功率，提升了項目謀劃能力和水平，提高審批效率。