基于AutoCAD 與ArcSDE 的規(guī)劃監(jiān)督管理數據一張圖研究與應用

蘇鷹濱

（漳州市測繪設計研究院，福建 漳州 363000）

0 引言

規(guī)劃行業(yè)中，地形圖和業(yè)務審批數據均采用AutoCAD 進行繪制。CAD 格式數據作為主要的空間信息數據源，具有繪制方便、圖形處理功能強大等優(yōu)勢［1］，但CAD 數據往往采用文件夾存儲方式，管理和維護難度大，不能滿足數據增長和更新的需求，同時缺乏空間查詢與分析功能，無法直觀地對比分析建前、批后、建成3 個階段的變化情況［2-3］。

ArcGIS 支持CAD 數據直接導入，但轉換的結果很難滿足使用者需求，數據屬性信息無法完整導入到GIS 中，導致規(guī)劃審批數據基本屬性缺失［4］。本文通過采用ArcSDE Geodatabase 數據模型建立ArcSDE 地理數據庫，實現基于ArcSDE＋Oracle 方式下的各類規(guī)劃編制成果數據空間建庫、存儲、管理和維護等工作［5］。在詳細分析數據建設需求和建設技術的基礎上，介紹規(guī)劃審批數據規(guī)整系統(tǒng)的功能，提高規(guī)劃審批數據入庫和查詢調用的效率，完成規(guī)劃審批數據一張圖，通過系統(tǒng)分析項目建設各階段的經濟技術指標，實施行政審批與技術服務合一的項目全過程監(jiān)管，實現測繪院和規(guī)劃主管部門、規(guī)劃設計單位的業(yè)務協同以及信息暢通、實時交換和共建共享。

1 建設要求

1.1 數據建設需求

根據系統(tǒng)的功能要求以及對現有數據的分析，完成漳州規(guī)劃區(qū)范圍內規(guī)劃編制數據、規(guī)劃審批數據（用地紅線、建設方案、建筑紅線、道路市政紅線等）、規(guī)劃監(jiān)管數據（放樣、開工驗線、竣工等）以及基礎地理數據（多尺度地形圖、多時相遙感影像、地下管線、行政區(qū)劃、地名地址及電子地圖數據等）的整理入庫。

1.2 建庫技術

以大型關系型數據庫（Oracle）和空間數據引擎（ArcSDE）為依托，通過采用ArcSDE Geodatabase 數據模型來建立ArcSDE 地理數據庫，從而實現基于ArcSDE＋Oracle 方式下的各類規(guī)劃編制成果數據（城市總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃大綱階段、控制性詳細規(guī)劃圖則階段）空間建庫、存儲、管理和維護等工作［6］。

1.3 數據庫組織

根據數據類型分為地形空間庫、影像空間庫、規(guī)劃審批空間庫和規(guī)劃編制成果空間庫等數據庫。各數據庫包括現狀庫、歷史庫和版本庫。

以規(guī)劃編制成果空間庫的數據庫組織情況為例?，F狀庫中，根據規(guī)劃編制類型的不同，劃分為BZT、BDZ、BKZ 等要素集，即城市總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃大綱階段要素集、控制性詳細規(guī)劃圖則階段要素集；要素類級別上數據組織，將同類數據存儲在要素類中，同時要素類存儲在要素集下。歷史庫與現狀庫的數據組織一致。版本庫與現狀庫的數據組織一致，不同之處為要素類（或圖層）命名為：圖層名-“_”-年（4 位）月（2 位）日（2 位）。

系統(tǒng)進行規(guī)劃業(yè)務審批時，業(yè)務人員完成規(guī)劃條件、選址紅線、用地紅線的繪制后，屬性信息的處理基本上是由系統(tǒng)自動從業(yè)務信息中讀取，部分屬性信息也可通過人機交互的方式由業(yè)務人員進行輸入完成。因此，針對規(guī)劃條件、選址紅線、用地紅線的屬性要求，不需要進行額外說明，而由系統(tǒng)引導完成，保證其屬性輸入符合要求。

2 系統(tǒng)關鍵技術

2.1 組件式GIS與WebGIS技術

組件式GIS 具有無縫集成、跨語言使用、易于推廣、成本低、無限擴展性、可視化界面設計以及Internet 應用等優(yōu)點［7］。WebGIS 具有使用簡單、適應性強、現勢性強、應用面廣等優(yōu)點。在系統(tǒng)建設中，結合使用組件式GIS 和WebGIS，基于組件方式實現復雜數據處理、編輯、制圖等工作，采用WebGIS方式實現遠程客戶端、瀏覽查詢、分析等工作。

2.2 空間數據庫管理技術

1）一體化存儲。

空間數據存儲在關系型數據庫的存儲結構中，通過關鍵字段來連接空間數據和非空間數據，體現關系型數據庫空間數據管理能力?？臻g數據和非空間數據分別對應數據庫的表結構，存儲本質相同，實現兩種數據的一體化集成，從而實現數據的一體化存儲［8］。

2）海量數據管理。

關系型數據庫在海量數據管理、數據備份、數據一致性等方面具有優(yōu)勢，能夠快速處理數據，管理和分析數據，及時備份海量數據，確保數據安全、穩(wěn)定的同時滿足數據現勢性。

2.3 基于SOA的地理信息服務體系

系統(tǒng)采用基于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務的體系結構）的應用開發(fā)模式，通過Web服務實現構筑一個通用的無關平臺、無關語言的服務層，建立一個完整的空間信息服務體系，提供不同接口與其他應用系統(tǒng)集成。這不僅能有效地解決網絡環(huán)境下地理信息的服務問題，還能共享異構的地理數據，使用高級的GIS 功能（如，空間分析、地理編碼等）。

2.4 歷史空間數據管理

規(guī)劃監(jiān)督管理數據隨著項目建設的進程，在時間空間上不斷發(fā)生變化，為實現規(guī)劃數據全生命周期管理，需要開發(fā)實現歷史數據管理功能。傳統(tǒng)數據管理采用分段存儲數據的方式，將不同時間段產生的數據按時間點存儲。隨著數據不斷變化，數據存儲量成倍增長，數據管理難度大且數據連續(xù)性差。

系統(tǒng)采用增量式數據管理方式，存儲發(fā)生變化的空間實體，將變化后的實體存儲在現狀庫中，變化前的實體存儲在歷史庫中，同時記錄實體變化時間、歷史實體和現狀實體的關系，實現實體的全生命周期管理。當重要實體發(fā)生變化后，可以方便歷史回溯，重現實體的變遷狀態(tài)和變遷軌跡。

2.5 空間數據互操作

ArcSDE 與CAD 要求能夠互操作——互為客戶端和數據源：采用ArcSDE 存儲GIS 數據，利用ArcSDE CAD Client 提供的API 在CAD 環(huán)境中進行開發(fā)，實現CAD 客戶端對GeoDatabase 數據庫的直接訪問；反之，利用ArcEngine 提供的直接訪問DWG 文件的能力，實現GIS 客戶端對CAD 數據的直接訪問。

這種模式有利于充分發(fā)揮GIS 和CAD 的優(yōu)勢：CAD 制圖能力強大，能夠直接讀取ArcSDE 中的數據進行編輯保存，而GIS 在空間分析和數據管理方面具有強大的優(yōu)勢，可以直接讀取DWG 文件進行空間分析，減少由于CAD 與GIS 數據之間的相互轉換而造成數據損失帶來的影響。

3 功能實現

3.1 數據規(guī)整系統(tǒng)

規(guī)劃審批數據規(guī)整系統(tǒng)將各類需要核算的CAD 數據圖形實體規(guī)整到屬性準確的標準圖層中，將CAD 格式的數據通過系統(tǒng)錄入到GIS 數據庫中，使數據滿足技術經濟指標復核規(guī)范的要求。

規(guī)劃審批數據規(guī)整系統(tǒng)是在AutoCAD 的基礎上進行二次開發(fā)，在AutoCAD 軟件中增加菜單欄，包括圖層預定義、建設總圖、放樣、開工驗線、核樣、竣工、查看屬性、修改屬性、清空屬性等功能。

判斷圖層在當前DWG 中是否存在，以完成圖層建立操作；點擊“圖層預定義”按鈕，將根據軟件內置的復核規(guī)范判斷標準圖層在當前DWG 中是否已存在，如果已經存在的標準圖層則不變，否則標準圖層將重新生成，使其圖層滿足技術經濟指標復核規(guī)范的要求。

數據規(guī)整系統(tǒng)針對建筑方案平面圖、工程預放樣圖、工程放樣圖、項目開工驗線圖、工程核樣圖、項目竣工驗線圖6 大類圖形進行規(guī)整。

建筑方案平面圖規(guī)整對象：總用控制紅線、分類用地紅線、建筑基底、居住建筑輪廓線、非居住建筑輪廓線、機動車停車位、非機動車位、紅線退讓、四至間距、滿外尺寸。

工程放樣圖規(guī)整對象：定位范圍線、外墻坐標點。

項目開工驗線圖規(guī)整對象：開工驗線范圍線、外墻坐標點。

工程核樣圖規(guī)整對象：核樣范圍線、外墻坐標點、紅線退讓、四至間距、滿外尺寸。

項目竣工驗線圖規(guī)整對象：竣工范圍線、建筑基底、紅線退讓、四至間距、滿外尺寸、居住建筑輪廓線、非居住建筑輪廓線、機動車停車位、非機動車位、外墻坐標點。

數據規(guī)整軟件提供查看屬性、修改屬性、清空屬性、數據監(jiān)理等輔助工具。以項目竣工為例，將CAD 中的圖形進行規(guī)整，添加業(yè)務編號、建設單位、項目名稱、建設地點、審批單位、審批時間等項目屬性以及地塊屬性，如圖1 所示。

圖1 項目竣工驗線圖規(guī)整

3.2 規(guī)劃監(jiān)督管理數據一張圖

構建基于規(guī)劃測繪一張圖數據管理的綜合管理系統(tǒng)，實現對一張圖數據的入庫、更新、編輯管理功能，對規(guī)劃區(qū)范圍內的規(guī)劃編制數據、規(guī)劃審批數據、規(guī)劃監(jiān)管數據（放樣、驗線、竣工等）以及基礎地理數據（多尺度地形圖、多時相遙感影像、地下管線、行政區(qū)劃、地名地址及電子地圖數據等）的瀏覽查詢、信息管理及統(tǒng)計分析功能。系統(tǒng)功能包括地圖瀏覽、圖層管理、信息查詢、項目管理、指標分析、竣工核實結果與建設方案指標分析、統(tǒng)計分析、CAD文件查看等功能。系統(tǒng)數據展示如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)數據展示

系統(tǒng)入庫后，將規(guī)劃監(jiān)督管理數據完整屬性轉換到GIS 格式中的屬性字段中，可分析不同階段的經濟技術指標數據，分析建前、批后、建成3 個階段技術經濟指標的變化情況，如圖3 所示。

圖3 不同階段經濟技術指標對比分析

指標對比包括建筑工程指標對比、道路工程指標對比、管線工程指標對比。建筑工程指標對比主要實現項目審批的各項規(guī)劃指標在建設方案審批、預核樣及竣工核實各階段指標的對比分析；道路工程指標對比是指對比竣工實測階段道路工程的道路中心坐標、標高、路段寬度、附屬設施規(guī)劃與實測值對比，管線工程指標對比是指竣工實測階段對管線的埋深、管材、管徑、地面高程、內底標高與規(guī)劃值之間進行對比。

實現的主要功能包括顯示和查詢建筑工程、道路工程、管線工程中的相關指標屬性，并與地圖實現聯動。1）通過圖、文、檔關聯功能，在圖形查詢的同時可以打開對應的CAD 圖形和檔案成果；2）將建筑工程、道路工程、管線工程的規(guī)劃指標與竣工核實指標進行比對，計算兩者誤差值；3）將對比結果以表格的形式進行展示，同時點擊指標分析結果，實現對應指標的對象在地圖上高亮閃爍及定位，并提供打印輸出的功能。

指標對比的圖形分別來源于建筑方案總平面圖、預核樣單體圖、竣工驗收單體圖規(guī)整的CAD 文件，對應指標均來源于以上圖層規(guī)整后的擴展屬性的計算值。指標對比功能表如表1 所示。

表1 指標對比功能表

4 結語

通過建立起覆蓋整個規(guī)劃區(qū)，規(guī)劃主管部門、規(guī)劃設計單位和測繪單位等多業(yè)務部門的統(tǒng)一數據中心及統(tǒng)一管理服務平臺，實現了規(guī)劃測繪業(yè)務流程和空間數據資源的通存通取，為多源數據的深入整合和宏觀管理提供了有利條件，實現了建設項目全生命周期管理，豐富了測繪地理信息數據資源，實現了信息資源的綜合收益和增值服務。實現圖形、文檔與多種主要技術經濟指標的聯動和計算分析，實現圖、文、檔一體化管理和信息多維度空間展示，使管理者能更全面地掌握規(guī)劃區(qū)規(guī)劃管理現狀，動態(tài)地掌握城市建設的變化情況，做出更加科學合理的決策，提升城市規(guī)劃管理整體水平和城市規(guī)劃品質。