基于GIS的城市规划管理信息系统的研究

刘 涛，彭清山，张 淼

(1.武汉市勘测设计研究院，湖北武汉430022;2.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉430079)

基于GIS的城市规划管理信息系统的研究

刘 涛1，2，彭清山1，张 淼1

(1.武汉市勘测设计研究院，湖北武汉430022;2.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉430079)

基于办公自动化的管理信息系统已广泛应用于各个政府管理部门，并取得了很好的效果。但对于工作业务涉及空间地理信息的行业，传统的办公自动化管理信息系统就会显得有些不足。探讨如何将GIS技术引入办公自动化系统中，并应用于城市规划部门，以弥补这些不足。

OA;GIS;城市规划

一、引 言

随着城市规模的迅速发展，其对城市规划、建设和管理也提出了越来越高的要求，传统的以手工作业为主的城市规划、建设和管理方式已越来越不适应城市发展的需要。利用计算机技术、信息工程技术和系统工程等新的科学方法和手段，推进城市规划工作标准化、规范化，提高办事效率，进一步实现社会服务承诺制，增加办事的透明度，促进城市规划管理的法制化和公开化，加大公众参与力度，使城市规划管理走向定量化、定位化、科学化和自动化道路，建立为城市规划、建设和管理的辅助决策系统，为政府决策提供先进的技术手段和方法，为市民提供便捷高效的服务，促进招商引资，已显得十分迫切。

目前，随着计算机应用的普及，基于办公自动化(office automation，OA)的管理信息系统已广泛应用于各个政府管理部门，取得了很好的效果。但对于很多工作业务涉及空间地理信息的行业，比如国土、规划行业等行业，传统的OA系统就会显得有些不足。本文探讨的是将地理信息系统(GIS)技术、OA技术相结合应用到城市规划管理工作中，以解决这种不足，系统在研制时以武汉市城市规划管理局的实际需求为例进行探讨。

二、系统的总体设计

1.系统的建设目标

系统的建设以武汉市城市规划管理局现有工作业务为基础，以城市规划、建设和管理业务所需要的空间信息和属性信息，如基础地形、城市规划组织编制和审批、城市规划实施管理、城市规划行政监督检查、城市规划法律规范和城市规划相关法律、法规，以及武汉市社会经济发展战略与武汉市气象、水文等工程地质资料为数据源，形成一套以计算机为支持工具，内部联网的高效运作体系，并用现代化手段取代传统的手工作业，以实现日常管理工作的自动化、规范化，提高城市规划管理的水平、速度和效率。并通过信息系统的不断更新和丰富，及时、快速、准确地为社会提供多层次、多专业、高质量的信息服务，逐步实现信息的产业化。

2.系统建设的技术路线

系统采取“集中管理、分布应用”的设计思想。即在覆盖武汉市城市规划管理局各个分支机构的分布式网络环境的支持下，采用C/S和B/S相结合的运行模式，构建集电子报建、规划业务办公自动化、图形审批、辅助决策、档案管理、网络信息发布等多个应用子系统于一体的完整解决方案。

系统建设采用的核心技术包括大型数据库管理技术(DBMS)、地理信息系统(GIS)技术和网络技术。具体技术方法表现为:

1)采用大型关系数据库Oracle作为业务数据和空间数据管理平台。

2)使用Esri ArcSDE作为海量空间数据引擎，连接Oracle存储的空间数据。

3)采用自主开发的OA平台对城市规划业务进行建模，同时在C/S和B/S两种运行模式下驱动业务，并做到按需速建，因变而变。

4)使用Esri ArcGIS Engine和微软.NET平台实现C/S模式下的“一书两证”图形审批。

5)使用Esri ArcIMS地图发布技术实现B/S模式下的地图发布和查询统计。

3.系统体系架构

系统的框架设计基于业界标准的三层体系架构，采用这种体系架构无论从平台的角度还是从开发的方面，均是一个结构灵活，便于调整的体系架构，如图1所示。

图1 系统体系架构

(1)表现层

表现层提供用户服务，通过可视化的用户界面表示信息和收集数据，是用户使用应用系统的接口。

(2)业务层

业务层是实际业务规则的执行部分。业务层通过将正规的过程和业务规则应用于相关数据来实现客户通过表现层发出的业务请求。在此三层体系框架中，专有的 GIS模块在业务层中使用COM+。

(3)数据层

数据层是空间数据和业务数据的存放地。空间数据层通过空间数据引擎的ArcSDE存储于Oracle数据库中;业务数据采用普通二维表的形式存储于Oracle数据库中。

4.系统数据库建设

系统数据库由空间数据库、业务数据库和元数据库组成。其中业务数据库是系统运行过程中，随业务流程的流转而逐渐形成的，只要应用软件系统能够顺畅运行，业务数据库将自然形成。因此系统数据库建设的重点和难点应是空间数据库和元数据库。

(1)空间数据库建设

空间数据库的建设可以进一步细分为基础空间数据库和规划成果空间数据库的建设。基础空间数据库是以空间数据4D(DLG、DRG、DEM、 DOM)产品为代表的，反映了武汉市实际情况的基础数据，例如1∶500、1∶1 000、1∶2 000基础地理数据、影像数据等;规划成果数据库分协调(总体)规划成果库、分区规划成果库、控制性详细规划成果库和专项规划成果库4个子库。

(2)属性数据库的建设

属性数据库的建设内容为与基础空间数据库紧密关联的属性数据;业务数据库等。

(3)元数据库的建设

元数据是用于描述和管理数据的数据，主要包含有:

1)用于描述地图图层数据概况，如所使用的投影、坐标系、覆盖范围、比例尺、采集人、采集日期、发布日期、使用限制、有偿使用的费用等。

2)地理空间数据中地图要素之间的关系及数据模型的描述数据。

3)用于描述业务模型的规则数据，如通过DAP建模产生的计算机业务模型数据。

4)系统配置信息。

三、系统的功能设计

1.城市规划基础空间数据管理系统

城市规划基础空间数据管理系统分为数据入库子系统、空间数据管理子系统、数据查询分析子系统、数据分发子系统。

(1)数据入库子系统

数据入库是指由生产软件生成的各种基础地理数据，经过一定的工序后导入到ArcSDE数据库中。采集的数据要经过“检查→修改→入库”等几个过程才能满足基础空间数据建库的质量要求。主要包含数据转换、坐标转换、数据图形和属性逻辑检查、数据入库、数据更新等功能。

(2)空间数据管理子系统

提供数据库管理人员使用。实现对多源、多尺度、多时态基础地理数据的有效管理，包括权限控制、图层管理、图形浏览与定位、数据查询与检索、标准图制作、历史数据管理与分析、日志管理和系统监控等功能。

(3)数据查询分析子系统

数据查询分析子系统主要面向局域网的普通用户。实现空间数据浏览、查询与检索、空间分析等。具体的功能有系统登录、图层显示控制、图形浏览、数据的查询与检索、空间分析、图形浏览定位、统计分析、历史数据查询分析、专题图制作、数据输出等。

(4)数据分发子系统

实现以工程业务为单位，从库中提取所有相关数据，将数据按一定格式输出、打包以及刻盘等功能，满足不同用户的数据分发服务。

2.城市规划办公自动化系统

(1)“一书两证”业务审批办公自动化子系统

根据“一书两证”审批发证的工作流程，在计算机网络支持下实现报建项目从窗口报建登记、经办人办理、征求相关部门意见、领导初审、相关处室会办到总工校核、领导审核审定及批后材料归档、材料打印、制证等的动态流转、逐级审批。

(2)城市规划图形审批子系统

根据实际的业务需求，可分为3个大的模块，管理子模块、业务子模块、数据处理子模块。管理子模块用于地图配置、图层归类等维护工作;业务子模块用于处理日常的规划图纸审批业务，可集成到城市规划“一书两证”业务审批系统中运行;数据处理子模块用于数据处理、更新和维护。

(3)城市规划电子报建子系统

城市规划电子报建子系统是针对城市规划设计方案的AutoCAD成果数据分层、分类不规范，难以实现计算机自动审核的状况而设计的，在Auto-CAD环境下，可通过ObjectArx进行各功能模块的开发。

该子系统通过对数据进行自动检测和规整，使原来不规范的数据达到规划管理部门自动审核和转档建库的要求。实现了建设单位在报批“一书两证”建设项目时的电子资料输入、登记、存储和电子资料打包等功能;规划管理部门接收报建数据时的数据检查和初核功能;指标审核机构的指标审核功能。

(4)城市规划辅助决策支持子系统

在城市基础地形图数据、市政综合地下管线数据和规划设计成果数据等比较完备的数据基础上，基于ArcGIS Engine平台软件开展高级的城市规划辅助分析系统的设计，为城市规划管理、设计和决策提供计算机辅助手段。

城市规划辅助决策分析功能包括基本的分析功能，如缓冲区分析、叠加分析、统计分析等;应用分析功能，如选址分析、拆迁分析、道路施工影响分析等;分析成果专题图的制作及输出;辅助功能模块，如快速定位、背景图(如地形图、规划图等)调阅与查询等。

四、结束语

基于以上研究，笔者以武汉市国土资源和规划局的实际工作流程为试验对象进行了的大量的实践。通过将GIS引入到城市规划管理的工作业务中，解决了传统OA简单文字图表的表现形式，实现了图文一体化，满足了实际工作的需要，达到了预期的目的。系统主要功能界面如图2所示，流程定制界面如图3所示。

图2 系统界面

图3 定制工作流程

［1］ 陈述彭.地理信息系统导论［M］.北京:科学出版社，1999.

［2］ 孙毅中，张镐，周晟，等.城市规划管理信息系统［M］.北京:科学出版社，2004.

［3］ 黄坚.基于测绘数据库的GIS在城市规划管理中的应用开发研究［J］.城市勘测，1997(4):24-30.

［4］ 何邕健，毛蒋兴，曲翠萃.GIS空间数据库在城市规划成图过程中的应用［J］.天津理工大学学报，2006，22(1):85-88.

Research on Urban Planning Management Information System Based on GIS

LIU Tao，PENG Qingshan，ZHANG Miao

0494-0911(2011)06-0057-03

P208

B

2010-05-25

刘 涛(1979—)，男，湖北石首人，博士生，工程师，主要从事地理信息系统应用与开发工作。