基于业务流程和GIS的城乡规划实施管理数据动态更新

2012-06-29樊惠萍毛海亚

城市勘测 2012年4期

樊惠萍，毛海亚

(1.广州市城市规划自动化中心，广东广州 510030;2.广州城网信息发展有限公司，广东广州 510030)

1 引言

城乡规划是“协调城乡空间布局，改善人居环境，促进城乡经济社会全面协调可持续发展，……”(《城乡规划法》)。城乡规划管理包括规划制定和修改、实施和监督检查管理，其中规划实施管理主要指建设项目用地规划管理和建设工程规划管理等。

规划实施管理是规划管理机构的日常业务，管理过程中将产生与管理相关的图形和非图形数据，这些数据既是规划管理的结果，又是规划制定和修改、实施和监督检查管理的数据支撑。因此，数据的有效获取、科学组织与存储及持续更新可以直接提升其应用价值，提高管理者审批的准确度和高效性。

2 业务流程定义

迈克尔·哈默(Michael Hammer)与詹姆斯·钱皮(James A.Champy)对业务流程(Business Process)的经典定义为:我们定义某一组活动为一个业务流程，这组活动有一个或多个输入，输出一个或多个结果，这些结果对客户来说是一种增值。简言之，业务流程是企业中一系列创造价值的活动的组合。

这一系列活动之间不但有严格的上下游节点的限定，还对活动的角色、内容、方式、责任等都有明确的安排和界定，使得不同活动在不同角色之间进行转换交接成为可能。活动与活动之间在时间和空间上的转移可以有较大的跨度。

业务流程可以分为主要的业务流程和辅助的业务流程。主要的业务流程是由直接存在于企业的价值链条上的一系列活动及其之间的关系构成的，如企业行为中的采购、生产、销售等活动。辅助的业务流程是由为主要业务流程提供服务的一系列活动及其之间的关系构成的，如管理、后勤保障、财务等活动。

本文是基于政府部门对规划实施管理过程中一系列审批工作环节的组合和为支撑审批业务提供数据更新服务工作环节的组合来论述的。

3 GIS和城乡规划

无论是城乡规划的制定还是规划的实施管理，其业务本身都是收集、处理、分析、展示大量与规划区地表空间位置相关的空间和属性信息，历来与地图和地理信息系统密不可分。

在规划中GIS既是数据库又是工具箱(见图1)。基于数据库的GIS可以存储规划编制和规划实施的空间、属性数据并通过空间关系模型相连接，支持强大而高效的数据访问、查询和制图;同时还可以从GIS数据库中挖掘所需的数据，并输入到其他模型或空间分析程序中，或与其他专项调查数据相结合，用来支持有效的规划管理与决策。作为工具箱，GIS可提供空间插值、叠合、缓冲区和空间连接等地理处理功能，同样为规划服务。

图1 GIS与城乡规划的关系

4 规划实施管理和数据更新业务流程及相互关系

4.1 规划实施管理的阶段划分

规划实施管理主要阶段有核发建设项目选址意见书、核发建设用地规划许可证、核发建设工程规划许可证、规划验收建设工程并核发建设工程规划验收合格证等。上述各业务阶段前后衔接，一般情况下，上一阶段审批结论是下一阶段审批的前提。图2展示了规划管理阶段的组成。

图2 规划管理阶段划分示意图

4.2 规划实施管理和数据更新业务流程及相互关系

一个规划建设项目在规划实施的每个阶段都要经过行政许可，这是政府部门为城乡规划与建设服务和管理的过程，这个过程一般遵循一些基本的审批环节，如窗口受理、业务办理、领导审批和结案等。本文将这些审批环节的组合定义为规划实施管理业务流程，也称主要业务流程，如图3所示。

为规划实施管理阶段提供图形与非图形数据的获取、数据的预处理、基于GIS的数据更新处理、质量控制等一系列服务活动定义为数据更新的业务流程，也称辅助业务流程，如图3所示。

主要业务流程和辅助业务流程的制定既自成一体，又无缝衔接，逻辑关系合理，角色清晰。图3详细描述了规划实施管理业务流程与数据更新业务流程的组成及其相互关系。合理的关系使得业务审批的数据源及过程中产生的数据从其标准到各环节间的流转都得到了有效的控制。这样一方面为业务流程各环节提供了及时可靠的辅助信息，提高了行政许可的准确性与高效性，另一方面为规划实施管理数据的动态更新建立了与业务流程密切关联的更新机制，保障了数据的快速动态更新。清晰的角色关系明确了每个角色在流程节点上的任务，便于规范化管理。这种构建在业务流程上并与之联动的数据更新方式不但稳定、高效，而且低成本、可持续。

图3 规划实施管理业务流程与数据更新业务流程的关系图

5 数据的动态更新

如第3部分所述，GIS在城乡规划中发挥着既是数据库又是工具箱的双重作用。应用地理信息系统(GIS)存储和管理的规划实施管理空间数据，也同时应用着GIS强大的空间分析功能为城乡规划提供辅助决策支持。GIS辅助决策支持的可靠性依赖于数据的准确性和现势性，这需要数据的动态更新来确保。

那么，基于上述相辅相成的规划实施管理业务流程和数据更新业务流程的数据更新方法具体如何?GIS数据更新的基本方法是利用直接或间接获得的数据源，对原有数据库的要素进行追加、删除、替换、关系调整等修改和处理。结合上述业务流程，数据更新需经过数据预处理、数据处理、检验和确认、质量检查和更新入库等基本环节。

5.1 数据的预处理

数据的预处理是一个极为重要的先行步骤。更新使用的数据源越来越呈现多源化，其中不乏一些脏乱差的数据，为防止垃圾数据进出的现象，必须进行数据格式的规范、异常数据的排除、错误数据的纠正、重复数据的清除等处理，确保数据的正确和规范，降低数据库维护的难度和成本，提高数据库应用的可持续性。

规划实施管理的空间数据及非空间数据来自于各建设项目业主单位和设计单位，一般为多源头多表达形式的CAD格式数据。因此，数据的预处理要从源头做起，数据的标准在规划实施项目设计阶段就得贯彻落实。本着这个理念，规划电子报批技术及其运作机制的研究在本世纪初兴起，广州市城市自动化中心率先将研究成果应用于广州市规划局修建性详细规划、建筑工程规划许可和验收、市政工程规划许可和验收等规划实施管理业务中。

规划电子报批是一种为电子政务服务的技术方法和管理机制，它利用计算机技术和严密的数学定义，通过系统贯彻一套与规划实施管理要求相符合的计算机技术规则和管理规程，实现计算机辅助审理报批图件及规划指标的自动计算。技术规则主要包含CAD数据图层规则、图形定义规则、建设空间功能(或地块功能)划分规则、属性赋值规则、规划指标表达规则等，这些规则标准通过电子报批制度在项目设计、技术审查、行政许可等各阶段全面执行，实现数据标准的落实、异常数据的排查、错误的纠正，直至达到规划管理要求，完成CAD数据的预处理，如图4所示。

图4 数据预处理过程

5.2 数据处理

数据处理是将预处理后的数据通过专业系统、系列规则和外部参考文件进行筛选和处理。这一环节是人机交互作业的过程。

规划实施管理数据在经过了辅助业务流程①、②、③、④环节和主业务流程环节(图3所示)的预处理后，一方面已满足了行政许可规定，另一方面也已符合了数据建库的条件。数据处理人员通过基于ArcGIS的数据处理系统，从预处理后的CAD数据中提取建库的图形要素、从业务审批系统中提取非图形数据(即文证数据)，按已建立的规划实施管理GIS数据库的数据内容和数据组织结构，把规划实施审批的图形数据从CAD格式转换为GIS格式，并把GIS图形数据与业务审批结论等非图形数据匹配关联起来;然后，处理人员再把关联后的新数据与原有数据相结合，依据数据更新规则和项目审批资料进行分析判断，添加新增目标、删除不再存在目标、合并新旧共存目标、协调要素空间关系、处理图形要素的一致性和属性的完整性等，生成数据处理的新用户版本数据。

5.3 人工检验和确认

在数据处理过程中，有时会遇到按规则无法判断和处理的个案数据。对于此类案件数据，需要对源数据进行再分析处理，或请源数据提供单位重新核实数据的可靠性。

5.4 质量检查

数据是GIS系统的“血液”，数据质量从根本上关乎GIS的应用。规划管理空间数据的质量控制尚未有明确的国家或行业指导规范，基本上是各地各市因地因需制定数据质量要求。按照一般GIS数据的质量要求，质量检查包括定位精度检查、属性精度检查、拓扑关系检查。

定位精度检查是从与项目批准的地理位置、与源数据坐标值的一致性等方面检查点、线、面要素的定位准确性。

属性精度检查是针对属性数据的规范性检查，主要包括字段非空检查、项目的规划审批文证号和规划指标等属性值与项目的图形匹配性、与批复文(函)内容的一致性检查。

拓扑关系检查是本项目图形间及与周边已批建(构)筑物间的相邻关系、连接关系、覆盖关系、相交关系、重叠关系等检查。

5.5 更新入库

由于规划实施管理数据的动态更新属于长事务性质的数据处理，因此采用ArcSDE空间数据版本技术来管理数据更新是较好的解决方案。当ArcSDE服务器的实例启动时，就建立了数据库缺省的状态和版本(SDE.DEFAULT)，它是所有版本的父版本。以它为根版本，创建子版本。子版本包括数据处理用户和检查用户版本等，每个版本设置用户权限管理，与DEFAULT版本之间的关系如图5所示。

规划实施管理数据走完所有的数据更新的业务流程入库到成果版本后，还需提交合并成果版本到默认DEFAULT版本，这一过程包括版本冲突判断、冲突处理和版本提交三项工作。这项工作一般在数据质量合格的前提下，由指定的责任人按规定的更新频率要求完成。

图5 数据更新入库版本示意图

6 实现数据可持续动态更新的关键

6.1 数据的更新机制

城乡规划实施管理空间数据库的持续更新是一项长期、复杂的工程，与初始建库的理论和方法不同，应结合实际和技术发展加强该方面的研究，建立更科学更优化的方法。在现有的体制下，数据更新也是一项多方参与并协作的工作，涉及的单位或部门有建设及设计单位、规划管理业务审批部门、数据库维护更新部门等。因此，将科学的技术方法和管理制度相结合，建立符合业务流程的高效率、低成本、责任明晰、标准完善的更新机制是关键所在。

6.2 数据的质量控制

数据更新业务流程相对复杂，尤其是数据处理阶段不确定因素难免存在，常见的不确定因素有:①现实中存在着有悖于普遍性的特殊情况，与一般规则不符;②数据处理依赖于处理人员的分析判断，数据处理人员的经验、专业素质和工作态度等都会对分析判断的结论产生影响。因此，为保证数据库的可持续更新，提高数据的应用价值，必须加强数据质量控制。质量控制应从数据标准制定的完善程度和实施的力度上入手，不但要对提供源数据的各方形成有效的约束，而且要对数据处理过程中的数据质量进行严格控制，最后才对数据处理结果进行质量检查。