城市规划测量数据生产与应用一体化研究

2012-11-14秦学秀

测绘通报 2012年8期

关键词：数据模型中线实体

秦学秀，顾娟

(北京市测绘设计研究院，北京100038)

城市规划测量数据生产与应用一体化研究

秦学秀，顾娟

(北京市测绘设计研究院，北京100038)

分析城市规划测量数据生产、入库及应用环节目前存在的问题，提出数据生产、入库、应用一体化策略。同时，针对一体化的实际需求，基于地理实体的思想，设计了城市规划测量一体化数据库模型，并开发出数据生产与管理系统、数据共享与分发系统、数据交换与更新系统，从系统上有效地支撑了规划测量数据生产与应用的一体化。

规划测量;规划路;建筑用地钉桩;一体化;数据库模型

一、引言

城市规划测量工作是配合城市规划、保障其各项内容具体实施的基础工作和重要环节，它为城市建设工程的设计、施工、竣工和运营管理阶段的测量工作创造条件和提供依据，其主要内容包括规划道路定线(简称定线)测量和建筑用地钉桩(简称拨地)测量［1-2］。随着城市经济的快速发展，规划测量数据应用得越来越广泛，现有的规划测量数据库及管理和应用系统已逐渐显露出不足:①已有数据库面向生产，但数据组织方式是以满足制图为主，对应用分析支撑不足;②从数据生产到数据入库需要经过二次录入及数据检验，未实现直接入库，费时费力;③已有系统未进行统一设计，系统相互独立，网络化共享难度大。

地理信息技术与网络化技术的结合推动着地理信息跨部门间的网络化应用［3］。规划测量数据的网络化应用是发展趋势，并且首先要满足以下两类应用需求:一类是浏览服务，即直接将规划测量数据作为底图进行规划设计;另一类是分析应用服务，即对规划道路和拨地位置与形态特征进行查询、提取，并提供相应的分析与决策。测量生产和浏览应用应注重对几何信息的表达，其核心是符号化表达［4］;分析应用则应更多以数据分析为主，强调对象的完整性［4-7］。

本文结合北京市规划测量数据生产与应用存在的问题，提出规划测量数据生产与应用一体化技术流程，并根据一体化的需求，设计了面向实体的城市规划测量一体化数据库模型，且开发出相应的系统，实现了规划测量数据生产与应用一体化。

二、一体化策略

规划测量数据的生产与应用涉及多个部门和多个环节。规划主管部门需要开具规划条件，然后由测绘生产部门根据规划条件实施外业测绘生产，成果资料则需要在档案部门归档并在地理信息中心进行数据入库。基于规划测量成果，规划部门进行规划审批，档案部门进行数据分发，生产部门需要参考已有规划测量成果进行生产作业。

本文提出了城市规划测量数据生产与应用一体化流程，如图1所示。测绘生产部门在测绘生产过程中将符合GIS入库要求的数据直接入库，无需再经过二次录入和二次检查，避免了数据二次录入出现错误的机会，节省了人员开支，缩短了数据生产周期。同时，规划测量数据还可通过网络提供在线服务，为规划主管部门、测绘生产部门甚至其他用户提供在线应用，缩短了数据从生产到应用的周期。

图1 规划测量数据生产与应用一体化流程图

三、数据库模型设计

1.面向实体的地理空间数据模型

地理实体是地理空间中有实际位置意义的最小地理单元，是能独立反映空间共同定义的地理单元［8］。联邦地理数据委员会于2008年发布的《地理信息框架数据内容系列标准》对地籍、行政管理单元、水系、交通等7大类框架数据作了规定。其中，前4种均采用面向实体的数据模型，并对表现现实世界某一地理实体的要素赋予一个永久的标志码。地理实体数据模型由图元层与实体层两个层次构成［5，9］。图元层是地理实体的基本构成单元，即点、线、面等几何目标，侧重于表达地物的空间位置与几何形状;实体层由一个或多个图元构成，并为图元赋予某一特定的地理意义。为了兼顾测绘生产、分析应用的需求，本文采用面向实体的思想，在规划路和建筑用地钉桩测绘生产数据模型的基础上进行扩展，构造相应的地理实体数据模型。

2.规划路数据库模型设计

(1)规划路数据库概念模型

规划路数据库概念模型如图2所示。其中，道路中线段、道路中线点、派生红线、路口红线等空间数据及各类注记以Geodatabase矢量数据模型存储;道路中线的属性信息、道路中线点的曲线信息、道路中线与道路中线点之间的关系等属性信息则以关系数据库表的形式存储。空间数据和属性数据之间通过关键字关联，共同表达复杂的规划路形状与位置。道路中线段和道路中线点的空间数据结构中增加规划路实体标识码，用于规划路实体的应用分析。

图2 规划路数据库组织结构

(2)道路中线数据库模型

道路中线数据分为空间要素类、属性表、注记层3类。道路中线数据关系模型图如图3所示。

(3)规划路中线实体模型

图4为规划路中线实体模型。一个规划路中线实体由一个或多个道路中线段、一个或多个道路中线点及一个规划路实体属性构成，它们之间由规划路实体标识码唯一标识和关联。其中，道路中线段、道路中线点用于表达规划路中线实体的空间位置与几何形状;规划路实体属性表用于表达规划路的属性信息。

3.建设用地钉桩数据库模型设计

建筑用地钉桩数据库模型相对简单，数据库模型如图5所示。建筑用地实体通常由一个或几个用地钉桩边界或用地点及一个建筑用地属性构成，如图6所示。建筑用地边界和用地点表达了其空间位置和几何形状，建筑用地属性表达了其描述信息。这些信息通过建筑用地标识码标识与关联。

图3 道路中线ER模型

图4 规划路中线实体模型

图5 建筑用地钉桩数据库模型

图6 建筑用地钉桩实体数据模型

四、系统实现

图7为规划测量数据生产与应用一体化系统构成图。分别建立规划测量生产库和规划测量成果库。生产数据库主要面向测绘生产部门，根据生产需要从成果库下载指定的数据，辅助生产作业，其中间成果存储在生产库，可以实时编辑修改数据库内容，生产库数据经总工审核后作为最终成果定期自动向成果库更新;成果数据库则主要面向用户。一体化系统在构成上分为数据采集与管理系统、数据共享与分发系统、数据交换与更新系统。

1)数据采集与管理系统。主要面向生产部门，用于规划测量数据生产与上传。提供了数据录入与编辑模块、数据下载模块、地图服务加载模块、数据检查模块、生成派生红线模块、数据上传模块、系统管理模块。

2)数据共享与分发系统。主要是为方便向用户提供数据服务与分发服务。采用面向服务的架构，可以将各类数据封装为标准的OGC服务［10］，并将各类应用分析功能封装为服务接口，提供了数据查询统计模型、制图与出图模块、数据转换模块、服务接口及运行维护监管模块。

3)数据交换与更新系统。主要实现由生产库向成果库交换更新数据。包括服务器连接设置模块、数据提取模块、数据发送模块、数据更新同步模块。

图7 规划测量数据生产与应用一体化系统构成图

五、结束语

本文分析了城市规划测量数据生产与应用目前存在的问题，提出了数据生产、入库、应用一体化策略，并基于地理实体的思想，在规划路和建筑用地钉桩测绘生产数据模型的基础上进行扩展，通过增加实体标识码的方式，设计了城市规划测量一体化数据库模型，实现了“一库两用”;设计开发了数据生产与管理系统、数据共享与分发系统、数据交换与更新系统，从系统上有效地支撑了规划测量数据生产与应用的一体化。

城市规划测量数据已广泛应用于规划、交通等政府部门和建设单位，取得了很好的社会效益和经济效益。其优势主要体现在以下几个方面:①为政府科学决策提供保障。规划测量数据作为规划项目审批的重要依据，提高了政府在规划项目审批决策方面的准确性和工作效率。规划测量数据现已成为规划项目审批中不可缺少的重要数据。②为科学研究与规划设计提供权威资料、数据。规划测量数据用于开展总规和控规编制。完整、精度高、现势性好的规划测量数据，在规划编制方面发挥了重要作用。③为交通战略研究、规划、建设、管理和决策提供了科学依据。④ 为测绘生产和城市建设单位提供实时、高效服务。测绘生产部门每做一项工程之前，必须了解测区周围的规划路和拨地情况，并获取必要的规划路、拨地数据。现在通过数据共享与分发系统实时查询、获取数据非常方便。

［1］洪立波.城市测量手册［M］.北京:测绘出版社，1993.

［2］北京市规划委员会.DB11/T 339—2006北京市工程测量技术规程［S］.北京:［s.n.］，2006.

［3］迟文学，吴信才，尔登图，等.基于SOA的地理信息数据整合技术研究［J］.测绘科学，2009，34(1):203-204，189.

［4］王殿坤，王峰.GIS建库与地图制图一体化解决方案的设计与实现［J］.测绘与空间地理信息，2010，33(1): 100-103.

［5］蒋捷，黄蔚，卢卫华，等.地理信息公共服务平台地理实体数据建模研究［J］.地理信息世界，2009，7(4): 11-18.

［6］张保钢，秦学秀.北京市规划道路管理查询系统的设计与实现［J］.国土资源遥感，2004(3)，69-72.

［7］高懿洋.一种一体化的空间数据模型［J］.测绘科学技术学报，2009，26(3):208-211.

［8］李景文，刘军锋，董星星.基于实体的地理空间数据模型描述与表达［J］.测绘与空间地理信息，2008，31(6):1-3.

［9］李景文.面向对象空间实体矢量描述方法研究［J］.测绘通报，2006(5):57-59，70.

［10］王连备，贲进，吴英.面向服务的空间数据共享技术研究［J］.测绘通报，2010(7):68-70.

Generation and Application Integration of Urban Planning Surveying Data

QIN Xuexiu，GU Juan