数字化管理在城区园林绿化中的应用

2013-04-29陈莉丽

天津农业科学 2013年5期

陈莉丽

摘要：对城区园林绿化行业在数字化管理过程中涉及的数字模型、数据类型和实现的功能进行了梳理和分析，并进行了实例性说明。

关键词：数字管理；园林绿化；模型

中图分类号：TU986 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.05.024

园林绿化是城市组成中一个不可缺少的要素，“数字园林”也是“数字城市”的一个重要组成部分。随着城市建设步伐的加快，经济的迅猛发展和人民生活质量的日益提高，城区园林绿化和管理已成为衡量一个城市市容市貌、投资环境、经济发展的一个重要标准。同时，对风景名胜区、古树古木的管理也提上了日程。为了实现改善和提高城市生态环境质量的战略目标，需要充分运用地理信息系统技术（GIS）、遥感技术（RS）、全球定位技术（GPS）、测绘技术、计算机技术、数据库技术、网络技术等现代信息技术，将现代信息技术应用于园林绿化管理，建立起一系列覆盖园林绿化管理业务的网络信息系统，利用计算机来描述复杂多变的园林资源，如乔木、绿地、公园广场的分布现状、此消彼长等信息，从而建立以空间数据库为基础的园林综合数据库体系，通过信息系统数据资源的共享和智能化决策支持来提高园林维护和管理的效率、科学合理地进行园林绿化的建设。通过建立的园林信息资源综合管理平台、为园林绿化管理、综合评价、定量分析等提供服务，以先进的信息技术对城区园林绿化工作进行实时监控，对历年园林绿化资料进行查询分析，以求得到切实有效的管理规划，最终实现城市园林绿化规划设计、建设施工和养护管理全过程的数字化、网络化、智能化。

1 数字化管理城区园林绿化的概念模型

1.1 一般数字系统的概念模型

信息系统是为人类活动（主要是管理与决策）提供服务的一种设施或工具，主要用于对现实系统的数据进行采集、存贮、处理和分析，为管理与决策提供信息服务，并通过人类的活动或自动化的处理对现实系统进行调控，从而使现实系统达到人类的要求与目标。信息系统的作用在于扩展系统原有反馈机制或信息系统，加强人类对现实系统的调节与控制。

系统分析除了分析职能、机构和业务流程外，更为重要的是建立业务系统的概念模，通过概念模型把握所要处理的对象（数据）及其相互关系，为系统的设计（包括数据库设计）奠定基础。相对而言，职能、机构和业务流程是变化，而系统的业务对象及相互关系是稳定的，这是建立数字化管理的基础与必要条件。如果不了解业务与需求，不管采用如何先进的技术，开发出来的数字化管理系统都是不能满足应用需要的，达不到系统的实用性要求。

通过系统分析建立系统概念模型的目的在于了解现实系统的实体及其关系，为系统设计过程中，实现实体及其关系到对象与关系的影射奠定基础，同时也使数据库的设计能够真实地反映现实系统的状况。而系统概念模型的建立是逐步求精的过程，这个过程可以及早地发现数字化管理系统中分析与设计过程中存在的问题，避免在实现阶段出现重大的隐患，避免系统实现过程的方向性错误。数据库是数字化管理系统建设的核心，系统网络、硬件和软件是可以升级的，庞大的数据库是难以大规模的进行修改，只有准确地把握现实系统业务对象及其相互关系，建立完善的概念模型，合理地设计数据库，才能以不变应万变，确保数字系统的可持续发展。

1.2 数字化管理城区园林绿化的概念模型

园林绿化管理是城市管理的一个重要的组成部分。数字化管理城区园林绿化是管理者了解城市系统及相关的人、园林关系，从而处理和协调人与园林绿化关系和在这种关系基础上形成的人与人之间关系的一种技术工具或者环境，它构成了城区园林绿化管理系统的一个“数字园林”。就是利用现代信息技术，如地理信息系统、遥感、宽带网络、多媒体、数据仓库等，全面支持园林绿化建设过程中的规划、建设、管理、工程实施、评估等各个环节的信息处理和决策支持的信息系统，是一个复杂的集GIS与MIS于一体的大型信息系统。通俗地说，“数字园林”工程就是要把整個城市××平方公里的园林绿化搬入网络化的计算机进行管理。核心是城区园林绿化区域内包括历史、现状、规划、实施、评估、土地、市政、人口、经济、政策、房屋、绿化等多种类型的全面综合性的信息数据库。

2 数字化管理城区园林绿化的数据分析

数据是系统的“血液”，数据是信息系统处理的对象，同时也是信息系统的核心组成部分。城区园林信息是城区园林系统中一切与地理空间分布有关的各种要素的图形信息、属性信息以及相互空间关系信息的总称。所谓要素是指存在于城市地理空间范围内真实世界的具有共同特性和关系的一组现象或一个确定的实体及其目标的表示。

2.1 数据类型

与城区园林绿化相关的地理信息内容十分广泛，而数字化管理城区园林绿化所需要处理的数据对象包括道路、公园、绿地及其附属设施、建设养护单位等，不仅包括了城市的主要空间数据，还包括了大量的与空间数据相关联的社会经济数据，以反映城区内主要的人地关系。根据城市园林绿化系统的需求，城区园林绿化数字化管理的数据主要分为4类数据：基础空间数据，道路网数据，园林绿化数据（包括园林绿化设施数据）以及其他相关数据。

园林绿化数据主要指城市绿地数据，包括公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地和其他绿地数据。

2.1.1 公园绿地城市中向公众开放的、以游憩为主要功能，有一定的游憩设施的服务设施，同时兼有健全生态、美化景观、防灾减灾等综合作用的绿化用地。它是城市建设用地、城市绿地系统和城市市政公用设施的重要组成部分。

（1）综合性公园。①全市性公园；②区域性公园；③区域性二级公园。

（2）社区公园。为一定居住用地范围内的居民服务，具有一定活动内容和设施的集中绿地。如：①居住区公园；②小区游园。

（3）专类公园。①儿童公园；②动物园；③植物园；④历史名园；⑤风景名胜公园；⑥游乐公园；⑦其他专类公园。

（4）带状公园。沿城市道路、城墙、水滨等，有一定游憩设施的狭长形绿地。全园面积宜在5 hm2以上。

（5）街旁游园。位于城市道路用地之外，相对独立成片的绿地，包括街道广场绿地、小型沿街绿化用地等。如：①小游园；②街景绿化；③广场绿化；④河道绿化。

2.1.2 生产绿地指为城市绿化提供苗木、花草、种子的苗圃、花圃、草圃等圃地。

2.1.3 防护绿地指城市中具有卫生、隔离和安全防护功能的绿地，包括卫生隔离带、道路防护绿地、城市高压走廊绿带、防风林、城市组团隔离带等。

2.1.4 附属绿地指城市建设用地中绿地之外各类用地中的附属绿化用地。包括居住区用地、公共设施用地、工业用地、仓储用地、对外交通用地、道路广场用地、市政设施用地和特殊用地中的绿地。（1）居住区绿地；（2）公共设施绿地（单位附属绿地）；（3）工业绿地；（4）仓储绿地；（5）对外交通绿地；（6）道路绿地；（7）市政公用设施用地；（8）特殊用地。

2.1.5 其他绿地指对城市生态环境质量、居民休闲生活、城市景观和生物多样性保护有直接影响的绿地。

2.2 数据特点

公路、公园绿地等都是一个连续的对象，分布在地球的表面、地下或空中，它不仅是空间的实体、网络型的实体，而且是与地理位置、地理环境密切相关的实体，构成了一个巨型复杂的网络系统。整个城市的园林绿化数据本身都处在不断变化中，使得关于他们的数据库具有多型、多维、动态、不完全（缺值）、不确定（数据中的系统或随机声）和稀疏性（很少甚至没有有用的记录）等特征。同时，这类数据的测量往往与时间有关（如绿地养护等的实时运行数据等），在数据分析过程中要考虑时间因素，以便进行预测，领域知识在数据分析中的应用数据挖掘是一个人机交互、不断重复的过程，专家的领域知识或背景知识的应用对挖掘过程具有补充和促进作用，用作引导发现过程以避免无意义的结果。

归纳起来，城区园林领域的数据具有下述特性：既有大量的空间数据，又有大量的非空间数据（即属性数据），并且空间数据和属性数据有不可分割的联系。空间对象之间又都存在着空间关联、业务关联以及专业关联等联系；城区园林绿化数据都具有时间特性，其动态数据是进行业务管理的重要依据；城区园林绿化数据类型复杂、内容多，数量大，因此，数据分析工具应能处理数据的这些特征。

2.3 数据需求分析

根据上述关于对数据类型、特点的分析，城区园林绿化数字管理的数据需求有如下几类。

2.3.1 测绘与基础地理数据土地与园林、绿地都不仅是空间的实体，而且与地理位置、地理环境密切相关的实体。地理信息对园林管理有着决定性的影响，因而脱离地理信息对园林绿化进行抽象解读，势必会使系统模型在实用性、准确性和完备性方面的实现意义大大降低。园林绿化部门不生产地形图、影像数据、控制网、规划路网（图1）、行政区划、DEM等图形数据，这些都可以基于市测绘部门提供的××市基础空间信息数据进行构建。主要用于满足园林绿化的日常审批管理，有些数据作为业务办公的参考数据，各种产权产籍数据的背景图等，能提供查询功能。

2.3.2 地名数据园林绿化管理工作经常需要涉及到具体的土地位置或分布等地名数据，如（图2）。地名数据库是空间定位型的关系数据库，它与地形数据库之间通过技术接口码连接，可以相互访问，可以快速、方便的为各部门提供空间定位解决方案，通过灵活的数据访问可以有效地利用地名数据，以地名信息和基础地形信息为基础，对各种资源数据进行准确定位和高效管理，可以保证各种资料的完整性、现时性、可利用性，并提高资料的空间查询检索速度。

2.3.3 元数据信息系统的元数据是对各种数据的描述，主要是数据的标志信息说明、空间数据组织信息、数据来源、性质、质量、形成时间、坐标系统、数据的生产者等内容，元数据可以帮助用户確定所需数据的位置以及该数据的有关特征，在网上信息发布、信息查询时相当重要。

2.3.4 业务管理档案信息城区园林绿化管理部门的日常业务需处理大量的业务数据，包括各类审批资料，审批信息，审批情况，违规原因、监察资料等文档信息，以及绿地规划等图形信息，其中有些属空间数据，但大多数都是文档数据，需有设计入库方案。在系统设计过程中，应对业务数据的整理、转化给予充分重视。在天津市城市数字化管理中，园林绿化数字管理业务处理被规定为第三大类事件（市容环卫类第一大类事件、市政水利类第二大类事件、其他是第四大类事件），根据具体的园林绿化业务管理，进行事件命名和小类代码编号，并对具体业务的处理条件、时限、标准、责任部门、监管部门进行后台的数据整理和转化（表1）。

2.3.5 分类编码信息按数据库中的各种类别，进行标准的分类编码，在数据库建设的初期就应该建立好分类编码库。按照天津市城市数字化管理标准，园林绿化属于第四大类部件，其大类代码是04，根据园林绿化行业标准和具体业务，将园林绿化设施进行分类、命名和说明、设定符号，确定小类代码和拓扑类型。数字化管理园林绿化的数据库分类编码示例如下。

设施名称：花架花钵；设施类别：园林绿化；大类代码：04；小类代码：04；拓扑类型：点；设施符号：；设施说明：道路两侧的、悬挂在立杆上的花架花钵、步行街坐椅后的。

2.3.6 政策法规数据在天津市城区园林绿化管理中，数字化管理主要依据的政策法规有：《园林基本术语标准》、《中华人民共和国城市绿化条例》、《城市古树名木保护管理办法》《天津市城市管理规定》、《天津市绿化条例》、《天津市??区社会单位和物业小区树木修剪、死树更新的审核管理》、《天津市??区园林绿化行政审批、审核、审查和备案流程》等。

3 数字化管理城市园林绿化可实现的功能

3.1 实现城区园林绿化的业务管理功能

對于某一城区的园林绿化实行数字化管理后，将能在城区园林绿化主管部门实现良好的业务管理功能：（1）数据管理（查询、分析、专题图制作）；（2）地图（图层）管理（空间查询、浏览、组合统计、专题图制作、打印、空间分析）；（3）报表管理（各类业务报表统计、汇总、打印输出）；（4）历史数据管理（记录和保留绿地、树木的历史数据，并与现状数据进行比较和专题图制作等）；（5）绿化指标计算（按街道、小区、单位计算）；（6）古树名木管理：古树名木的分布及属性资料查询、汇总；重点保护树木分布及属性资料查询、汇总。

3.2 实现城区园林绿化的GIS管理功能

城区园林绿化数字管理可以与行政主管部门的OA进行无缝集成，首先，可以实现相应的GIS功能，如空间数据图形的显示与控制；图形与属性的双向查询；图形空间定位显示；园林绿化专题制图；图形操作与量算功能；统计分析与报表；空间分析。其次，可以根据业务管理权限进行系统业务管理维护。

3.3 实现城区园林绿化的互联互通功能

可以通过触摸屏、电子告示板、Internet发布系统对外发布的信息，包括空间与非空间信息。如区地理概况信息、园林绿化信息、项目审批、公告信息、政府法规信息；通过网络实现园林局与用户的双向沟通，通过电子邮件通知用户领取办理结果，用户可通过网络举报违法情况；提供内部与外部的BBS、网络会议等功能。

3.4 实现城区园林绿化的档案管理功能

为创建国家园林城区提供科学的数据资料，为城区园林绿化规划和执法管理提供科学依据。

参考文献：

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[5] 中心城市绿地景观规划图[EB/OL].（2013-1-20）.http：//house.enorth.com.cn/system/2006/01/11/ 001208915.shtml.