城市規劃測量數據生產與應用一體化研究

秦學秀，顧 娟

(北京市測繪設計研究院，北京100038)

城市規劃測量數據生產與應用一體化研究

秦學秀，顧 娟

(北京市測繪設計研究院，北京100038)

分析城市規劃測量數據生產、入庫及應用環節目前存在的問題，提出數據生產、入庫、應用一體化策略。同時，針對一體化的實際需求，基于地理實體的思想，設計了城市規劃測量一體化數據庫模型，并開發出數據生產與管理系統、數據共享與分發系統、數據交換與更新系統，從系統上有效地支撐了規劃測量數據生產與應用的一體化。

規劃測量;規劃路;建筑用地釘樁;一體化;數據庫模型

一、引 言

城市規劃測量工作是配合城市規劃、保障其各項內容具體實施的基礎工作和重要環節，它為城市建設工程的設計、施工、竣工和運營管理階段的測量工作創造條件和提供依據，其主要內容包括規劃道路定線(簡稱定線)測量和建筑用地釘樁(簡稱撥地)測量［1-2］。隨著城市經濟的快速發展，規劃測量數據應用得越來越廣泛，現有的規劃測量數據庫及管理和應用系統已逐漸顯露出不足:①已有數據庫面向生產，但數據組織方式是以滿足制圖為主，對應用分析支撐不足;②從數據生產到數據入庫需要經過二次錄入及數據檢驗，未實現直接入庫，費時費力;③已有系統未進行統一設計，系統相互獨立，網絡化共享難度大。

地理信息技術與網絡化技術的結合推動著地理信息跨部門間的網絡化應用［3］。規劃測量數據的網絡化應用是發展趨勢，并且首先要滿足以下兩類應用需求:一類是瀏覽服務，即直接將規劃測量數據作為底圖進行規劃設計;另一類是分析應用服務，即對規劃道路和撥地位置與形態特征進行查詢、提取，并提供相應的分析與決策。測量生產和瀏覽應用應注重對幾何信息的表達，其核心是符號化表達［4］;分析應用則應更多以數據分析為主，強調對象的完整性［4-7］。

本文結合北京市規劃測量數據生產與應用存在的問題，提出規劃測量數據生產與應用一體化技術流程，并根據一體化的需求，設計了面向實體的城市規劃測量一體化數據庫模型，且開發出相應的系統，實現了規劃測量數據生產與應用一體化。

二、一體化策略

規劃測量數據的生產與應用涉及多個部門和多個環節。規劃主管部門需要開具規劃條件，然后由測繪生產部門根據規劃條件實施外業測繪生產，成果資料則需要在檔案部門歸檔并在地理信息中心進行數據入庫。基于規劃測量成果，規劃部門進行規劃審批，檔案部門進行數據分發，生產部門需要參考已有規劃測量成果進行生產作業。

本文提出了城市規劃測量數據生產與應用一體化流程，如圖1所示。測繪生產部門在測繪生產過程中將符合GIS入庫要求的數據直接入庫，無需再經過二次錄入和二次檢查，避免了數據二次錄入出現錯誤的機會，節省了人員開支，縮短了數據生產周期。同時，規劃測量數據還可通過網絡提供在線服務，為規劃主管部門、測繪生產部門甚至其他用戶提供在線應用，縮短了數據從生產到應用的周期。

圖1 規劃測量數據生產與應用一體化流程圖

三、數據庫模型設計

1.面向實體的地理空間數據模型

地理實體是地理空間中有實際位置意義的最小地理單元，是能獨立反映空間共同定義的地理單元［8］。聯邦地理數據委員會于2008年發布的《地理信息框架數據內容系列標準》對地籍、行政管理單元、水系、交通等7大類框架數據作了規定。其中，前4種均采用面向實體的數據模型，并對表現現實世界某一地理實體的要素賦予一個永久的標志碼。地理實體數據模型由圖元層與實體層兩個層次構成［5，9］。圖元層是地理實體的基本構成單元，即點、線、面等幾何目標，側重于表達地物的空間位置與幾何形狀;實體層由一個或多個圖元構成，并為圖元賦予某一特定的地理意義。為了兼顧測繪生產、分析應用的需求，本文采用面向實體的思想，在規劃路和建筑用地釘樁測繪生產數據模型的基礎上進行擴展，構造相應的地理實體數據模型。

2.規劃路數據庫模型設計

(1)規劃路數據庫概念模型

規劃路數據庫概念模型如圖2所示。其中，道路中線段、道路中線點、派生紅線、路口紅線等空間數據及各類注記以Geodatabase矢量數據模型存儲;道路中線的屬性信息、道路中線點的曲線信息、道路中線與道路中線點之間的關系等屬性信息則以關系數據庫表的形式存儲。空間數據和屬性數據之間通過關鍵字關聯，共同表達復雜的規劃路形狀與位置。道路中線段和道路中線點的空間數據結構中增加規劃路實體標識碼，用于規劃路實體的應用分析。

圖2 規劃路數據庫組織結構

(2)道路中線數據庫模型

道路中線數據分為空間要素類、屬性表、注記層3類。道路中線數據關系模型圖如圖3所示。

(3)規劃路中線實體模型

圖4為規劃路中線實體模型。一個規劃路中線實體由一個或多個道路中線段、一個或多個道路中線點及一個規劃路實體屬性構成，它們之間由規劃路實體標識碼唯一標識和關聯。其中，道路中線段、道路中線點用于表達規劃路中線實體的空間位置與幾何形狀;規劃路實體屬性表用于表達規劃路的屬性信息。

3.建設用地釘樁數據庫模型設計

建筑用地釘樁數據庫模型相對簡單，數據庫模型如圖5所示。建筑用地實體通常由一個或幾個用地釘樁邊界或用地點及一個建筑用地屬性構成，如圖6所示。建筑用地邊界和用地點表達了其空間位置和幾何形狀，建筑用地屬性表達了其描述信息。這些信息通過建筑用地標識碼標識與關聯。

圖3 道路中線ER模型

圖4 規劃路中線實體模型

圖5 建筑用地釘樁數據庫模型

圖6 建筑用地釘樁實體數據模型

四、系統實現

圖7為規劃測量數據生產與應用一體化系統構成圖。分別建立規劃測量生產庫和規劃測量成果庫。生產數據庫主要面向測繪生產部門，根據生產需要從成果庫下載指定的數據，輔助生產作業，其中間成果存儲在生產庫，可以實時編輯修改數據庫內容，生產庫數據經總工審核后作為最終成果定期自動向成果庫更新;成果數據庫則主要面向用戶。一體化系統在構成上分為數據采集與管理系統、數據共享與分發系統、數據交換與更新系統。

1)數據采集與管理系統。主要面向生產部門，用于規劃測量數據生產與上傳。提供了數據錄入與編輯模塊、數據下載模塊、地圖服務加載模塊、數據檢查模塊、生成派生紅線模塊、數據上傳模塊、系統管理模塊。

2)數據共享與分發系統。主要是為方便向用戶提供數據服務與分發服務。采用面向服務的架構，可以將各類數據封裝為標準的OGC服務［10］，并將各類應用分析功能封裝為服務接口，提供了數據查詢統計模型、制圖與出圖模塊、數據轉換模塊、服務接口及運行維護監管模塊。

3)數據交換與更新系統。主要實現由生產庫向成果庫交換更新數據。包括服務器連接設置模塊、數據提取模塊、數據發送模塊、數據更新同步模塊。

圖7 規劃測量數據生產與應用一體化系統構成圖

五、結束語

本文分析了城市規劃測量數據生產與應用目前存在的問題，提出了數據生產、入庫、應用一體化策略，并基于地理實體的思想，在規劃路和建筑用地釘樁測繪生產數據模型的基礎上進行擴展，通過增加實體標識碼的方式，設計了城市規劃測量一體化數據庫模型，實現了“一庫兩用”;設計開發了數據生產與管理系統、數據共享與分發系統、數據交換與更新系統，從系統上有效地支撐了規劃測量數據生產與應用的一體化。

城市規劃測量數據已廣泛應用于規劃、交通等政府部門和建設單位，取得了很好的社會效益和經濟效益。其優勢主要體現在以下幾個方面:①為政府科學決策提供保障。規劃測量數據作為規劃項目審批的重要依據，提高了政府在規劃項目審批決策方面的準確性和工作效率。規劃測量數據現已成為規劃項目審批中不可缺少的重要數據。②為科學研究與規劃設計提供權威資料、數據。規劃測量數據用于開展總規和控規編制。完整、精度高、現勢性好的規劃測量數據，在規劃編制方面發揮了重要作用。③為交通戰略研究、規劃、建設、管理和決策提供了科學依據。④ 為測繪生產和城市建設單位提供實時、高效服務。測繪生產部門每做一項工程之前，必須了解測區周圍的規劃路和撥地情況，并獲取必要的規劃路、撥地數據。現在通過數據共享與分發系統實時查詢、獲取數據非常方便。

［1］ 洪立波.城市測量手冊［M］.北京:測繪出版社，1993.

［2］ 北京市規劃委員會.DB11/T 339—2006北京市工程測量技術規程［S］.北京:［s.n.］，2006.

［3］ 遲文學，吳信才，爾登圖，等.基于SOA的地理信息數據整合技術研究［J］.測繪科學，2009，34(1):203-204，189.

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［5］ 蔣捷，黃蔚，盧衛華，等.地理信息公共服務平臺地理實體數據建模研究［J］.地理信息世界，2009，7(4): 11-18.

［6］ 張保鋼，秦學秀.北京市規劃道路管理查詢系統的設計與實現［J］.國土資源遙感，2004(3)，69-72.

［7］ 高懿洋.一種一體化的空間數據模型［J］.測繪科學技術學報，2009，26(3):208-211.

［8］ 李景文，劉軍鋒，董星星.基于實體的地理空間數據模型描述與表達［J］.測繪與空間地理信息，2008，31(6):1-3.

［9］ 李景文.面向對象空間實體矢量描述方法研究［J］.測繪通報，2006(5):57-59，70.

［10］ 王連備，賁進，吳英.面向服務的空間數據共享技術研究［J］.測繪通報，2010(7):68-70.

Generation and Application Integration of Urban Planning Surveying Data

QIN Xuexiu，GU Juan

0494-0911(2012)08-0024-04

P258

B

2012-05-29

秦學秀(1961—)，女，北京人，高級工程師，主要研究方向為工程測量及GIS應用研究。