基于GIS的“一張圖”規劃成果管理體系設計

孔繁宇

（哈爾濱市信息化建設項目管理中心，黑龍江 哈爾濱150021）

隨著國民經濟和科學技術的迅猛發展，不斷增長和日益豐富的城市規劃信息數據正向著動態、多目標、智能化的模式發展，規劃“一張圖”成為城市規劃信息化建設的主流模式，部分城市已開發了“一張圖”管理系統，如廣州、深圳、武漢、重慶等。上述案例均以GIS為基礎技術支撐，以統一的城市規劃成果管理工作平臺保證各層次、各階段規劃工作間的無縫對接，并取得了良好的應用效果。

哈爾濱市自2003年即開始規劃信息化建設，并建立了GIS與Auto CAD跨平臺結合的數字化城市規劃編制體系。隨著城市化進程推進，新的城市規劃要求、規劃理念和信息化技術手段不斷被提出和應用，早期的成果管理模式存在諸多不足，如規劃成果缺乏合理的交換格式，缺乏統一的管理，更新周期較長等。為滿足新時期城市規劃對規劃成果全方位信息化處理和利用的需求，實現規劃成果動態更新、高效管理，文中提出了基于“一張圖”的規劃成果管理體系設計。

1 規劃成果體系

根據我國《城鄉規劃法》規定，城市規劃分為總體規劃和詳細規劃，詳細規劃分為控制性詳細規劃（以下簡稱“控詳規劃”）和修建性詳細規劃（以下簡稱“修詳規劃”）。

1．1 總體規劃

根據覆蓋范圍，總體規劃成果分為市域城鎮體系規劃、中心城區規劃、主城區規劃三個層次，每個層次根據內容分為總圖與專項規劃（如表1所示）。總體規劃成果為中長期規劃（10年），為其他下位規劃（控詳規劃、修詳規劃）編制的依據。

1．2 控詳規劃

控詳規劃是規劃許可的直接依據。由于初始控詳規劃僅對核心指標進行控制 在審批各階段都可能對控詳規劃進行調整，因此控詳規劃的動態更新是規劃成果管理體系最核心的需求之一。控詳規劃成果管理不僅要求成果實時更新，還要求能夠回溯歷史成果。

表1 總體規劃成果組織

1．3 綜合交通

綜合交通規劃成果包括綜合交通規劃、專項交通規劃、綜合交通指引、交通規劃設計四個層次。根據空間特性，該成果可分為基于地理信息表達的成果、具備空間特性的成果和不具備空間特性的成果，一般以項目為單元進行管理，以累加方式進行成果管理。

1．4 城市設計

城市設計的成果格式多樣，包括效果圖、幻燈片、視頻、三維模型等，且經過多年累積已經形成了大量成果。該類成果以項目為單元管理，且與空間位置密切相關，可通過構建城市設計總圖進行成果的關聯管理。

在上述四類成果中，總體規劃和控詳規劃為法定規劃，處于核心地位；綜合交通和城市設計為非法定規劃，為規劃管理、審批的重要參照。此外，基礎地形圖、遙感影像以及人口、經濟、交通等專題數據是規劃編制與規劃管理的重要依據。對于管理成果數據，本項目通過數據庫接口訪問。

2 成果管理體系設計

規劃成果管理體系兼顧制度性與技術性，一方面 權威數據權威部門維護 的基本制度已在規劃成果管理中確立，部門內部成果質量得到較好保障；另一方便，部門間的成果兼容性較差，特別是現勢性不同步等問題。通過解析規劃審批數據流，分析成果更新觸發情景，提出以項目為單元，基于GIS的“一張圖”規劃成果管理體系。

2．1 法定成果“一張圖”

法定成果“一張圖”是依托GIS平臺，以現行總體規劃、控詳規劃為核心，以現狀基礎地形圖、遙感影像、地理信息等為底圖，服務于規劃審批、具備法律效力的法定規劃成果。法定成果“一張圖”不是簡單將所有信息疊置在一張圖上，更重要的是保障不同層次、不同類型的成果相互兼容。為此，法定成果“一張圖”建立如下規則體系：

1）規劃與現狀兼容。對于已建成區，規劃與現狀應相互符合，如道路紅線與建筑、藍線與水系、規劃中心線與道路等；對于待開發區域，則無需設置規劃與現狀驗證規則；

2）不同層級規劃兼容。下位規劃服從上位規劃是城市規劃的基本原則。在“一張圖”中則可表達為空間拓撲規則，如總規地塊包含控規地塊，控規地塊用地性質與總規地塊用地性質屬性兼容，道路紅線不能與總規地塊相交等；

3）同層規劃兼容。同層同類規劃成果應相互兼容，同層不同類成果則引導性規劃應服從規定性規劃，如紅線不允許自相交、紅線與歷史建筑保護范圍不相交等。

在成果庫建設中，上述規則被解析為GIS系統可識別的空間拓撲規則、屬性規則，通過質檢模塊保障成果的準確性與兼容性。

2．2 成果匯交與審核機制

規劃成果管理的關鍵問題為實時和準確：針對前者，構建成果匯交系統，由數據支撐單位實時動態上傳更新數據；針對后者，由成果審核部門對成果進行質檢、審核，合格后進入規劃成果庫。成果匯交與審核流程如圖1所示，具體步驟如下：

1）成果匯交。成果提供單位在完成成果內部質檢之后，通過成果匯交系統以項目為單元將成果提交至中間成果庫，成果形式以空間數據為主，以附件方式提交成果各類原始文檔；

2）成果審核。由成果審核部門基于規劃成果綜合管理信息系統的質檢模塊對提交成果進行驗證，如果審核通過，進入步驟4；如果成果不合格，進入步驟3；

3）成果回退。對不合格成果，將質檢生成的報告 錯誤數據和匯交的成果數據回退至成果提供單位，由成果提供單位依據質檢報告和錯誤數據進行數據修改，修改完成后再次提交進入步驟1；

4）成果入庫。對審核通過的成果，以項目為單元入庫，若當前成果為對已有數據更新，被更新的數據遷移至歷史庫 形成歷史數據

此外，隨著規劃成果體系日益完善，質檢規則也可動態擴充，以滿足不同建設階段對成果的不同要求。

圖1 規劃成果更新流程

2．3 成果回溯機制

在規劃審批與規劃執法中，必須能夠再現審批或執法時的成果現狀，即要求規劃成果管理體系具備回溯機制。成果回溯要求兩個要素：即歷史成果庫和更新元數據，在數據庫設計時必須考慮這兩個要素。

歷史庫構建有兩種方式，一種是物理集中，通過時間標簽實現現勢與歷史邏輯分離；另一種是物理存儲上分離，構建獨立歷史庫進行歷史數據存儲。在規劃成果管理中，綜合考慮成果管理、成果更新等問題，采用后一種方式建立歷史成果庫，兩者結構相同，但增加了刪除項目、刪除人員、刪除時間等元數據信息。

在成果更新時，將原有成果從現勢庫刪除，遷移到歷史庫，并附加更新元數據信息；在成果回溯時，用戶通過空間位置檢索到覆蓋該區域的項目編號，依據項目編號在現勢庫和歷史庫中檢索項目成果，回溯至項目使用時段的成果樣式。在成果更新中，某一個要素可能被局部更新（如某個地塊被分割為兩部分，一部分被調整，另一部分未調整），更新時須保留未調整部分，更新調整部分；在成果回溯時，針對前述情況須同時檢索現勢庫與歷史庫，并將成果合并為更新前的成果樣式。

3 成果空間數據庫設計

3．1 總體結構

規劃成果數據庫遵循規劃編制成果體系，結合業務應用需求，構建覆蓋規劃成果、基礎空間信息及各類專題信息的統一資源中心，為規劃編制與管理提供信息支撐。以法定成果“一張圖”為核心，構建四個子庫（如圖2所示）：法定成果庫、基礎空間信息庫、專項成果庫和管理成果庫。其中基礎空間信息庫和管理成果庫由專項庫建設，本文重點闡述規劃編制體系內的法定成果庫和專項成果庫。

3．2 法定成果庫設計

法定成果庫包括總體規劃和控詳規劃，二者雖然成果內容不同，但成果邏輯層次是一致的，可分為空間索引、總圖和專題規劃。為保障資料具備良好的追溯性，同步建立歷史庫和檔案資料庫，并通過項目建立二者與法定成果庫的關聯關系。本文以控詳規劃（如圖3所示）為例予以說明：

1）控詳空間索引。控詳空間索引存儲項目基本信息，包括項目范圍、名稱、編號等，根據項目類型，控詳規劃分為控詳編制和控詳調整。此外，項目逐漸累積，不區分現勢與歷史，故無需建立歷史表。

2）控詳規劃總圖。控詳規劃總圖是法定成果的核心部分，包括土地利用、道路中心線、紅線、綠線等空間控制成果。

3）控詳專題規劃。控詳專題規劃針對特定行業建立專題規劃，包括地下管網、市政設施、道路交通、歷史文化名稱等分類，每一類包含若干類數據。

4）歷史數據庫。歷史庫包括控詳規劃總圖和控詳專題規劃，其庫結構與現勢庫一致，但增加了更新元數據。

5）檔案資料數據，該類成果采用文件數據庫管理，保證成果的原始性。

3．3 專項成果庫設計

專項成果庫對城市設計、綜合交通等規劃成果進行管理，該類成果以項目為單元，以累積方式進行成果管理。如前所述，專項規劃成果格式多樣，但所有成果均與空間位置相關。因此，專項成果庫構建專項規劃項目總圖，以專項規劃項目總圖為索引進行各類成果管理，其中空間數據存儲于空間數據庫，文檔資料存儲于文件數據庫。

3．4 中間成果庫設計

規劃成果包含的數據內容眾多，來源多樣，其中規劃編制成果由規劃設計部門提交；基礎空間信息由勘測部門提交；管理成果則由管理審批部門匯總。為保障成果實時更新，建立了成果匯交機制，由權威部門提交更新數據 經統一授權部門審核通過后更新至數據庫。為實現上述需求，建立中間成果庫管理匯交但未審核成果的臨時管理庫，審核通過的成果將通過規劃成果管理系統分發更新至相應數據庫 審核未通過成果將回退至成果提交部門。中間成果庫以項目為單元，采用文件方式進行管理，并記錄匯交部門、匯交時間、成果類型、審核狀態等基本信息。

圖2 數據庫總體結構

圖3 控詳規劃數據庫結構圖

3．5 數據庫建設

規劃成果數據庫采用的Oracle 11g存儲，空間數據庫引擎為Arc SDE 10．0，空間數據存儲模型為Geodatabase，并利用Arc GIS Diagra mmer正向工程實現空間數據庫建設 須特別說明的是地形圖建庫，項目采用清華山維的EPS平臺作為全要素地形圖管理工具，所有數據均存儲于Arc SDE中，避免了CAD與GIS數據格式轉換問題。

影像數據、原始圖紙、效果圖等數據以文件方式存儲，按空間分布構建成果總圖，并通過FTP實現文件快速傳輸。其他成果均以空間數據方式存儲，按子庫—要素集—要素類—要素的層級建庫管理。另外，為保障地圖表現方式標準、規范、一致，構建了規劃地圖模板庫，并構建質檢規則庫。

4 應用系統建設

為支撐前文所述成果管理體系，建設由成果匯交系統和規劃成果綜合管理信息系統構成的應用系統：前者面向多個成果提供單位，功能定位為成果匯交及接收成果回退；后者面向規劃局成果管理審核部門，功能定位為成果綜合管理，涵蓋成果質檢、入庫、成果提取及統計。

4．1 技術路線

鑒于成果管理涉及復雜的空間拓撲檢測、頻繁的數據庫訪問和較高的安全保密性需求，規劃成果綜合管理信息系統采用C／S架構，基于Arc Engine，使用Visual C＃開發實現。

4．2 功能模塊

針對成果管理體系，應用系統開發了如下功能模塊：

1）成果匯交模塊。成果匯交模塊包括成果自檢、成果要件審核、成果上傳、質檢報告下載等功能，該模塊根據匯交部門不同，配置匯交成果類型；

2）規則質檢模塊。規則質檢模塊將法定成果“一張圖”的規則解析為可執行的空間拓撲幾何規則，包括質檢規則庫管理、成果質檢、消息跟蹤、質檢報告生成等功能。

3）成果入庫模塊。成果入庫模塊包括成果入庫、成果回退、歷史庫生成等功能，并包括對總規、控規以及專項成果的入庫操作。

4）成果回退模塊。對質檢不通過的匯交成果，系統提供成果回退、質檢報告發送等功能。

5）成果提取及備份模塊。系統提供庫、子庫、專題、項目以及其他多種方式的成果提取與備份功能。

此外，系統還提供關于成果查詢、制圖、瀏覽以及統計分析等基礎應用工具。通過上述應用系統，成果管理體系中的所有操作均由軟件支撐，減少了人工干預，保障成果準確可靠。須特別說明的是：鑒于規劃成果法定性與自由量裁性兼具的特點 成果的合格性認定取決于成果管理部門，而非軟件系統。

5 結束語

針對規劃成果管理中成果樣式多樣、更新頻繁、成果兼容條件多等特點，本文在系統地分析規劃成果體系的基礎上，提出基于法定成果“一張圖”為核心的成果管理體系，并設計了成果的匯交、審核及回溯等機制。同時，為支撐上述管理體系的實現，設計了與之匹配的數據庫及應用系統。該管理體系的建立，實踐證明能夠有效地實現規劃成果動態更新與高效管理。同時，通過實踐應用該體系還在以下方面需完善：

1）不同層次規劃成果一致性問題。由于不同層次規劃成果編制所使用的基礎底圖比例尺不一致（如總規為1∶10 000，控規為1∶2 000），可能導致不同層次規劃成果空間數據疊置可能出現沖突，但二者均在允許誤差范圍內；

2）法定成果“一張圖”規則體系動態維護。隨著城市發展，規劃成果種類和其所處地位也隨之動態變化，要求對規則體系進行動態調整，使之符合當前城市規劃管理需求。

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