基于規劃數據的增量更新及決策應用分析研究

1 引言

基礎地理空間數據是各城市各專題應用研究的空間定位基礎和公共要素基礎，基礎地理信息數據庫的生命力在于其數據的現勢性和準確性[1]。隨著城市發展建設進度的加快，規劃實施管理走上信息化，基礎數據的更新模式及周期還不能滿足規劃工作的需要。因此，建立一種有效的更新機制，將發生變化的地理數據信息及時、有效的反應到現狀數據中是我們需要研究的課題。另外，目前對于大多數地理空間數據還只停留在查詢、顯示、制圖等基礎應用層次，并沒有形成對現有數據信息的挖掘與提取，特別是規劃管理中的非結構化數據沒有得到真正的應用與體現。因此，基于規劃地理空間數據的分析應用與決策支持是規劃管理中亟需加強和提升的。

2 基礎數據更新模式

基礎地理數據庫的更新模式一般包括增量更新和版本式更新[2]。版本式更新的理念則是利用新測或修測的數據對原數據進行全部替換更新。而在城市規劃建設中，空間基礎數據主要發生在局部區域, 對于未發生變化的其他區域數據在更新過程中被重復存儲, 這樣勢必會帶來大量的冗余數據，不便于數據的存儲和備份, 給數據的管理帶來更高的成本。

增量更新模式是創建現狀與歷史數據庫，通過建立時間版本管理，建立兩者之間的數據聯系，這樣能在反映現狀數據的同時，也能隨時反應出歷史數據的情況。該模型在局部建設變化頻繁的規劃建設中是比較適合的，對于局部變化的單個或少數實體，將只對變化的實體對象進行更新存儲，這樣將原來現狀數據庫的數據推送至歷史數據庫，變化更新的數據將存入至現狀數據庫。基于該模型的循環遞進更新的思想，我們通過建立基于時間維的空間數據庫來存儲這種對象變更的繼承關系。

因此，本文在此模式基礎上來實現對規劃基礎數據的有效更新。

3 基礎數據更新流程

根據城市規劃項目建設的過程，在項目建設完成以后，以竣工測量的成果數據來補充更新現勢數據庫。具體更新過程如下圖所示。

圖1 基礎地理數據更新過程

圖2 圖層匹配

3.1 圖層匹配

由于采集數據與入庫數據的格式，命名存在差異性，首先需要建立不同格式數據的圖層對應關系，最后通過轉換進行正確的圖層匹配。

3.2 增量更新

增量更新技術是數據現勢性保障的核心部分，目前相對較成熟的是基于時態的增量更新技術。通過引入時態地理信息系統的理念，將時間屬性作為空間實體對象固有的基本屬性，形成基于不同時間的數據版本管理，支持不同時期的數據回溯與動態查看。從而使無序的數據更新業務在時間維上進行順序關聯，有效的解決了數據更新的沖突問題。該方法需要考慮一下幾點：

（1）建立時間參考；

（2）版本回溯；

（3）對比查看；

（4）沖突檢查處理。

4 應用分析案例

基礎地理數據實現動態更新之后，基于基礎數據的應用分析是規劃決策管理中需要挖掘和提升的地方。本文以智能選址以及設施服務半徑分析為案例建立數據分析模型，對規劃基礎數據進行挖掘提取，形成輔助決策的可行方案。

圖3 數據版本對比查看

4.1 選址案例

4.1.1影響因素分析

城市建設項目選址的主要依據有:建設項目與城市規劃布局的協調；建設項目與城市交通、能源、市政規劃的銜接與協調；建設項目配套的生活設施與城市生活居住及公共設施銜接與協調；建設項目對于城市環境可能造成的污染影響，以及與城市環境保護規劃的風景名勝、文物古跡保護規劃的協調。城市主要用地類型的空間分布都有一定的特征，各種城市用地的位置相互之間關系的重要因素可以歸納為以下幾種：

（1）各種用地所承載的功能對用地的要求，如居住用地要求具有良好的環境，較便捷的交通條件，較完備的生活服務設施。工業用地要求良好、廉價的交通運輸條件，需要考慮對城市其他類型的用地之間的負面影響。

（2）各種用地的經濟承受能力，在市場環境條件下，各種用地所處的位置及其相互之間的關系主要受經濟因素影響，對地價承受能力強的用地種類，往往會侵入臨近的地價便宜的用地類型的用地。

（3）各種用地相互之間的管理，由于各種類型的城市用地所承受的功能之間存在相互吸引、排斥等不同的關系，城市用地之間也會相應的反映出這種關系。例如，大片集中的居住用地會吸引為居民日常生活服務的商業用地，而排斥有污染的工業用地或其他對環境有影響的用地。

圖4 模型構建過程

（4）規劃因素：城市規劃的政策是左右各種城市用地位置及相互關系的重要因素，如對傳統建筑物的保護等。

根據選址考慮的優先條件，將以上因素主要歸納為下面幾類影響因子[4]：

一類因子：規劃條件，交通條件等；

二類因子：配套設施，環境因素等；

三類因子：經濟條件，區位條件等。

通過疊加和集成整合與空間規劃有關的專題地理空間數據、經濟社會數據，以及涉及空間位置的各類專項規劃數據，分析和評估建設項目擬占地范圍內及周邊的各種自然和社會環境條件、制約或者有利因素，實現建設項目科學選址的輔助決策。

圖5 選址方案結果

圖6 分析模型

4.1.2 選址模型構建

根據選址建設的思路，綜合以上對選址影響因子的分析，建立如下選址模型過程：

根據上述模型構建過程，將影響選址的因素劃分為不同類的影響因子，并賦予不同的影響權重，對備選地塊采用層次分析法進行評價分析，最后以報告或圖表形式輸出最優方案。

4.1.3 分析結果

根據選址情況，在規劃數據成果上，通過系統模型對數據信息進行提取，可以輸入需要選址的條件，例如選址面積，用地性質，選址需要考慮的因素集等。根據系統模型對影響因子分配的權重，采用層次分析法對各備選方案進行打分評價，從而選出最合適的選址地塊。

4.2 服務半徑分析案例

在規劃建設中，對區域內公共設施等各類社會資源的輻射范圍進行分析，使國土資源保護、土地利用規劃和公共設施配置等能夠滿足社會發展和經濟建設的需要，為城市管理的決策提供可靠支持也是規劃建設發展關注的要點。

4.2.1 模型構建

根據現狀及規劃數據類型建立區域內不同設施類型的服務半徑分析，提取數據庫數據指標信息。對不同服務半徑內的總面積進行統計，分析不同服務半徑內設施服務覆蓋面積占區域總面積的比值，并運用設施分布的均勻度情況來分析設施服務覆蓋的重疊度問題，建立數據輸入輸出模型。

4.2.2 分析結果

以服務半徑的覆蓋率和重疊率來對設施分布的合理性進行指導與評價，并提出規劃輔助決策建議。

5 結語

隨著城市規劃建設的發展，基礎地理數據更新必須建立有效的增量更新管理機制，以時間為軸建立基礎數據的版本管理，才能使基礎應用數據的現勢性得到保障，同時使得決策應用分析的結果更具實效性和準確性。文章以選址及服務半徑應用分析為例，探討了對基礎規劃數據的信息挖掘與提取，通過建立系統分析模型得出了選址、設施布局決策支持的可行方案，但如何具體量化影響因子以及對模型的優化方面還有待研究。

圖7 設施服務影響分析