城鄉規劃監督測繪全過程智能服務平臺關鍵技術研究

贠法長，李旺民，黎 彬，丁建勛，黃 校

(珠海市測繪院，廣東 珠海 519000)

城鄉規劃監督測繪是城鄉規劃主管部門依法實施規劃核實、科學高效地履行規劃建設管理職能的重要技術手段，實現信息化、智能化測繪服務是其發展方向。當前國內城市依據《城市測量規范》(CJJ/T 8—2011)開展的城鄉規劃監督測量包括放線測量、驗線測量和驗收測量，部分地區還增加了建設工程結構到頂后的檢測[1-2]。在對建設位置、高度、功能空間、附屬設施及其規劃經濟指標進行測繪與監督方面，業務全面，技術成熟；而在城鄉規劃監督測繪的信息化、智能化技術開發和應用，以及城鄉規劃監督測繪的全過程信息化管理、協同式服務平臺的建設研究方面相對薄弱。

因各地經濟發展水平不同導致的監管需求和目標的差異，必然造成規劃監督測繪業務內容及業務規則的多樣化，且隨著地方經濟發展的支持需求的變遷而持續延伸、不斷變化。實現規劃監督測繪業務規則對應地方經濟發展水平的靈活配置與快速升級，是實現城鄉規劃監督測繪信息化服務的關鍵。

目前國內關于規劃監督測繪服務的研究主要側重于測繪階段的劃分與相關輔助系統的設計和開發，經濟較發達地區的城鄉規劃監督測繪以貫穿建設項目監督管理全過程為目標，制訂了地方標準，實現了數字化生產，建設了在人工干預條件下的業務數據處理及成果管理信息系統。相關研究文獻較多：如文獻[3]提出了基于不同業務標準版本管理(VSS)的測繪生產服務系統，探究了3個階段一體化生產管理的模式，著重于成果數據的管理；文獻[4]針對規劃建筑面積計算方法進行研究，開發了一套規劃建筑面積核算軟件；文獻[5—8]從數據管理、自動化繪圖、內外業一體化、報表輸出等方面開展研究，研發了規劃監督測繪輔助系統。但對于城鄉規劃監督測繪體系化標準、智能化生產、信息化管理、動態化監督、網絡化服務等相關技術服務體系的研究較少。因此，開展規劃監督測繪與城鄉規劃監督管理信息化融合發展、一體化協同服務的全過程智能服務平臺的建設研究，具有重要的現實意義。

1 平臺框架

平臺以規劃監督信息化測繪技術服務體系建設為目標，縱向上解剖為用戶層、應用層、服務層、支撐層與數據層5層架構。平臺總體框架如圖 1所示。

用戶層：平臺的用戶包括城鄉規劃管理部門(住規建局)、各類測繪人員、系統管理人員、管理層及建設單位等。

應用層：主要分為兩部分，一部分為C/S結構，提供測繪生產服務；另一部分為B/S結構，提供數據共享與動態監管。

服務層：主要包括平臺設計所提供的各種業務服務功能，如數據轉換、數據規整、成果輸出、移動查詢、信息交換等。

支撐層：采用基于SOA的多層架構；對于通用功能和與外部系統的交互通過Web服務實現；采用行業通用的系統平臺和開放的開發平臺，涉及常用地圖組件(ArcGIS Engine、EPS2012等)及中間件(Oracle SOA、ArcGIS SDE、EPS SDE等)，對不同的應用環境和應用需求保持了良好的適應性和可擴充性。

數據層：數據層是平臺架構的基礎，包含更新庫、工作庫兩大基礎庫，以及管理數據庫、元數據庫、交換數據庫、應用服務系統數據和成果庫，是平臺的數據基礎。

圖1 平臺技術架構

2 關鍵技術

城鄉規劃監督測繪信息化技術服務體系建設是城鄉規劃監督測繪全過程智能服務平臺建設的核心，基本技術路線為：體系化標準——數字化生產——信息化管理——網絡化服務——動態化監督——自適應更新的全過程智能服務技術，關鍵技術如下。

2.1 基于數據庫技術的規劃監督測繪技術標準體系

基于數據庫技術的規劃監督測繪體系化標準規范建設是城鄉規劃監督測繪全過程智能服務技術體系的起點。

(1) 完整高效的規劃監督測繪規程標準體系。城鄉規劃監督全過程的節點式監督測繪串聯了建設過程各關鍵節點，實現了全流程監管：從用地紅線規劃檢驗、規劃報建經濟指標測算、施工放線規劃檢驗、首個標準層(±0)規劃檢驗、地下管線覆土規劃檢驗、商品房預售許可規劃檢驗，以及在建設項目竣工后開展規劃條件核實測繪，分別與規劃許可指標進行比對，明確與規劃不符的細節，形成完整高效的規劃監督測繪規程標準體系。

(2) 規劃監督測繪體系化標準規范建設。以EPS模板控制技術、面向對象的符號庫技術等基于數據庫的數據生產與存儲技術，建立基于基礎地理信息標準體系的城鄉規劃監督測繪體系化標準框架，再通過各子項目進程體系化擴展標準的技術路線，構建了規劃監督測繪地理空間信息、專題業務信息、應用服務管理信息的體系化標準。標準概念模型如下

B={S,P}

式中，S為系統標準，包括項目信息、管理服務信息、成果信息等元數據標準；P為項目標準，包括業務分類編碼、工作流數據標準、節點過程標準、專題成果模板等。

(3) 基于平臺體系化標準數據的全過程服務管理信息流技術。基于平臺體系化標準數據，按測繪類型、項目類別、區域、時間4個維度制訂建設項目規劃監督測繪全過程服務管理的信息流概念模型，即

I={P,S,R,T}

式中，P為測繪類型，包括規劃技術經濟指標預算、規劃技術經濟指標核算、規劃檢驗、規劃條件核實等；S為項目類別，包括建筑工程、市政管線，道路橋梁等；R為測繪區域；T為測繪時間。基于該模型實現城鄉規劃監督測繪全過程智能服務的信息流整合。

2.2 基于方案求解的規則庫配置方法

規劃監督測繪與城市規劃建設各時期的管理政策息息相關，規劃技術經濟指標的計算、核算方法具有明顯的時效性與區域性，這給規劃技術經濟指標的計算帶來了很大的困難；而且傳統作業方式只能輸出某一特定規則下的指標數據，不利于數據成果的知識挖掘；由于計算規則的復雜性，單靠記憶或書面查找去判斷某項具體結構的面積計算系數的傳統方式，不僅工作量較大，效率低下，還可能會因作業員對規則、條例的理解差異，造成計算結果不正確[9]。

規則庫是破解業務規則不統一和多變的關鍵技術。顧及規劃監督測繪的業務規則是基于政府相關法規標準的強約束(點v的取值域X為其標準域X0)，本研究基于可拓分類建立了規劃監督測繪業務規則(N)與其特征要素集(C)的業務規則基元模型(R)，通過其同征面上的復合基元ci(N)=vi，確定了強約束條件下影響業務規則特征要素的非偽方案解，并實現其與業務規則的參數化映射。

式中，V為C的量域；n為影響業務規則的特征要素個數。

基于計算規則庫，構建了規劃技術經濟指標計算模型，該模型為

Q=(D,I,P,R,B)

式中，Q為規劃技術經濟指標；D為建筑結構數據集；I為指標項，包括建筑面積、計容面積、增減計面積等；P為結構參數，包括報建時間、功能類型、結構層高、結構名稱、投影面積等；R為規劃技術經濟指標計算規則，包括條件參數(入口參數：與結構參數對應)、規則參數(出口參數：計算系數、系數對應的條文說明、計算函數)；B為結構歸屬。在該模型中，建筑結構數據集包含多個建筑結構，一個建筑結構對應多個指標項，一個指標項對應多個結構參數，結構參數匹配規則庫中的條件參數可得到唯一對應的規則，如圖2所示。可以看出，規劃技術經濟指標計算是基于規則的定義，規則庫是最小、最基本單位的規則集合，可根據時間和區域規劃管理政策的發展不斷完善。

圖2 規劃技術經濟指標計算模型

模型根據錄入的結構參數，通過規則匹配獲得規則庫中各指標項對應的計算系數、系數對應的條文說明、計算函數等信息，免去了煩瑣的規則記憶，統一了計算方法。可智能輸出同一項目在不同規則條件下的規劃技術經濟指標，用于不同時期規劃管理政策的對比分析，通過定制規則庫，無需修改計算模型，即可實現對各種計算方法的支持，從而適應規劃管理政策的發展。基于規則庫的城鄉規劃監督模型流程如圖3所示。

圖3 基于規則庫的城鄉規劃監督模型流程

2.3 多源異構數據信息融合與智能動態服務

城鄉規劃監督測繪數據包括空間數據與非空間數據，其中空間數據以各種矢量數據為主，非空間數據包括文本、表格、圖片等類型。本研究提出了建設項目規劃監督管理與協同服務的一體化測繪地理信息融合技術，實現了平臺數據高效整合與對規劃測繪地理信息數據庫的自適應更新。

實體匹配是地理空間數據融合與更新的關鍵技術，需考慮對象的特征差異(幾何類型、語義特征)，設計相應的匹配算法。匹配對象的確定與空間距離、語義相似度及空間關系等因素有關。多尺度對象匹配度的計算模型如下

M(A,B)=d(A,B)ω1+s(A,B)ω2+r(A,B)ω3

式中，M(A,B)表示對象A、B之間的匹配度；d(A,B)是對象A、B的距離衡量指標；s(A,B)為語義相似度衡量指標；r(A,B)表示對象A、B的空間關系，通過實體的緩沖區重疊面積計算進行衡量；ω1、ω2、ω3為權重值，其取值在[0,1]內[10]。

采用BI技術將生產、管理、監督信息數據高效ETL(extract-transform-load)整合為專題數據倉庫，匯聚了業務全過程服務信息流，實現了建設項目規劃監督測繪服務的全流程信息共享、全過程動態監督和全周期協同服務。BI數據整合提取原理如圖 4所示。

圖4 BI數據整合提取原理

3 平臺應用

通過對規劃監督測繪成果數據及規劃報建數據等多源異構數據的融合處理，由平臺對數據進行多方位動態展示與統計分析。規劃管理部門通過平臺可以查詢規劃監督測繪業務的辦理情況及其結果信息，也可以對辦理情況進行督辦管理，實現了信息資源的全流程共享、全過程協同。據近3年規劃檢驗符合率統計(見表1)，年平均符合率達88.4%，有效保障了規劃實施，監督管理效能顯著。平臺動態監督與統計分析界面如圖 5所示。

表1 規劃檢驗符合率統計

4 結 語

本文通過開展城鄉規劃監督測繪全過程智能服務的理論方法及技術應用研究，在破解行業難題的關鍵技術上取得了突破，構建了規劃監督測繪生產、服務和管理全過程的智能服務技術體系，為測繪地理信息與城鄉規劃監督管理信息融合發展、協同服務提供了創新應用和示范。

圖5 動態監督與統計分析

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