用地釘樁數據生產與入庫一體化技術

趙連柱 劉延松 劉 進

(1. 北京市測繪設計研究院, 北京 100038; 2. 城市空間信息工程北京市重點實驗室, 北京 100038)

0 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[1-3]。建筑用地釘樁數據是北京市各建設單位依法進行開發建設、合法使用土地的重要依據[4-5]。

外業生產與入庫分別基于不同的平臺進行開發,中間經過多個流程節點,各流程節點完全通過人工的方式進行數據交互和傳遞,對于紙質成果坐標和入庫電子成果坐標只能通過用地釘樁入庫人員借閱用地釘樁紙質成果檔案(以下簡稱“撥地件”)進行人工比對,外業生產需要調閱紙質成果檔案,需要核對紙質成果檔案與下載撥地電子數據是否一致,增加了外業生產人員的核對坐標工作量。

因此有必要對用地釘樁數據生產與入庫一體化技術進行研究,對現有的外業生產軟件和用地釘樁錄入系統進行升級改造,實現用地釘樁數據生產與入庫一體化,保證入庫成果與紙質成果的一致性。在此基礎上,實現用地釘樁數據生產、入庫、管理與分發服務的規范化、科學化和現代化,也是信息化測繪的必然趨勢[4]。

1 一體化生產技術流程設計

一體化生產技術流程如圖1所示。

圖1 用地釘樁數據生產與入庫一體化技術流程

(1)分院登錄院生產管理信息系統,錄入撥地件工程項目信息。

(2)業務處審批后下發撥地件測號。

(3)分院外業測繪作業輸出打印成果表及略圖,打印成果表同時生成入庫的交換格式文件,從而保證交換格式文件與撥地紙質歸檔成果檔案記載數據內容一致,避免對入庫后的坐標與紙質檔案進行人工比對。

(4)分院作業員(中隊檢查)將交換格式文件上傳入庫至作業庫。

(5)分院部門檢查,總工簽發后,將作業庫中的撥地數據在成果庫中進行發布。

(6)分院將撥地件紙質成果和電子資料歸檔,資料檔案館進行數據分發服務工作。

(7)地理信息中心進行數據庫管理與維護,包括撥地件作廢、刪除、歷史數據管理。

2 交換格式文件定義

用地釘樁數據外業成果數據入庫內容包括兩個部分,第一部分是每個地塊的屬性數據,另一個部分是地塊中每個樁點的坐標數據。用地釘樁外業成果入庫要準確記錄每個地塊的屬性數據和每個樁點的坐標數據,保持這些入庫的成果數據信息與歸檔的紙質檔案數據報表一致。地塊屬性數據包括測號、工程名稱、委托單位、工程地點、使用性質、地塊名稱、地塊面積、地塊性質、入庫單位、委托日期和簽發日期。地塊中每個樁點的坐標數據包括樁號(即樁點名稱)、距離(或弧長)、橫坐標、縱坐標。

交換格式文件是用地釘樁數據入庫時生成地理信息系統(Geographic Information System，GIS)數據必不可少的原始文件,交換文件的正確性直接關系到入庫的GIS數據和屬性數據的正確性。用地釘樁數據庫除存儲地塊空間數據外,還需要保存地塊樁點信息和地塊屬性信息。在用地釘樁數據庫中設計空間數據層LAND_GRAPHICS,用于保存地塊空間數據,基于GIS數據存儲模型存儲數據,空間數據引擎采用的是ArcSDE,空間數據存儲是在ORACLE關系型數據庫中進行。地塊樁點信息和地塊屬性信息采用關系型數據庫ORALCE進行存儲。外業規劃測量軟件采用AutoCAD平臺進行設計開發,為保證數據存儲和數據交換的一致性,需要制定用地釘樁數據交換格式,保證AutoCAD平臺與GIS平臺屬性數據、空間數據完整性和一致性,同時數據模型設計應滿足ORACLE數據庫存儲要求,如表1所示。

表1 建筑用地釘樁數據交換格式規定

每個地塊可由一條或多條線組合而成,每條線在地塊中稱為一個部分,每個部分可封閉或不封閉。對于封閉的線,第一個點和最后一個點的點名和坐標應完全一致。對于多條封閉的線圍合而成的多邊形,外環點輸出應按順時針輸出,內環點輸出應按逆時針輸出。多各地塊用LANDBEGIN、LANDEND關鍵字進行標識,LANDBEGIN為一個地塊的開始,LANDEND為一個地塊的結束。一條連續線圍成的地塊樁點序號加1,多段線圍成的地塊樁點序號在上一不連續線樁點序號基礎上加2。每個撥地件成果生成一個交換格式文件,在交換格式文件中地塊不重復,在同一個地塊中樁點序號不重復。

新的撥地件由生產單位直接上傳撥地交換格式文件至作業庫,新撥地件入庫,該撥地件在作業庫中不存在,直接進行入庫,如果該撥地件在作業庫中已存在,則進行整體覆蓋,確保新撥地件在作業庫中數據完整、準確。撥地交換格式文件通過外業規劃測量軟件統一生成,與撥地成果紙質檔案記錄的坐標保持完全一致,通過加密處理確保交換格式文件不被修改。在撥地紙質成果部門檢查及總工簽發后,作業庫中的撥地件地塊屬性數據及坐標不能再進行修改,統一將作業庫中的撥地件數據歸檔到撥地成果數據庫中進行發布,提供給各生產單位查詢和使用。

3 用地釘樁數據存儲模型

用地釘樁數據庫存儲包括兩個部分,分別為用地釘樁空間數據和用地釘樁成果樁點坐標數據和地塊屬性數據,如表2所示。

表2 用地釘樁數據組織與存儲

3.1 用地釘樁空間數據存儲

構建基于地理實體的用地釘樁數據存儲模型[6-9],用地釘樁地理實體[3]包括用地邊界(線圖元構成)和用地釘樁點(點圖元構成)。用地釘樁空間數據存儲模型采用ArcSDE+ORACLE存儲,空間數據存儲在關系型數據庫ORACLE,空間數據引擎采用ArcSDE。用地釘樁成果中的地塊分為單條線封閉地塊(圖2)和兩條線圍合成的地塊(圖3)。圖2～3中,A、B、C、D、E、F、G、H為用地釘樁地塊界址點編號。

圖2 單條線封閉地塊

圖3 兩條線封閉地塊

在撥地件中的釘樁成果樁點中增加一列樁點順序號,封閉地塊首尾節點樁點名稱相同、坐標相同,每個樁點根據成果件中的樁點按照地塊內部依次編號,樁點順序號從1開始,每增加一個樁點,順序號增加1。對于兩條不封閉線圍合成的地塊,外圈封閉線樁點順序號從1開始,每增加一個樁點,順序號增加1;對于內圈封閉線樁點順序號在外圈最大順序號N的基礎上開始計算,內圈樁點順序號從N+2開始計算,內圈每增加一個樁點,樁點順序號增加1。

3.2 用地釘樁屬性數據存儲

用地釘樁成果數據包括樁點坐標以及樁點連接形成的地塊信息,用地釘樁數據成果中的樁點坐標數據是生成地塊空間數據的唯一依據,也是其他釘樁需要參考的重要資料,以避免不同用地釘樁成果件地塊之間造成壓蓋和出現縫隙。用地釘樁成果中的地塊屬性數據記錄地塊的工程名稱、工程地質、委托單位、地塊的面積、地塊性質、規劃審批文號、成果審核和簽發日期等信息,是生成用地釘樁空間數據層中的地塊屬性依據,用地釘樁屬性數據存儲在ORACLE關系型數據庫中,保持用地釘樁屬性數據與用地釘樁交換格式文件記錄內容一致。

4 系統總體架構

用地釘樁數據生產與入庫一體化系統總體架構如圖4所示。

圖4 系統總體架構

數據庫分為作業庫和成果庫,外業作業單位交換格式文件統一上傳到作業庫,紙質撥地成果歸檔后將作業庫中的數據統一發布到成果庫中,成果庫中的數據可提供數據的分發服務。GIS開發平臺采用ArcGIS平臺,利用ArcObjects開發數據入庫功能。數據生產與入庫一體化軟件包括外業規劃測量軟件、用地釘樁數據上傳入庫系統和數據管理維護系統。

5 系統功能

用地釘樁數據生產與入庫一體化總體功能框架包括外業規劃測量、前端數據上傳入庫、后端數據管理維護功能模塊,按照面向的用戶和功能權限不同,分為三個子系統,如圖5所示。

圖5 系統功能框架

5.1 外業規劃測量軟件

外業規劃測量軟件面向各生產分院的作業員、中隊檢查員、部門檢查員和總工。負責撥地件

成果打印輸出,實現撥地工程地塊坐標成果自動化輸出[10],同時生成符合撥地數據入庫的交換格式文件,通過電子文件數據加密和防篡改技術,保證入庫交換格式文件數據記錄的內容和撥地件紙質檔案中記錄的內容一致。

5.2 前端用地釘樁數據上傳入庫系統

前端用地釘樁數據上傳入庫系統面向各生產分院的作業員、中隊檢查員、部門檢查員和總工。系統功能包括用戶注冊與登錄、用地釘樁交換格式文件上傳與入庫,數據入庫到作業庫,提供用地釘樁入庫后的數據檢查自動檢查功能,提供地塊面積、距離(弧長)、圓心坐標等自動檢查并提供入庫數據檢查報告,輔助于各生產部門的作業。總工簽發后,自動將作業庫中的數據發布到成果庫。

5.3 后端數據管理維護系統

后端數據庫管理維護系統包括數據庫管理維護、數據查詢統計和系統管理等功能。數據庫管理維護可以根據紙質檔案記載的標識作廢和標記刪除的撥地件進行管理和維護,提供數據庫的批量導出功能,生成SHP格式文件數據。數據查詢統計可按照撥地件或者地塊的屬性數據進行,包括按照工程名稱、工程性質、測號、用地單位、用地地址、委托日期等進行查詢。查詢統計可繪制區域范圍或根據用戶提供的導入矢量范圍進行。系統管理包括用戶管理、權限分配、日志管理、系統配置等。

6 結束語

通過設計用地釘樁數據生產與入庫的一體化技術流程,制定用地釘樁數據交換格式,基于地理實體構建用地釘樁數據存儲模型,采用ORACLE關系型數據庫存儲用地釘樁空間數據和屬性數據,通過對外業規劃測量軟件和用地釘樁數據錄入系統的升級改造,實現用地釘樁外業測繪數據生產與入庫一體化,從而保證用地釘樁紙質歸檔成果與數據庫成果記錄內容一致,實現用地釘樁數據庫的實時動態更新,更好地服務于首都規劃建設工作。