基于GIS的西安市历史文化名城保护规划信息系统构建＊

吴 博，吴俐民

（1.云南师范大学 旅游与地理科学学院，昆明650092；2.昆明市测绘管理中心，昆明650011）

0 引言

历史文化名城是一个城市历经沧桑的历史文化积淀的结果，是中华民族勤劳智慧的物质结晶［1］.近年来，随着城市化进程的迅速推进，高速建设的脚步对城市的历史文化资源造成了巨大的威胁，对于历史遗存的丰富的历史文化名城而言，这种破坏尤其突出.因此，如何处理好城市的历史文化保护与未来发展之间的关系，是当代城市规划建设的难题.

西安是中国六大古都之一，明清古城垣保存较好，城区和近郊文物古迹众多.自公元前11世纪，先后有西周、秦、西汉、东汉、新、西晋、前赵、前秦、后秦、西魏、北周、隋、唐等13个王朝建都于此，历时1100余年.1982年被国务院公布为首批24个国家级历史文化名城之一.悠久的历史文化积淀使西安享有“天然历史博物馆”之美誉，境内有全国重点文物保护单位23处，陕西省重点文物保护单位61处.

1 系统的总体设计

1.1 系统的建设目标

系统的建设以计算机技术、数据库技术、GIS技术等为依托，建立西安市历史文化名城保护规划地理信息系统平台，实现对政府已批准的、已上报的、已调查的保护历史文化名城的相关资料建立空间和多媒体数据库.同时保障后期更新数据的整理、转换与入库，实现数据的采集、管理、分析、输出一体化.实现历史文化遗产的科学管理，满足城市规划管理业务审批的需要，提高规划审批工作效率，加大城市历史文化名城保护的力度［2］.

1.2 系统建设的技术路线

系统采取“集中管理、分布应用”的设计思想.即在西安市城市规划管理局各个分支机构的分布式网络环境的支持下，采用C／S和B／S相结合的运行模式［3］见图1.

系统建设采用的核心技术包括大型数据库管理技术（DBMS）、GIS、RS、网络技术和信息系统技术（IS）等，在国家基础地理框架和基础地理信息支持下，按国家、省、市各级规划、文化、保护等领域的政策、规范和标准的要求，以现状基础地形图、卫星遥感影像、城市规划、历史文化保护规划等数据为基础.具体技术方法表现为：

（1）采用Oracle数据库，建立西安市历史文化保护规划数据库，为规划局内各部门、政府其他部门、社会和公众提供历史文化保护规划数据的信息共享机制和服务.

（2）选用ESRI公司的ArcGIS软件平台，结合微软公司的.NET构架，应用C＃语言和SOA构架体系，与规划管理系统和规划局网站系统集成，对规划局内部和社会分别提供业务审批服务和公众信息服务.

（3）采用Web Service软件技术，基于SOA体系构架，集成规划局内部规划管理系统和规划局网站，同时对其他相关单位提供应用接口.

（4）遵循地理信息产业、电子政务和信息化行业标准规范，编制历史文化名城保护规划空间数据库建设标准规范、系统建设和维护规范，建立规划局内部数据共享机制.

图1 西安市历史文化名城规划GIS系统数据库运行模式

1.3 系统运行环境设计

1.3.1 软件环境

前台操作系统平台：Windows XP／2000／2003／Win 7／Vista.

后台操作系统平台：Windows 2003／Windows 2008.

前台应用GIS平台：ArcGIS Server 10.0.

后台应用GIS平台：ArcGIS Desktop 10.0.

数据库平台：Oracle 10g.

1.3.2 硬件环境

服务器：至强Xeon 3.0CPU／4G内存／1T硬盘以上.

客户机：酷睿2.0CPU／2G内存／100G硬盘以上.

1.4 系统数据库建设

历史文化名城保护规划编制，首先必须对现状进行详细的调查和评估，使历史文化名城保护规划在细致的现状调查基础上进行.名城保护规划的现状调查中，对于传统建筑，在地形图上直接数字化其边界，采用多边形来表示建筑实体［4］.对于相对精细的古建筑物，采用三维激光立体扫描技术完成.在详细现状调查过程中获得这些大量的文字、图形和图像等资料都具有定位特性，属于空间信息的范畴，迫切需要借助GIS技术建立多源信息的空间数据库.从历史文化名城保护规划所需的基础数据看，需要入库的数据从性质上可以分为图形数据、遥感影像数据、图像数据和属性数据.系统数据库建设流程见图2.

2 系统功能设计

近年来，随着数字城市进程的加快以及GIS技术的进一步成熟，利用GIS技术、数据库技术、多媒体技术、遥感技术等高新技术为依托，建立历史文化名城规划与保护服务平台，为历史文化名城保护与规划提供有关的基于虚拟现实技术的物质性历史文化遗产和非物质性历史遗产的时空演变的基础信息，从而为历史文化名城的保护与规划提供依据［5］.系统功能设计见图3.

图2 系统数据库建设流程

图3 历史名城保护规划信息系统功能结构图

2.1 系统管理

该系统管理模块主要用于对公众、管理员、角色权限关系及系统运行的基本信息进行设置.同时对系统的访问情况进行监听.

2.2 地图管理

在系统中，提供了各种用于对历史文化名城现状专题数据库以及背景电子地图进行便捷操作的工具，如地图的放大、缩小、漫游、属性信息浏览、面积量测、条件定位查询、图层控制、数据更新维护等.

2.3 数据管理

根据大众的兴趣和关心的热点，陈列典型的地方历史文化，做定期或不定期的展示，采用多媒体技术展示典型地方特色的照片、视频等，以满足研究人员的要求.同时展示研究成果，力求资料翔实齐全，信息量丰富，各类用户通过不同的需求访问这些资源.

2.4 统计分析

用户可利用系统提供的工具，对原始的历史文化名城现状调查数据库中的信息进行各种形式的统计输出，包括以统计表、统计图、缓冲分析定位等，统计分析的结果以各种文字和图表方式打印输出.

2.5 外部系统接口

主要包括对现有规划管理系统数据库的访问和对外宣传网站接口.

3 系统关键技术

本系统采用面向服务架构（Service Oriented Architecture，简称SOA），它是一种以通用为目的、可扩展、具有联合协作性的架构，所有流程都被定义为服务，服务通过基于类封装的服务接口委托给服务提供者，服务接口根据可扩展标识符、格式和协议单独描述.实施SOA的关键目标是实现企业信息化资源的最大化重用.其对于城市规划建设有如下优点：编码灵活，明确开发人员角色，支持多种客户类型，更易于维护，更好的伸缩性.

Web Service是利用一组标准实现的服务，是目前SOA的主要实现方式.Web Service实现的功能可以是响应客户一个简单的请求，也可以是完成一个复杂的业务流程.一个Web Service配置好后，其他应用程序和Web Service就可以直接发现和调用该服务.将Web Service技术应用于GIS领域，将地理数据和地理分析功能以Web Service的形式发布，用户只需要调用服务接口，而不需要了解功能实现的细节，从而降低了非GIS专业开发者和使用者的学习难度.

4 结束语

本文阐述的基于GIS的西安市历史文化保护规划系统前台采用GIS平台，后台采用大型关系型数据库管理软件Oracle，应用SOA体系结构框架，实现了集成RS、GIS、OA等多种高新技术为一体的规划信息系统.在历史文化名城保护体系的框架下将GIS技术应用于历史文化名城的保护和规划设计中，提高历史文化名城规划的科学性和技术性，使保护规划具有较强的可操作性和可实施性［6］.

［1］胡明星，金超，董卫.GIS技术在历史文化名城保护规划中的应用研究——以南京为例［J］.规划师（专版），2010（8）：56～58.

［2］艾其斌.历史文化名城全面整体保护初探——以九江历史文化名城保护规划为例［J］.CAC｜中国名城，2009，9（8）：50～56.

［3］刘涛，彭清山，张淼.基于GIS的城市规划管理信息系统的研究［J］.测绘通报，2011（6）：57～59.

［4］肖爱玲.关于西安老城区历史文化资源GIS数据库建设的思考［J］.西北大学学报（自然科学版），2011，4（41）：329～338.

［5］汪海涛，宋保平，柴斐娜.历史街区文化散步道规划设计方法研究以西安古城区散步道为例［J］.江西农业学报，2009，21（2）：156～159.

［6］李文鹏.哈尔滨市名城保护管理信息系统的构建与实现［J］.测绘与空间地理信息，2008，12（6）：144～146.