“规划决策一张图”信息服务平台建设研究

李海蓉, 刘勇帅, 袁 犁

(1. 成都理工大学 地球物理学院，成都 610000；2. 攀枝花市城市地理信息中心，攀枝花 617000 )

0 引言

城市规划决策是通过对多种影响因子的归纳和梳理，制定规划编制方向的过程。然而数据分割严重，规划相关的决策因子数据分散在国土、测绘、市政、城建等相关部门，规划资料的统筹、流通、共享困难，阻碍了科学执行规划决策在地市一级城市的实现。因此要提高城市规划的科学性和合理性，首先需要集成和整合各类多源异构的规划决策数据，并通过对数据的综合运用实现规划的科学决策。城市规划决策信息服务平台的建立将有效提升城市规划效率，通过集成和综合运用各种城市规划决策信息，辅助城市规划决策。结合城市规划特点及信息服务平台功能和结构，城市规划决策信息服务平台的设计以GIS技术为核心，以办公自动化为主线，以地理空间为框架,实现规划数据的综合管理、动态监管和信息展示。该平台以图层方式实现不同业务数据的叠加，具备数据检索、分析及更新和同步等功能，并以情景模拟的方式为规划决策者提供决策支持。

当前“一张图”技术的应用和推广，为城市规划决策技术的发展提供了新的研究方向。 “一张图”是高品质国土资源信息服务的通俗表达[1]，即在一张统一的电子地图上叠加多个行业的专业数据，从而解决当前多部门数据共享程度不高、数据管理分散、数据格式及存储方式不一致等问题，具备数据量大、格式通用、可扩展性强、操作简单等特点[2-3]。随着电子政务和网络办公体系的逐步建立，遥感技术不断成熟和发展，“一张图”的应用领域也得到了不断地提升和扩展，其技术也日趋成熟和完善。这里借鉴国土资源“一张图”的基本构架和设计理念，结合城市规划决策的现实需求，设计和构建城市规划决策服务平台，并以攀枝花市为例，建立了“规划决策一张图”服务平台原型。通过“一张图”整合各类决策因子，加强数据综合分析和对比研究，实现资料服务集群化，以期提高城市规划决策的科学性和合理性，同时也是对“一张图”技术的进一步推广和提升。

1 城市规划决策数据源

城市规划决策具有多目标、多层次、动态性等特点[4]。城市规划方案制定涉及城市发展需求、城市规划现状、国家宏观政策以及相关的城市行业规划和准则等。这些数据是指导城市规划决策的依据，充分整合这些因子信息也是城市规划决策服务平台的基础。

城市规划决策数据资源，从内容上包括:①城市发展规模预测，如人口及分布预测、土地需求预测、设施需求量预测等,是城市规划编制和调整的需求来源；②城市规划现状，如现有土地利用现状、人口分布情况、自然资源条件、现有城市基础设施总量及承载力状况等，是城市规划编制和调整的现实基础；③国家宏观政策法规以及城市规划行业标准与规范，如用地类别、容积率、设施等级等，是城市规划编制和调整的指导和依据。从数据类型上包括文本数据和图形数据，且图形数据又包括 AutoCAD 格式、MapGIS 格式以及 ArcGIS 格式等多种类型的地理信息数据。从数据源头上这些数据分散在规划、国土、交通、环保等不同的行业部门和系统中。总体而言，这些多源异构的数据既相互联系又自成体系，形成了信息孤岛，致使规划决策者难以准确、充分把握信息资源。为了提高规划决策的现势性和科学性，迫切需要建立一套规划决策服务平台。

建立“规划决策一张图”服务平台就是通过充分利用现有空间数据和信息，建立数据汇交更新制度和共享共用机制[5]。首先必须建立统一的框架标准，在保证原系统不受影响的前提下，实现各类数据的互联互通[6-7]。通过“一张图”数据平台，实现各行业数据的叠加分析，并通过数据的可视化管理，为决策者模拟实际场景，提供可参考的决策效果仿真。

根据城市规划数据资料种类，将“规划决策一张图”数据库分为空间数据库、专题数据库以及规划信息数据库三类：①空间数据库用于存储具有空间特征的数据，包括矢量数据和栅格数据，含二维和三维的数据格式；②专题数据包括经济、社会、资源环境等统计数据及其它文字、图片、多媒体数据；③规划信息数据库包括规划标准规范、规划评价指标体系、规划成果图等。在规划编制时，通过调用空间数据库和专题数据库中的数据形成新的规划专项，并作为新的规划数据存储在规划信息数据库中。“规划决策一张图”的数据流图见图1。

图1 “规划决策一张图”的数据流图Fig．1 The data flow chart of "planning decision-making based on one map"

2 基于“一张图”的规划决策因子图层

城市规划对象涉及地下、地面以及空间等多个层级，规划决策数据在数据整合的基础上根据其空间属性和类别按图层分类并形成规划图层。通过对各类规划图层的叠加分析，最终以总体规划图、分区规划图、控制规划图及专项规划图等形式成图。结合城市规划特点，“规划决策一张图”图层以规划对象分层设计，具体包括：地下管线规划层、用地规划层、道路交通规划层、公用设施规划层以及住宅建筑规划层等。从地下到地面再到城市空间，构成立体规划网络，图层内容包括各规划对象的相关属性信息和空间信息，规划决策者通过叠加图层实现局部-整体的综合规划分析。图层设计见图2。

图2 “规划决策一张图”图层设计Fig．2 The layer design chart of "planning decision-making based on one map"

3 “规划决策一张图”信息服务与功能设计

“规划决策一张图”服务平台是规划决策信息管理和信息综合分析的支撑环境，提供决策相关的预测、分析、模拟以及评价等功能。平台采用多层架构设计，包括服务器端和客户端两部分，采用以C/S(客户端/服务器)结构为主B/S(浏览器/服务器)结构为辅的混合结构。结合平台服务对象及建设需求，服务平台功能结构设计见图3。

图3 服务平台功能结构设计Fig．3 The Function structure chart of service platform

3.1 基于SOA与ETL的数据整合

数据是“一张图”的核心，多源异构数据的整合和共享是“一张图”信息化建设的关键问题。“一张图”基础数据库中包含了GIS、RS、多媒体、文件、数据库表等多种海量异构的数据，同时这些数据分别存储在不同的系统中，为了不影响原有系统的使用，本次研究采用 SOA 技术与 ETL 技术相结合的方式实现数据整合。

SOA(service-oriented architecture)，面向服务的体系结构，是基于开放的 Internet标准和协议、支持对应用程序或应用程序组件进行描述、发布、发现和使用的一种应用架构。采用 SOA 技术使系统可以按照模块化方式来添加新服务或更新现有服务, 从而解决新业务需要, 这样既方便了系统的扩展, 同时又保护了原有系统[8-9](图4)。

图4 SOA系统架构图Fig．4 SOA system architecture diagram

ETL 是数据抽取(Extract) 、转换(Transform) 、装载(Load) 的过程[10],用于解决数据分散、数据结果不一致、数据存储随意性、数据不真实性等问题。在构架方面采用 SOA 服务体系，集成原有的部分系统,同时也更有利于满足以后系统软件的集成；在数据集成方面，采用 ETL 技术，既可加强数据管理的一致性,又可避免数据的重复录入[11]。采用 ETL 技术实现数据集成的流程如图5所示。

图5 基于ETL技术的数据集成过程Fig．5 Date integration process based on ETL

3.2 基于模型库的辅助决策分析

规划决策平台核心内容在于建立成熟完备的决策模型库。规划决策需要多方面信息的整合和模拟，基于整合完成的规划信息数据，通过调用人口预测、土地需求预测、设施流量分析、规划评价等相应模型函数来实现辅助决策分析。模型库及其管理系统的研制是“规划决策一张图”服务平台的重点和核心。模型常用程序表示法、数据表示法及逻辑表示等表示方法来实现[12]。平台中的模型库是对城市规划信息的分类集成，包括通用模型、专用模型以及转换而成的暂时性中间模型空间组成，用以支持响应的决策活动[13]。

基于模型库的规划决策辅助分析，通过调用现有模型函数，充分利用 GIS 的空间叠置分析、缓冲区分析、网络分析等空间分析功能，并以情景模拟的方式展示不同的规划方案，然后通过规划方案评价功能予以分析评价，以实现规划的辅助决策分析。

图6 模型库实现操作图Fig．6 Model base to realize the operation chart

3.3 电子政务业务

电子政务中心是一套灵活的控制工具，可灵活定义不同业务间的关系，是供政府宏观管理协调城市多个部门间业务运行的有效工具。根据城市规划工作特点和发展趋势，办公自动化贯穿整个规划管理业务的全过程。“规划决策一张图”服务平台通过集成原有规划信息系统，即保留了原有系统功能，同时又可基于新的整合数据(如行业规划标准等)，新增电子规划审批、重点项目跟踪等业务，实现规划业务的全过程信息化和电子化。

3.4 信息发布模块

“规划决策一张图”服务平台的信息发布功能主要以二维和三维的规划视图为主要载体，在基础地理数据支撑下，提供规划相关专题地图绘制和发布。此外信息发布模块还面向用户提供决策者的决策指令，这有别于传统决策的文本指令，信息发布模块将决策者的指令数字化，并通过专题图的形式发布给用户，使决策指令更直观且易于理解和接受。

4 “规划决策一张图”服务平台原型建设——以攀枝花市为例

为了更好地说明平台的具体的建设过程，作者以攀枝花市为例设计了“规划决策一张图”服务系统原型。攀枝花市位于中国西南川滇交界部，地理位置为东经101°08′～102°15′，北纬26°05′～27°21′。该市城市信息化建设起步较早，早在九十年代初攀就开发了城市规划管理信息系统、建设项目管理系统等实用系统，通过多年的信息化建设已经积累了丰富的数据资源。然而由于数据分属于不同系统，业务数据不能共享，使得建成的丰富信息化数据不能有效地运用于城市规划。通过建立“规划决策一张图”服务平台，将实现规划信息的集成与共享，提高城市规划科学性。攀枝花规划决策一张图系统采用多层技术架构，建立在统一的信息资源基础之上，系统建设技术路线见图7。

图7 系统建设技术路线Fig．7 System construction technology

服务平台建设利用ArcGIS ServerJava ADF提供的Web控件，将GIS功能嵌入Web应用程序，开发过程中关键技术主要体现在如下几个方面[14]。

(1)空间数据的集成。攀枝花规划决策系统的建立涉及到多时空性、多尺度性、多源性等特征的海量空间数据整体集成。因为空间数据量大，所以需要在二维空间上划分块或者图幅，在垂直方向上划分层来进行组织。将影像、矢量、DEM集成化空间数据库划分为3个子库。各个子库采用三种类型数据库管理系统分别建库。建立各种类型的数据库之后，利用ArcSDE的空间索引机制进行无缝集成，使各个子库能相互调用，进行深层次、多数据源的空间查询、分析与制图，并实现数据文件的快速定位、自动拼接、透明叠加及动态漫游。

(2)WebGIS功能的实现。用ArcGIS Server新建一个项目之后首先连接ArcGIS Server，然后获取服务器对象，最后使用服务器对象。新建一个Server Context之后，利用服务器对象及其引用的细粒度Arc Objects来构建需要的GIS功能。上述工作完成之后，通过建立ArcGIS Server web服务，让它在服务器上处理和执行，将地图和地理编码服务器对象作为GIS Web服务发布给Internet的用户访问。

(3)业务流程的灵活控制。在电子政务子系统中，严格按照工作流技术，参考国际工作流管理联盟WFMC (Workflow Management Coalition)模型体系进行审批流转控制设计，采用JSF框架将系统分为客户层、Web层、业务逻辑层、数据层四个层次。其中业务逻辑(体现为JavaBean)的构建是核心，负责业务数据的转接，业务流程的建立、控制和维护，路由控制等。

以攀枝花市现有城市规划信息为基础，结合“规划决策一张图”服务平台构架和功能设计，建设攀枝花市“规划决策一张图”信息系统原型(图8)。

图8 “规划决策一张图”信息平台原型系统Fig．8 prototype for planning decision-making based on “one map” with Panzhihua

5 结论

“规划决策一张图”通过将多层次、多系统、多格式的城市规划决策数据重新组织和有机整合，为城市规划决策提供了有效的数据支撑。结合城市规划特点，基于“一张图”理念，设计构建了“规划决策一张图”的图层结构及服务功能，并采用 SOA 与 ETL 技术相结合的方式，实现了数据的无缝集成，保障了数据有效性，有利于提高城市规划效率、实现城市规划信息科学化管理。在此基础上开发的攀枝花市城市“规划决策一张图”原型系统，是城市规划科学决策的先导性试验，将为城市规划的管理提供全面支持。同时也是贯彻落实2013年中央城镇化工作会议精神，推进规划体制改革，建立空间规划体系，实施“一张蓝图”原则的有力实践，为统筹城乡等后期工作提供了数据资源支撑。

参考文献：

[1] 南希,何政伟,赵银兵,等. 地质灾害“一张图”信息服务平台建设研究[J],中国西部科技，2012,5(11):57-59.

[2] 王殿秋，范晓磊，梁宏昌.数字化城市规划编制系统的构建——以哈尔滨市城乡规划设计研究院为例[J].规划师，2011,27(6):44-47.

[3] 张爱明.国土资源“一张图”数据管理及服务平台的设计与研究[J],现代测绘，2010,33(4):41-42.

[4] 宋振宇.城市规划决策模式浅析[J].北京规划建设,1996,(2):44-47.

[5] 应海鹰，文学东.北仑区规划一张图辅助决策系统的设计与实现[J].城市勘测，2013,6(3):49-52.

[6] 高惠君. 城市规划空间数据的多尺度处理与表达研究[D]. 北京:中国矿业大学，2012.

[7] 李莉，丁忆，张红文.“应急一张图”与应急信息资源整合框架研究——以重庆市为例[J].测绘科学，2011,36(1):125-127.

[8] 赖利君,赵守利,关春艳.基于SOA和ETL的信息整合研究[J].实验科学与技术,2008,6(4):64-67.

[9] 迟文学,吴信才,尔登图,等.基于SOA的地理信息数据整合技术研究[J].测绘学,2009,34(1):203-205.

[10] 梁美红,张男楠,李建,等.一种钻井数据仓库ETL系统的设计[J].微机发展,2010(3):250-253.

[11] 唐权,吴勤书,曹全龙.空间ETL技术在省级标准地址库建设中的应用研究[J].测绘通报,2013(5):80-83.

[12] 刘全波,陈柳新,谢冬.深圳市基于“一张图”理念的规划整合[J].城市规划,2013(2):90-96.

[13] 蒋恒恒.基于GIS技术的城市规划空间决策支持系统的设计与研究[D].成都：成都理工大学，2002.

[14] 赖永兴，张艳，益建芳，等.基于ArcGIS server的城市规划管理信息系统建设[J].影像技术，2008(1)：49-53.