城镇低效用地信息化决策系统设计

白洪伟，李志伟

(1.宿州学院安徽省煤矿勘探工程技术研究中心，安徽 宿州 234000;2.江苏易图地理信息工程有限公司，江苏 扬州 225002)

城镇低效用地信息化决策系统设计

白洪伟1，李志伟2

(1.宿州学院安徽省煤矿勘探工程技术研究中心，安徽 宿州 234000;2.江苏易图地理信息工程有限公司，江苏 扬州 225002)

城镇低效用地迫切需要信息化决策支持手段。从整体上详细设计城镇低效用地分析决策系统的框架和数据库：采用Flex开发语言，以ArcGIS Server为开发平台，设计并开发基于城镇低效用地再开发调查数据的信息管理系统。该系统包括数据建库、数据浏览、要素图斑操作(包括选择、查询、编辑、渲染等)、统计分析和决策支持、成果输出、系统管理等功能。系统具有良好的人机交互界面空间数据展示功能，以直观、合理的方式展示低效用地调查所取得的成果，并提供决策分析支持。

城镇低效用地；空间数据库；Flex；ArcGIS Server

1 引 言

目前，中国土地开发利用仍处于粗放利用阶段,造成这一现象的原因除了市场主体逐利行为外，还有政府管理方面的原因。由于土地利用的不合理及土地利用资源的浪费，城镇低效用地迫切需要信息化决策支持手段。当前，城镇地理信息系统是非常重要的信息化解决手段，该系统是地理信息系统的一个分支，是一种运用计算机硬、软件及网络技术，实现对城镇各种空间和非空间数据的输入、存贮、查询、检索、处理、分析、显示、更新和提供应用，以处理城镇各种空间实体及其关系为主的技术系统。是城镇基础设施之一，也是一种城镇现代化管理、规划和科学决策的先进工具。城镇地理信息是指与所研究对象的城镇空间地理分布有关的信息，是城镇地理实体性质、特征和运动状态表征的一切有用的知识，表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、关系和规律。

为配合城镇低效用地再开发调查工作，充分展示调查成果，丰富政府部门针对低效用地的分析手段，提供决策支持，本文从城镇地理信息系统研究理论出发，采用Flex开发语言，以ArcGIS Server为开发平台，以扬州市为例，介绍了系统实现过程中构建的相关模型和关键技术。

2 总体设计

2.1 系统设计支撑平台及ArcGIS Server支持的服务类型

ESRI公司推出的ArcGIS Server，用于构建企业级的支持多用户的、基于互联网的WebGIS解决方案。基于该产品的ArcGIS Server框架平台，提出了一种基于Web服务器，用来创建GIS服务的一个行业标准，它较好地支持ArcGIS底层的通用类库ArcObjects。

它还支持分布式环境下地理空间分析、空间数据管理及在线制图、编辑、数据处理等，功能较为强大[1-4]。

ArcGIS Server支持地图编码服务、地图服务、地理数据服务、地理处理服务、几何服务、影像服务、搜索服务、要素服务及地球服务等。ArcGIS Server所提供的服务及所对应的GIS资源服务见表1。各个统一资源定位器或Web终端可以通过ArcGIS Server发布的GIS服务来访问针对RESTAPI对应关联的、开放的地图资源及操作[5-7]。

表1 ArcGIS Server主要支持的服务类型

图1 系统总体框架设计

2.2 总体架构设计

系统总体架构分为数据层、服务层、应用层。数据层主要包括影像数据和矢量数据；服务层主要包括查询服务、分析服务、数据导入导出服务、地图服务等；应用层主要包括系统的各项功能。具体架构如图1。

2.3 基础数据库设计

基础数据库包括两方面的内容：一方面包含各种大量图形和空间属性信息的基础地理信息系统数据库和城镇低效用地专业数据库；另一方面是系统进行城镇低效用地信息服务的其他数据。

基础地理信息数据库作为一项核心内容，是整个系统的“血液”。地理信息数据库不仅包含了空间数据和属性数据，还包含用于城镇低效用地决策分析和城镇开发规划等有关的大量专业数据。地理信息数据库具有以下特点。

(1)多源数据的集中管理。空间数据主要存储与空间位置有关的基础数据，主要有：①反映系统覆盖区域分布、全貌的基础性图件，如行政区划图、城区分布图、区域TM卫星影像图等；②城镇低效用地信息决策工作底图，如城区建筑物分布图、城区1∶10 000正射影像图、城区规划图、城郊土地复垦图等；③城镇低效用地专题图件，主要包括与城镇低效用地有关的大量图件。

属性数据主要包括从地图上获取的有关资料，如地名、河流名，城镇低效用地的基础信息与城镇规划用地信息；城镇用地规划决策资料、图片等。

(2)多种格式、多尺度数据的统一管理。基础地理信息数据库不仅对矢量数据和栅格数据统一建库，还实现了多尺度的数据集中组织、管理。该系统以有地理编码的1∶1万的TM卫星影像图、城区1∶1万正射影像图为背景，叠置了城区建筑物1∶500的分布图及各种比例尺的专题图件，使空间分析更加快捷、有效。

2.4 系统功能框架

2.4.1 数据浏览模块 对地图放大、缩小、平移，全图要素查看、要素渲染等基本功能。

2.4.2 图层控制模块 控制业务或专题图层的加载、显示、隐藏。

2.4.3 图形管理模块 图形的编辑，包括图形导入、导出及属性编辑。

2.4.4 查询定位模块 可配置的查询条件，显示查询列表，单击列表中的项目，实现要素定位及属性显示。

2.4.5 空间分析模块

(1)专项数据统计分析功能

地类图斑情况统计。统计所有地类图斑的各项情况，包括占地面积、建筑面积、建筑容积率、密度、固定资产累计投资、每公顷平均产值、每公顷平均投资、每公顷平均税收等。

图斑变更情况统计，可以统计一定时间段内新增的图斑情况，包括面积、权利人等。

具体实现方式：

空间查询(缓冲区分析)：用户可通过选择点、线、面作为缓冲要素，给定缓冲距离，选择需要分析的图层如低效用地图斑，在地图上勾画出需要缓冲的图形(点、线、面)，系统通过点以缓冲距离为半径生成圆，由线生成矩形面，由面生成外包面，以此面作为空间查询方式，分析出面内的低效用地的各项指标，如地类图斑情况统计和图斑变更情况统计等。

通过属性查询的方式统计汇总，自定义组合查询条件，如通过查询调查区域图斑中的现状建成区、城镇扩展区、乡村得到各项汇总面积，并输出指定格式的报表。

通过空间查询与属性相结合的方式：如查询XX调查区或XX镇中一定范围内的低效用地情况。基于以上统计结果依据定制的低效用地认定标准，分析得出低效用地的数量、面积及空间分布。

(2)统计分析和决策支持

基础数据统计，通过属性查询方式，统计符合条件的低效用地用地总面积、平均容积率、平均建筑密度以及调查区总面积、平均容积率、平均建筑密度等,统计结果的显示方式包括：柱状图、折线图等。

通用空间数据统计分析，通过空间查询的方式，统计符合条件的低效用地用地总面积、平均容积率、平均建筑密度以及调查区总面积、平均容积率、平均建筑密度等。

空间拓扑叠加分析，包括叠加城乡规划图斑、土地规划图斑、产业规划图斑等，查询不符合条件的调查图斑。通过查询的方式统计分析，自定义组合查询条件，分析结果可进行辅助决策。

具体表现如下。

按调查区空间地域分布分类统计汇总：市、县(市、区)按现状建成区、城镇扩展区、乡村3个空间范围，分区域统计汇总低效用地面积、现状用途面积(包括商服、住宅、工矿仓储、公共管理与公共服务等)、集体土地面积、违法面积、存量建设用地面积等。

按调查区城镇低效用地类型分类统计汇总：市、县(市、区)按旧城镇、旧厂矿、旧村庄和其他4个低效用地类型汇总低效用地面积、现状用途面积(包括商服、住宅、工矿仓储、公共管理与公共服务等)、集体土地面积、违法面积、存量建设用地面积等。

按调查区编号进行分类统计汇总:市、县(市、区)按调查区编号，如XX镇为单位，汇总XX镇的低效用地面积、现状用途面积(包括商服、住宅、工矿仓储、公共管理与公共服务等)、集体土地面积、违法面积、存量建设用地面积等。

条件交叉分类统计汇总：结合上述3种方式进行统计分类汇总面积，如统计XX镇的旧城镇或旧村庄的低效用地面积、现状用途面积、集体土地面积、违法土地面积、存量建设用地面积等，或统计XX镇的现状建成区或乡村中的各项面积统计数据，或XX镇中现状建成区中的旧厂矿各项面积统计数据。

2.4.6 双屏比对模块 实现不同屏幕加载不同影像或专题数据，实现双屏联动。

3 系统实现

3.1 系统主框架

框架是用来管理其他子模块，控制子模块界面的打开和关闭。主界面如图2所示。

图2 系统主界面

3.2 数据浏览模块

数据浏览子模块主要负责影像图、专题图和其他数据的展示。浏览界面包括左上角导航条、左下角状态栏和地图窗口，导航条包含放大、缩小、平移等工具按钮；地图窗口主要作用是展示地图场景和状态条，状态条上显示当前鼠标坐标和比列尺，如图3。

图3 数据浏览子模块

3.3 图层控制模块

控制专题图层(矢量图层)的打开和关闭，图形管理模块可实现要素(图形和属性)的新增、修改、删除(图4)。

3.4 双屏对比模块

通过加载不同时期的影像图实现影像对比，两个地图窗口进行实时联动(图5、图6)。

图4 空间查询与编辑地块

图5 对比影像选择

图6 两期影像对比

4 结 论

该系统实现了城镇低效用地信息管理的数字化、集成化、可视化、自动化，实现了各类资料的信息关联和高度集成，使空间查询、图形编辑、空间分析统计非常便捷；同时，提高了城镇低效用地信息管理的水平和工作效率，使土地开发利用由粗放利用阶段逐步向集约型、高效性及科学性的方向健康稳步发展。为民众提供了一个基础、及时、全面、直观、准确的三维可视化的科学工具。城镇低效用地分析决策系统的实现，拓宽了3S技术的应用前景，提升了3S技术与其他平台系统集成的应用价值。

[1]罗宇．基于四层软件结构的城乡用地规划系统偶尔机制研究与实现[D]．成都：西南交通大学,2012.

[2]杨志强,尚建嗄．大规模城市三维景观实时浏览解决方案研究及实现[J]．计算机应用研究,2003，(10):113-115．

[3]朱庆,李德仁,龚健雅，等．数码城市GIS的设计与实现[J]．武汉大学学报:信息科学版,2001,26(03):8-11．

[4]朱国敏,马照亭,孙隆祥，等．城市三维地理信息系统中海量数据的数据库组织与管理[J]．测绘科学,2008,33(01):238-240．

[5]韩鹏,徐占华,褚海峰,等.地理信息系统开发ArcObjects方法[M].武汉:武汉大学出版社,2005:385-409.

[6]蒋波涛.插件式GIS应用框架的设计与实现[M].北京:电子工业出版社，2008:184-192.

[7]杨珍,蒋云良,罗显刚.基于WebGIS的税务征管系统设计与实现[J].测绘科学，2009,(04):200-201.

[责任编辑：刘守义 英文编辑：刘彦哲]

Design of Inefficient Urban Land Information and Decision Making System

BAI Hong-wei1,LI Zhi-wei2

(1.Anhui Province Coal Mine Exploration Engineering Technology Research Center,Suzhou University,Suzhou,Anhui 234000，China；2.Jiangsu Yitu Geographic Information Engineering Co.,Ltd.,Yangzhou,Jiangsu 225002,China)

With the urban needs for decision support information of inefficient urban land.In thisarticle,it from the overall designs framework and database of inefficient urban land analysis decision system:using Flex development language,with ArcGIS Server as development platform,design and develop the information management system of inefficient urban land redevelopment based on investigation data,the system consists of database,data browsing,map operation(including elements selection,query,editing,rendering and so on),statistical analysis and decision support,result output,system management and other functions.The system has good man-machine interface display function of spatial data,displays inefficient land use survey results in an intuitive and reasonable manner,and provides decision support analysis.

inefficient urban land;spatial database;Flex;ArcGIS Server

宿州学院安徽省煤矿勘探工程技术研究中心开放资助课题(2013YKF04)；宿州学院教学科研项目(szxyjyxm201419)；宿州学院一般科研项目(2013yyb06)

白洪伟(1987-),男，安徽宿州人，助教，硕士，主要研究方向为测绘与3S技术。

TP 319：F 293.2

A

10.3969/j.issn.1673-1492.2015.05.004

来稿日期：2015-04-15