城乡规划监督测绘全过程智能服务平台关键技术研究

贠法长，李旺民，黎 彬，丁建勋，黄 校

(珠海市测绘院，广东 珠海 519000)

城乡规划监督测绘是城乡规划主管部门依法实施规划核实、科学高效地履行规划建设管理职能的重要技术手段，实现信息化、智能化测绘服务是其发展方向。当前国内城市依据《城市测量规范》(CJJ/T 8—2011)开展的城乡规划监督测量包括放线测量、验线测量和验收测量，部分地区还增加了建设工程结构到顶后的检测[1-2]。在对建设位置、高度、功能空间、附属设施及其规划经济指标进行测绘与监督方面，业务全面，技术成熟；而在城乡规划监督测绘的信息化、智能化技术开发和应用，以及城乡规划监督测绘的全过程信息化管理、协同式服务平台的建设研究方面相对薄弱。

因各地经济发展水平不同导致的监管需求和目标的差异，必然造成规划监督测绘业务内容及业务规则的多样化，且随着地方经济发展的支持需求的变迁而持续延伸、不断变化。实现规划监督测绘业务规则对应地方经济发展水平的灵活配置与快速升级，是实现城乡规划监督测绘信息化服务的关键。

目前国内关于规划监督测绘服务的研究主要侧重于测绘阶段的划分与相关辅助系统的设计和开发，经济较发达地区的城乡规划监督测绘以贯穿建设项目监督管理全过程为目标，制订了地方标准，实现了数字化生产，建设了在人工干预条件下的业务数据处理及成果管理信息系统。相关研究文献较多：如文献[3]提出了基于不同业务标准版本管理(VSS)的测绘生产服务系统，探究了3个阶段一体化生产管理的模式，着重于成果数据的管理；文献[4]针对规划建筑面积计算方法进行研究，开发了一套规划建筑面积核算软件；文献[5—8]从数据管理、自动化绘图、内外业一体化、报表输出等方面开展研究，研发了规划监督测绘辅助系统。但对于城乡规划监督测绘体系化标准、智能化生产、信息化管理、动态化监督、网络化服务等相关技术服务体系的研究较少。因此，开展规划监督测绘与城乡规划监督管理信息化融合发展、一体化协同服务的全过程智能服务平台的建设研究，具有重要的现实意义。

1 平台框架

平台以规划监督信息化测绘技术服务体系建设为目标，纵向上解剖为用户层、应用层、服务层、支撑层与数据层5层架构。平台总体框架如图 1所示。

用户层：平台的用户包括城乡规划管理部门(住规建局)、各类测绘人员、系统管理人员、管理层及建设单位等。

应用层：主要分为两部分，一部分为C/S结构，提供测绘生产服务；另一部分为B/S结构，提供数据共享与动态监管。

服务层：主要包括平台设计所提供的各种业务服务功能，如数据转换、数据规整、成果输出、移动查询、信息交换等。

支撑层：采用基于SOA的多层架构；对于通用功能和与外部系统的交互通过Web服务实现；采用行业通用的系统平台和开放的开发平台，涉及常用地图组件(ArcGIS Engine、EPS2012等)及中间件(Oracle SOA、ArcGIS SDE、EPS SDE等)，对不同的应用环境和应用需求保持了良好的适应性和可扩充性。

数据层：数据层是平台架构的基础，包含更新库、工作库两大基础库，以及管理数据库、元数据库、交换数据库、应用服务系统数据和成果库，是平台的数据基础。

图1 平台技术架构

2 关键技术

城乡规划监督测绘信息化技术服务体系建设是城乡规划监督测绘全过程智能服务平台建设的核心，基本技术路线为：体系化标准——数字化生产——信息化管理——网络化服务——动态化监督——自适应更新的全过程智能服务技术，关键技术如下。

2.1 基于数据库技术的规划监督测绘技术标准体系

基于数据库技术的规划监督测绘体系化标准规范建设是城乡规划监督测绘全过程智能服务技术体系的起点。

(1) 完整高效的规划监督测绘规程标准体系。城乡规划监督全过程的节点式监督测绘串联了建设过程各关键节点，实现了全流程监管：从用地红线规划检验、规划报建经济指标测算、施工放线规划检验、首个标准层(±0)规划检验、地下管线覆土规划检验、商品房预售许可规划检验，以及在建设项目竣工后开展规划条件核实测绘，分别与规划许可指标进行比对，明确与规划不符的细节，形成完整高效的规划监督测绘规程标准体系。

(2) 规划监督测绘体系化标准规范建设。以EPS模板控制技术、面向对象的符号库技术等基于数据库的数据生产与存储技术，建立基于基础地理信息标准体系的城乡规划监督测绘体系化标准框架，再通过各子项目进程体系化扩展标准的技术路线，构建了规划监督测绘地理空间信息、专题业务信息、应用服务管理信息的体系化标准。标准概念模型如下

B={S,P}

式中，S为系统标准，包括项目信息、管理服务信息、成果信息等元数据标准；P为项目标准，包括业务分类编码、工作流数据标准、节点过程标准、专题成果模板等。

(3) 基于平台体系化标准数据的全过程服务管理信息流技术。基于平台体系化标准数据，按测绘类型、项目类别、区域、时间4个维度制订建设项目规划监督测绘全过程服务管理的信息流概念模型，即

I={P,S,R,T}

式中，P为测绘类型，包括规划技术经济指标预算、规划技术经济指标核算、规划检验、规划条件核实等；S为项目类别，包括建筑工程、市政管线，道路桥梁等；R为测绘区域；T为测绘时间。基于该模型实现城乡规划监督测绘全过程智能服务的信息流整合。

2.2 基于方案求解的规则库配置方法

规划监督测绘与城市规划建设各时期的管理政策息息相关，规划技术经济指标的计算、核算方法具有明显的时效性与区域性，这给规划技术经济指标的计算带来了很大的困难；而且传统作业方式只能输出某一特定规则下的指标数据，不利于数据成果的知识挖掘；由于计算规则的复杂性，单靠记忆或书面查找去判断某项具体结构的面积计算系数的传统方式，不仅工作量较大，效率低下，还可能会因作业员对规则、条例的理解差异，造成计算结果不正确[9]。

规则库是破解业务规则不统一和多变的关键技术。顾及规划监督测绘的业务规则是基于政府相关法规标准的强约束(点v的取值域X为其标准域X0)，本研究基于可拓分类建立了规划监督测绘业务规则(N)与其特征要素集(C)的业务规则基元模型(R)，通过其同征面上的复合基元ci(N)=vi，确定了强约束条件下影响业务规则特征要素的非伪方案解，并实现其与业务规则的参数化映射。

式中，V为C的量域；n为影响业务规则的特征要素个数。

基于计算规则库，构建了规划技术经济指标计算模型，该模型为

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

式中，Q为规划技术经济指标；D为建筑结构数据集；I为指标项，包括建筑面积、计容面积、增减计面积等；P为结构参数，包括报建时间、功能类型、结构层高、结构名称、投影面积等；R为规划技术经济指标计算规则，包括条件参数(入口参数：与结构参数对应)、规则参数(出口参数：计算系数、系数对应的条文说明、计算函数)；B为结构归属。在该模型中，建筑结构数据集包含多个建筑结构，一个建筑结构对应多个指标项，一个指标项对应多个结构参数，结构参数匹配规则库中的条件参数可得到唯一对应的规则，如图2所示。可以看出，规划技术经济指标计算是基于规则的定义，规则库是最小、最基本单位的规则集合，可根据时间和区域规划管理政策的发展不断完善。

图2 规划技术经济指标计算模型

模型根据录入的结构参数，通过规则匹配获得规则库中各指标项对应的计算系数、系数对应的条文说明、计算函数等信息，免去了烦琐的规则记忆，统一了计算方法。可智能输出同一项目在不同规则条件下的规划技术经济指标，用于不同时期规划管理政策的对比分析，通过定制规则库，无需修改计算模型，即可实现对各种计算方法的支持，从而适应规划管理政策的发展。基于规则库的城乡规划监督模型流程如图3所示。

图3 基于规则库的城乡规划监督模型流程

2.3 多源异构数据信息融合与智能动态服务

城乡规划监督测绘数据包括空间数据与非空间数据，其中空间数据以各种矢量数据为主，非空间数据包括文本、表格、图片等类型。本研究提出了建设项目规划监督管理与协同服务的一体化测绘地理信息融合技术，实现了平台数据高效整合与对规划测绘地理信息数据库的自适应更新。

实体匹配是地理空间数据融合与更新的关键技术，需考虑对象的特征差异(几何类型、语义特征)，设计相应的匹配算法。匹配对象的确定与空间距离、语义相似度及空间关系等因素有关。多尺度对象匹配度的计算模型如下

M(A,B)=d(A,B)ω1+s(A,B)ω2+r(A,B)ω3

式中，M(A,B)表示对象A、B之间的匹配度；d(A,B)是对象A、B的距离衡量指标；s(A,B)为语义相似度衡量指标；r(A,B)表示对象A、B的空间关系，通过实体的缓冲区重叠面积计算进行衡量；ω1、ω2、ω3为权重值，其取值在[0,1]内[10]。

采用BI技术将生产、管理、监督信息数据高效ETL(extract-transform-load)整合为专题数据仓库，汇聚了业务全过程服务信息流，实现了建设项目规划监督测绘服务的全流程信息共享、全过程动态监督和全周期协同服务。BI数据整合提取原理如图 4所示。

图4 BI数据整合提取原理

3 平台应用

通过对规划监督测绘成果数据及规划报建数据等多源异构数据的融合处理，由平台对数据进行多方位动态展示与统计分析。规划管理部门通过平台可以查询规划监督测绘业务的办理情况及其结果信息，也可以对办理情况进行督办管理，实现了信息资源的全流程共享、全过程协同。据近3年规划检验符合率统计(见表1)，年平均符合率达88.4%，有效保障了规划实施，监督管理效能显著。平台动态监督与统计分析界面如图 5所示。

表1 规划检验符合率统计

4 结 语

本文通过开展城乡规划监督测绘全过程智能服务的理论方法及技术应用研究，在破解行业难题的关键技术上取得了突破，构建了规划监督测绘生产、服务和管理全过程的智能服务技术体系，为测绘地理信息与城乡规划监督管理信息融合发展、协同服务提供了创新应用和示范。

图5 动态监督与统计分析

参考文献：

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