基于WebGIS的“多规合一”信息系统构建

范 强，段家剑，李海龙

(1.辽宁工程技术大学 测绘与地理科学学院，辽宁 阜新 123000；2.内蒙古昂威科技有限公司，内蒙古 呼和浩特 010020)

我国空间规划体系种类繁多，不同规划部门在编制原则、数据基础、技术标准、监管机制、规划体系、规划限期和功能定位等方面存在明显不同，导致规划的各类成果在呈现上存在差异和矛盾，给规划项目的实施和成效带来严重的影响[1-3]。2013年12月，习总书记在中央新型城镇化会议上指出要加快推进市县区规划体制改革，积极探索“多规合一”的实现方式。 2014年11月，国家四部委联合发布《关于开展市县“多规合一”试点的工作通知》，确定了全国28个市县作为“多规合一”的试验区，标志着“多规合一”已经成为我国市县政府的重要工作之一[4-5]。

国家的大力推动以及地方的迫切需求，逐步完善了我国的空间规划体系，形成以资源保护、结构优化、效率提升、公平公正为核心路径，推进空间资源的智慧协调和可持续发展的共识[6-7]。在“多规合一”规划体制改革实践中，各个城市正在逐步由注重目标和指标的管理模式转变为基于时空大数据和智慧城市的面向过程、面向实施的高效管理模式[8]。由此，“多规合一”信息系统是实现智慧城市、加强部门间的信息共享，消除各规划部门间的信息壁垒，强化政府职能的关键手段[9-10]。

我国经济的高速发展，同时伴随着用地矛盾的突出，各个规划间用地需求无法达到协调统一，用地审批遇到了极大的困难[11-13]。针对上述规划弊端，本文构建了“多规合一”信息系统，给予政府部门在决策中提供辅助依据。系统基于企业服务总线(ESB)技术设计，整合了多规部门的数据。通过ArcGIS API for JavaScript接口以及ArcSDE，实现数据共享、坐标转换、专题数据综合分析、土地利用合规性分析、辅助规划的智慧选址等服务应用，为政府单位的专业规划、项目实施、日常监管、分析决策提供有效的技术支撑。

1 系统设计

1.1 系统总体架构

“多规合一”信息系统的总体框架(如图1所示)由6个部分构成，即部门业务层、网络传输层、数据资源层、系统组件层、业务应用层和用户层[14]。

1.1.1 部门业务层、网络传输层和数据资源层

部门业务层包括国土、测绘、住建、环保、水利、农业、交通和林业等空间基础数据生产和管理部门的业务工作库，提供基础数据支持。资源数据层包含基础地理信息、专项规划和土地利用现状数据库，为系统的功能模块提供数据基础。网络传输层利用计算机局域网或者计算机广域网通过ESB将部门业务层数据输送到数据资源层当中，实现数据资源层快速同步各基础数据生产部门对业务工作库数据进行的更新操作。

1.1.2 系统组件层

本系统是基于ArcGIS平台，需向Oracle数据库注册ArcSDE，才能在ArcGIS的各类程序中使用存储于数据库的空间数据。Oracle存储了各类基础地理信息、专项规划、土地利用现状数据和其他非空间数据，如元数据。通过ArcGIS Server发布地图动态服务、地图切片服务和Geo Processing服务，同时借助ArcGIS API for JavaScript对地图服务和Geo Processing服务的调用，服务器可以根据请求进行响应并将请求结果返回给客户端。系统组件还包含各类制图插件，采用Echarts和bootstrap等插件对分析结果进行数据可视化和界面优化。

1.1.3 业务应用层和用户层

业务应用层包含数据共享、专题数据综合分析、合规性分析、坐标转换和智慧选择分析模块。用户层通过局域网或者广域网接入系统，为多规编制单位的“多规”数据获取、项目实施、日常监管和辅助分析决策提供有效支持。

1.2 数据组织分类方式

系统包含各类专项规划部门数据、基础地理数据和土地利用现状数据等，具有数据量大和数据杂等特点。在展示阶段需要对数据的组织进行分类，既要能满足按照特定条件进行高效检索，还要能满足部门快速对地图进行切换查看操作。空间数据按照现状数据、规划数据、基础地理数据和专题数据4大类进行划分，在大类上进一步划分子类，分别是国土局、规划局、林业局、环保局等多规编制单位，将各部门的数据进行大类和子类的归属划分，最后展示在系统上。设置专题数据的目的是为了能够更加快速地对不同部门的相同数据进行检索查看。通过对数据的分类整合，能够提升工作效率，使得数据的组织更具有逻辑性。在一定程度上保证各部门数据间的差异性，另一方面增加使用者对特定图层进行查看加载的效率。

1.3 功能设计

“多规合一”信息系统除了基础的GIS操作功能(地图浏览、地图切换、图斑属性查询、透明度设置、多屏对比和打印输出)，另外根据多规部门的实际业务需求，还具备坐标转换、数据共享与交换、专题数据综合分析、合规性分析和智慧选址分析共6个功能模块(如图2所示)。

2 关键问题研究

2.1 多源异构数据融合

系统的数据基础来源于国土、测绘、环保、发改、住建、交通、水利、农业、林业等空间基础数据生产和管理部门，具有多维度、多标准、多结构等特点，因此系统采用Oracle数据库结合ArcSDE空间数据引擎管理基础数据、多规数据、现状数据。ArcSDE是ArcGIS和关系型数据库的通道，定义空间数据在关系型数据库中的存储方式，有效解决空间数据与属性数据在数据库中不断重复连接的缺点。ArcSDE的多用户特征保证了多规编制单位对空间数据库的并发访问，确保系统在数据组织的存储、修改和共享等方面的统一。

图2 系统功能设计

2.2 面向服务体系架构设计

系统是基于多规编制单位的空间数据进行建设，在成果共享阶段，涉及部门间的横向信息交流，为保证服务及数据共享的高效性，系统采用ESB的应用集成方案，通过定义服务接口、服务置换、服务消息模型等，实现不同部门间的不同服务组件的通信，打破各部门间信息共享壁垒，将数据和应用功能包装为服务发布在共享机制，由传统的直接对底层数据的访问转变为Web共享服务模式。

2.3 多源数据坐标统一

系统的统一坐标系设置为西安80坐标系，多规部门数据和其他专题数据在入库前需要对地图的投影坐标系进行转换。首先由大于或等于3个覆盖区域的控制点计算该区域的七参数，接着遍历每个坐标点进行坐标点的转换。采用的是七参数布尔莎转换模型,求出七个参数后就可以对空间要素坐标进行转换。多源数据坐标系的统一，保证了多规部门数据、各类专题数据、现状数据在统一坐标系下展示，为后续专题数据综合分析、合规性分析、智慧选址分析奠定数据基础。

3 系统实现

系统的功能模块主要有GIS基本操作、坐标转换、数据共享交换、专题数据综合分析、合规性分析和智慧选址分析共6大分区模块。

3.1 GIS基本操作

基于ArcGIS API for JavaScript开发的地图框架包含一些基础操作，如地图浏览、地图切换、属性查询、透明度设置和多屏对比。地图浏览包含一般的地图操作，如放大、缩小、漫游和测量等。地图切换采用Jquery EasyUI插件Tree实现对地图的结构化展示和地图的切换。通过API提供的Query类和Layer类实现一些基础的地图操作，如图斑、图层属性查询以及图层透明度设置。多屏对比功能(如图3所示)，左上加载了地区的遥感影像，左下、右上和右下分别在遥感影像的基础上添加了耕地质量等级、土地利用总体规划和林业保护规划等图层，多屏对比支持多个窗口下进行同步访问，在宏观上对不同部门数据在同一地区的规划或现状有一个实时联动的掌控。

图3 多屏对比

3.2 坐标转换

系统构建时需要统一坐标系，将系统的坐标系定为西安80坐标系，由于系统的数据基础是多规划部门和多业务数据，其坐标系统不统一。有的规划部门编制数据时采用的是北京54坐标系或是国家2000坐标系，因此在对数据入库时首先要进行地图坐标系的转换。计算得到目标区域的转换参数，提供对54坐标系和2000坐标系下的矢量要素转换为80坐标系的功能，保障多规划部门数据和现状数据在统一坐标系下进行其他功能模块的操作。

3.3 数据共享交换

数据共享交换包含：①数据服务的接入：系统数据服务采用统一的OGC接口标准和规范，各规划部门采用ESB与系统进行交互，按照数据检查规范对接入数据进行入库检查，包含拓扑关系、坐标系统检查，检查合格后导入到Oracle数据库。②数据服务的发布：系统所需的基础地理信息数据、专项规划数据、土地利用现状数据和实现复杂分析功能的ModelBulider工具采取Map Service和Geo Processing以服务的形式发布，使用者在无需了解具体实现过程细节即可以URL的形式在应用中使用地图服务和Geo Processing服务，方便各规划部门对各自业务进行审批处理，根据待分析地块区域调用相应的服务。

3.4 专题数据综合分析

不同的规划部门由于不同的实施手段、技术标准、规划内容存在差异，导致同一地形地貌在不同规划部门存在相互矛盾和冲突问题，专题数据综合分析即要解决在选定的地块区域矛盾冲突的地类图斑。配置多规编制单位的详细规划用地类型，依据年度和部门的专题数据进行占地类型分析，在所选的检测区域对比分析出不同部门下专题数据的冲突和矛盾图斑，如占地类型、占地面积和占地指标等(如图4所示)。专题数据分析为各类编制管控、消除差异化矛盾和协调用地类型等环节提供有效的可视化技术支持。

3.5 合规性分析

“合规性”指的是一地块在现有的土地利用现状和未来土地利用规划取向进行一致性分析，若一致，则判断地块合规，反之则不合规。判定条件为：①地块占据现状图层的任何图斑，则给予警告，反之合规。②地块占用建设用地管制区图层的，若地块占地的为允许用地建设区，则地块合规；若地块占地图斑有处于禁止用地建设区的，则不合规；有条件建设用地区和限制建设用地区则需要人为进一步进行判定是否符合用地类型条件，此处设为警告。③针对各专项规划，需要根据国家政策和法律法规依次判定，如一级水源地范围是禁止建设的，占用了则判定为不合规，二级和三级水源保护区允许在特定条件下的建设，占用了就需要人为判定用地项目是否符合规划，此处设为警告。在给定的地块下，依据判定条件分别判断各个专项规划数据合理性，给予判定结果(如图5所示)。合规性分析为地块的规划用途、土地执法监察、项目选址落地提供参考价值。

图4 专题数据分析结果

图5 合规性分析结果

3.6 智慧选址分析

针对建设项目落地选址，使用传统方式对项目落地选址规划首先对一片区域范围进行划定，再人工去勘察、测量、判断，既费时又费力，效率低下。系统面向管理决策层提供“一站式”多维度考量，根据落地项目实际所需地块大小，输入项目地块的长度、宽度以及偏转角度等用地条件，依据各规划用地的空间管制条件对压盖面域和线性缓冲区范围进行辅助选址分析，将适合建设位置在图中标绘，设置“少占耕地”、“少占林地”、“与等级公路距离”等一般性条件的权重，在辅助选址结果中依据条件权重进行地块推荐(如图6所示)，系统在给定的范围依据输入条件计算出21块候选地，由于第19地块占用耕地面积为7.396 m2，其余地块占用耕地面积均大于30 m2，因此在结果列表中将第19地块优先放置第一位，决策者可以根据优先级地块再进一步进行判定项目落地选址地块的合理性。

图6 智慧选址分析结果

4 结束语

在国家大力推动城市多规信息一体化的背景下，本文充分利用WebGIS的优势与特点，积极探索多规数据在多规编制单位间的共享，挖掘数据的价值。通过对“多规合一”信息系统的建设，横向覆盖多个政府职能部门，建立区域共用的协同工作平台，整合部门实际需求业务，秉承共建、共享、共用原则，建设基于ESB应用集成方案的数据共享、专题数据综合分析、图层入库检查与坐标转换、专题图层综合分析、智慧选址辅助决策等应用功能，实现对发改、国土、规划、环保、水利、文物等多规部门的数据对接，统筹城乡土地利用发展规划，优化城市空间布局，为政府部门关于土地利用的日常监管、重点项目落地实施提供有效决策和技术支持。