[文章]：城市建设规划信息管理系统

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城市建设规划信息管理包括土地征用、土地出让、土地转让与划拨、地籍管理、土地利用现状与规划、房地产管理以及耕地保护等。

       城市建设规划信息管理的基础是图形，而其核心是属性数据，也就是数据库的管理。故城市建设规划信息管理系统需把图形数据和属性数据有效地结合在一起，提供一种即时、双向的数据操作。

       地形、土地、房屋是城市建设规划信息管理最常用、数据量最大的基础信息，与这三类信息相对应的是地图是地形图、地籍图、房产图。

       测绘地形图、出售地形图是测绘机构的基本业务，地籍图的编制由土地管理部门承担，因历史上没有地籍测量业务，一般不得不依托地形图来编制地籍图，当地籍和地形发生变化，而地形图来不及更新时，土地管理部门则自行修测，这样就带来大量的重复性现场测量工作，引起机构之间信息所有权的矛盾，这一问题也发生在房产图和地形图、房产图和地籍图之间。另外，地籍、房产图是土地、房产管理部门的内部资料，因此，信息的重复利用率极低。如果地形、地籍、房产资料可以统一测绘、统一数字化，并在有关的机构之间共享，势必带来重复劳动减少、数据精度提高、数据重复利用率提高等好处。

       通过统计、查询地形图、地籍图、房产图中的空间信息与属性信息，判断土地利用是否合理，为今后的土地利用规划、土地转让提供决策依据。

       因此，应用现代高科技手段更科学、更有效、更直观、更方便地进行城市建设规划管理对城市建设规划资源的高效、合理利用，人民生活水平的提高具有极其重要的意义。

       一、城市规划管理中的若干问题

       1．城市规划数据具有三大特征：空间、属性、时间

       我们知道，城市建设规划信息管理主要有规划管理与设计、地籍管理、房地产管理等，它们的数据都具有空间、属性、时间的特征。

       城市建设规划是为土地管理服务的，最基本的是把规划管理部门批准的用地许可资料记录到图形、属性数据库里，可随时查询、统计，给用地管理——规划部门最核心的工作带来不少的便利。在此基础上，把管理工作的一些规划依据也输入计算机，如道路红线、控制性详细规划、文物保护限制、市政工程方面的限制等，使建设项目的审批质量和效率得到更大的南昌市，再把建筑施工许可的相关资料，如总平面图也输入计算机，在现场测绘跟不上的条件下，可部门减轻地形图来不及更新的问题。人微言轻城市规划行业的应用系统，既要解决建设项目“一书两证”的规划审批，又必须能为规划师和领导部门提供决策功能。

       地籍管理中的有关图件资料，如地籍图、宗地图、土地利用现状图以及各种诮不同要求而作的专题图，它们描述了宗地、界址点、界址线的空间位置和相邻关系。属性数据按不同的实体类型可分为：宗地属性、界址点属性、界址线属性。宗地属性信息包括行政区号、城市规划号、土地坐落、宗地四至、土地用途土地权属性质、宗地面积、所在图号、使用期限、土地使用者名称、单位性质、上级主管部门、通讯地址、法人代表、共有使用权、宗地上附属物的信息等，主要描述了土地的人文特征；界址点信息包括界址点号、界标种类等；界址线信息有测量长度、类型等属性特征。

       房地产业的业务是围绕房地产交易过程逐步发展的，这其中包括地产、房产资源管理、价格评估、规划建设的辅助决策，推销与营销管理以及售后的物业管理等等，故提供图形数据和文字信息相结合的强大信息处理功能，再配加OLE为基础多媒体功能，以生动清晰显示，直观而又科学的分析，为房地产工作人员和广大用户提供良好的支持和参考。

       城市建设规划信息除具有空间特征、属性特征以外，还有鲜明的时间特征。历史城市规划资料作为重要的档案资料，可用于土地利用变化的统计、监测和预报，为政府部门的决策提供支持数据，因此不仅要存储和管理更新后的城市规划数据（现状城市规划数据），而且还要存储和管理变更以前的城市规划数据（即历史城市规划数据）。

       2．城市规划数据的数据量巨大、关系复杂

       从上面对城市规划数据特征分析来看，城市规划数量巨大，一个城市的地形图、地籍图、房产图以及各种专题图等各种地图都分别具有上千幅，当然更不用说一个省的范围的所有地图了，而每幅地图将包含成千上万的几何特征极其相互关系的信息。每一空间特征须记录其相应属性信息，在空间特征与属性特征的基础上，不但要记录其现状信息，还要记录其历史信息，即记录其时间特征。

       可见，城市规划数据量是多么巨大而又复杂。

       3．城市规划数据的有机管理异常困难

       面对如此浩繁的城市建设规划数据，我们的管理者面临严惩的挑战。最传统的纸质地图与卷宗管理早已过时，而以CAD管理图形数据，数据库系统管理属性数据的方式又难以将城市规划数据的空间、属性、时间特征溶为一体。寻求一种更有效、更直观、更谇的管理方法是我们城市规划管理者所追求的目标。

       4．城市规划数据的统计报表任务繁重

       城市规划数据的统计报表种类繁多，统计条件多样。

       以传统的手工方式制作报表不但效率低下，而且容易出错，也不美观大方，当然如果以单纯的数据库（不能与地图、图表相结合）方式制作报表同样不能以可视化的方式表达出来，其结果不能令人信服、满意，如此给城市建设规划管理的决策者带来诸多不便。

       5．城市规划数据格式多样，难以统一管理

       许多城市规划空间数据使用CAD的DXF、DWG格式，而属性数据存放于DBF、MDB等数据库中，而由于历史的原因一些城市规划部门使用了互不相同的GIS数据格式，这些问题引发了城市规划数据统一管理、城市规划部门之间数据共享等诸多不便。

       二．MAPOBJECT城市建设规划管理带来了什么？

       Arc/info作为全球地理信息系统平台的领导者，在微机版地理信息系统平台方面最新推出了Mapobject。Mapobject综合了微机版各类图形及桌面管理系统的优越性，成为最适合中小城市建设规划管理的GIS平台控件。

       1．数据准备、图形生成、绘制与属性输入

       利用Mapobject提供的方便的建库工具、图形生成、绘制、编辑与属性输入功能模块，可相当容易地建立数据库，生成城市规划图、宗地图、土地利用现状图以及各种应不同要求而作的专题图，同时生成属性数据库。

       此方面的工作有以下途径：

       1）从地图销售商处购买Mapobject所支持的地图（如：AutoCad的DXF/DWG格式等）。

       2）利用数字化仪或扫描仪将纸质地图生成电子地图：最传统方式是利用数字化仪生成DWG或DXF格式地图，其二是利用扫描仪将纸质地图扫描为TIF等栅格格式后，再利用矢量化软件（如：武汉测绘大学的GeoScan等）进行矢量化（也可不进行矢量化，而利用Mapobject的配准工具模块将栅格图进行配准仅作为背景图使用）。

       3）其他系统数据格式转入：将其它Mapobject所不支持的数据格式转化为Mapobject所支持的数据格式（如DXF等），如Genamap、Mapinfo等。

4）图形数据绘制与录入：在Mapobject中绘制或其它Mapobject所支持的数据库啸入空间数据，在这里应注意的是点、线、面等数据应单独建库，以便于图形生成与管理。

       5）属性资料录入：在Mapobject或其它Mapobject所支持的数据库录入属性数据。

       这里值得一提的是：日常城市规划信息管理的重要特点是其数据量巨大，因此，地形图、城市规划调查数据入库可以结合AutoCad将地形图测量结果、城市规划调查结果生成DXF格式，再利用Mapobject将DXF文件转入，从而节省大量时间，提高效率。

       而地形图更新，日常土地登记管理的重要特点是窨特征变动频繁，且需记录其变动记录，即其时间信息，此点在下面的空间特征，属性特征，时间特征的一体化将有详细阐述。

       2．空间特征、属性特征、时间特征的一体化

       1）使用Mapobject进行城市建设规划数据的组织

       Mapobject组织数据的方式有两种：第一种子方式是将空间信息存放于文件，将属性与时间信息存放于数据库中；第二种方式是将空间信息、属性信息和时间信息共同存放于数据库中，进行统一管理，不管以哪一种方式存放数据，Mapobject都通过其数据组织机制——自饮食的窨实体模型拓扑结构将城市规划数据的全部信息有机组织起来，例如：在进行图形编辑时，不仅能编辑各种图元的几何信息还可以维护拓扑信息，其中有些内容可通过编程自动高速可不参与用户编辑。例如，当界址线被剪断时，自动在剪断处增加一个界址点，并维护点线拓扑关系；删除界址点时自动删除与之相连的界址线等，图形编辑还包括全自动拓扑生成宗地、宗地的合并和分割、高速拓扑关系等。

       由于城市建设规划数据多为测量值和实际调查数据，并且要求图形数据、属性数据严格一致，运用Mapobject为实现“图数”一致和权限的设置提供了可能。在Mapobject中，图形与属性数据通过约定的记录字段保持着紧密的联系，删除、个性添加一个点、一个线、一个面都会引起对应属性数据的变更，这种连动变更是Mapobject在自己内部自动维护的；因此，可以保证“图数”一致、准确，对于个性权限的设置也可以通过在属性中添加一个标志来控制不同用户的权限，实现只读、读写、只写等功能。

       相应地，对数据的变动记录相庆的时间段（起时间与终时间）从而将数据的时间信息与空间特征、属性特征进行一体化管理。

       2）Mapobject丰富的数据表现形式及其一体化。

       Mapobject提供了地图、图表、浏览表三种数据表现方式。Mapobject可以将数据以地图、图表、浏览表三种方式同时表现出来，并且实现了三种数据的一致性，也就是说如果其中一种方式的数据发生变动，另外两种方式的数据也同时发生变动。

       值得一提的是Mapobject提供了多种专题图：等级符号、独立值、范围、直方图、饼图、点密度、格网专题图。

       3．符合国际标准的SQL语言——应用于查询与统计

Mapobject提供了完全符合国际标准的SQL语言，也就是属性查询与空间查询的完美统一，为城市规划信息的多条件查询与统计提供了一条捷径。

正如我们前面所讲，城市建设规划信息统计条件众多、统计方式各异，特别是包含空间信息的统计要实现起来有相当的难度，而Mapobject所提供的完全符合国际标准的基于属性与空间SQL语言填补了这一空白，令空间数据的操作就象属性数据操作那么容易。

4．简单适用的分析功能——应用于预测与路径选择

前面讲过，Mapobject的数据组织机制是自包含的空间实体模型拓扑结构，故其分析功能简单易用，利用Mapobject简单易用的分析功能可用于城市建设规划信息管理的多方案决策支持分析、竖向设计，路径分析（指定起点与终点获得最佳路径）等。

5．强大的报表制作与集成化输出

Mapobject提供了流行的水晶报表功能，通过它可制作任意格式的统计报表，它与Mapobject基于属性与空间的SQL语言的结合完整地满足了城市建设规划管理种类繁多、格式多样的统计报表。

而Mapobject所提供的布局窗口，可将地图、各种附注、图例、统计报表、浏览表集成一体，为城市建设规划管理的输出提供了完全集成化的功能。

6．多样的数据格式的支持

前面说过，城市建设规划管理图形数据、属性数据的多样化为城市建设规划数据统一管理、城市建设部门之间数据共享带来了诸多不便，Mapobject为解决此问题提供了坚实的支持。

Mapobject提供了多种数据输入与输出的接口，包括：AUTOCAD的DXF与DWG格式、INTERGRAPH与MICROSTATION的DGN格式、ARC/INFO的EOO格式、ARCVIEW的SHP格式。

Mapobject同时支持各种栅格数据与Mapobject的矢量数据的叠加显示。

Mapobject支持DBASE的DBF、ACCESS的MDB、EXCEL、LOTUS、ASCII等数据。

Mapobject还支持ORACLE、INFORMIX、SYBASE、INGRES、SQL SERVER、DB2等大型数据库。

7．Mapobject对海量数据的管理

大家知道，对海量数据的管理一直是制约GIS系统普及应用的瓶颈，而Mapobject对此提出了全新的解决方案。

地图的显示速度，与两个因素有关。一是当前视野地，二是地图文件的大小。利用Mapobject管理海量城市建设规划数据有以下途径：

1）通过“无缝表管理器”组织无缝表

为了能在使用时，仍将整个图层作为单一图层使用，可以将这些10M左右的图层通过“无缝表管理器”组织成一个无缝表。无缝表是Mapobject中的一种特殊图层，实际上是逻辑地将多个图层组织在一起，并在显示时按需要动态调出响应图层。这样，在“图层控制”中，仅加入一个无缝表层，就能方便的对整个图层进行显示、隐藏、标注操作，速度要比直接使用大图层快得多。

2）灵活使用图层的视野控制

在具体应用时，还应注意设置各图层的视野范围，以加快显示速度。一些大比例尺的图层，应设置为在比较小的视野下才显示。比如1：500的建筑物层，一般在1500M以下视野显示，既能看得清，又能有比较快的速度。更大的视野下，可以仅显示街道轮廓等较大比较尺的图层。

图层的视野控制并无规范的公式，应用系统开发者应根据需要具体实验确定。

3）索引图

在一些应用系统中，上面所介绍的方法可能并不适用。比如：规划系统，需要对每个1：500图幅直接操作。在这种情况下，通常采用建立索引图的方法。

       参考原1：500图幅，可建立一“分幅索引图层”。这一图层由许多小方块组成，每一块的属性信息都存储着相应的图幅文件名。

       索引图的建立，需要写一段应用程序，读出每个图幅的边框和文件名，在索引图层上建立对应的矩形对象及其属性信息。

要使用索引图，也需要借助应用程序的创建自定义工具能力。首先，只要打开索引图层，并用自定义的工具选择要访问的图块。通过应用开发软件，确定选中的索引块对象，并访问其属性信息，找到相应的详细图幅文件，并将其打开。

通过这种方法，可动态地显示每个图幅，并且由于不需合并图幅，将来图幅的维护也较易进行。

综上所述，Mapobject产品不仅能很能很好的使用海量地图数据，而且给用户以很大的自由度，能通过多种有效的方式，选择最佳的解决方案。

三．Mapobject软件特点与工程解决方案

ESRI公司产要产品有ARC/INFO、ARC-VIEW、Mapobject等，下面就其产品线特点作一 简单介绍：

1．软件技术体系与主要功能

ARC/INFO公司新的企业级地理信息数据可视化系统，是为解决用户的实际问题，并继续以最新技术领导市场而推出的。Mapobject是一个处于世界领先地位的，功能强大，健全而直观的微机管理信息控件，为在CLIENT/SERVER计算机环境下解决问题提供了一种全新的方法。它提供了工业标准的ODBC支持，可连接各种数据库服务器，实现数据库的地理可视化分析。同时，强大的地图编辑和数字化功能，使Mapobject成为建立地图信息系统基础数据的必要工具；专题分析，地理查询等数据可视化技术，为桌面用户分析和查询数据库中的数据展现了新的视野。通过将数据库中的数据转化为所连接的地图对象的可视属性（颜色，符号，大小等）使得隐藏在数据表格之中的信息通过地图表现出来，为决策支持，宏观管理提供了更加有力的依据。

符合CLIENT/SERVER结构，用户可以同时访问ORACLE、SYBASE、INGRESS，INFORMIX，ACCESS、SQL SERVER数据库以及所有其它的关系数据库。准许对远程数据库进行空间查询，例如：某客户为中心，列出方圆200米以内所有分线箱位置。同时支持远程读写，并实现本地与远程数据库的数据同步与冲突解决。

Mapobject更直观，其与MICROSOFT WINDOWS95、WINDOWS NT、OFFICE95兼容；包括标准的WINDOWS菜单，工具条以及对话框，方便用户使用；对象自动链接和嵌入技术准许用户将地图从Mapobject环境中“拖放”到其[它具有对象自动链接和嵌入功能的桌面编辑工具中，例如WORD、POWERPOINT、EXCEL、LOTUS1-2-3等等；在与WINDOWS95兼容的其它应用中，准许对地图进行操作；支持用TRUETYPE字体以及常见的位图符号作为自定义符号。

Mapobject可以作为全面分析问题的工具或者作为专门解决某一问题的工具，也可以简便的集成化用户自己的应用。

Mapobject具有强大的二次开发能力。通过使用通用开发语言VBASIC、VC进行编程，用户可以自定义Mapobject的界面元素，包括菜单、工具栏、对话框等，还可以自动化Mapobject操作，或是扩展Mapobject的功能，当然还少不了与其它程序的连接：通过DDE、OLE、AUTOMATION或调用DLL。利用开发工具提供的多条函数，可实现包括数据库访问与维护、数学运算、地理运算、过程控制与其他应用程序交换数据，调用其他语言生成的外部模块等众多功能，是一个功能完备，使用简单的应用开发工具。开发人员可直接将Mapobject嵌入到用流行开发工具如POWERBUILDER、VISUAL B、VC++、BC++DELPHI、DEVELOP 2000等开发的应用中，并把Mapobject作为一个内部对象进行操作。

2数据管理模式与质量保证体系

Mapobject可以通过空间数据引挚SPATIALWARE将地理对象存储到大型数据库中，实现对海量窨数据的管理统计和分析。Mapobject为用户提供了开放的、广泛的数据接口。直接支持DBF、DXCEL、ACCESS、LOTUS1-2-3、AUTOCAD DXF、分界文本文件及多种栅格图象格式，并提供转换程序来转换MAPINFO、INTEGHAPH、GENEMAP等GIS系统的文件。另外，Mapobject提供ODBC接口连接远程数据库，并随产品一起提供了高性能的ODBC驱动。Mapobject的数据查询和分析是基于工业标准的SQL语言的。无论对Mapobject内置的数据库，还是对远程数据库，都可使用完全一致的SQL查询语句。Mapobject不仅完成支持SQL语言，更创造性地发展了SQL，将“地理运算符”加SQL之中，使得招待地理分析和数据分析合二为一。Mapobject为用户提供了完整的绘图和数字化工具，包括数字化仪接口、绘声绘色图和编辑工具。其自动跟踪和自动滚屏功能更方便了用户画图。

3．企业级系统集成方案

1）方案图



此方案通过WWW浏览方式来查看地图。

2）部分描述

WWW服务器：提供在INTERNET/INTRANET上的WEB服务，接受用户的请求，并招待相应操作，给用户返回信息。

Mapobject：接受用户对地图的请求，进行相应操作，返回结果地图。

中心数据库：保存大量属性数据和行业相关的重要数据。

3）网络技术特点

Mapobject后台采用的是ARC-SERVER，能够很好地与WINDOWS系统结合，可以作为CGI程序被WEBSERVER调用。应用程序本身就是一个ISAPI，可以响应多个用户的请求，这样，当多用户访问时，对访问的响应是同时并发的，每个用户都可获得瞬间响应。

4．系统功能介绍

系统的基本功能分为以下四类：

1）地形图地动态管理

A．数字化地形图的增改；

B．不同比例或任意比例图的输出；

C．城市独立坐标与国家坐标两套系统图件的输出；

D．城市基础控制5”、10”点及水准点的检索；

E．任意分幅、分层可以单击提取，也可任意层叠加提取；

F．能自动记录图件增加、修改时间，并能恢复原地形；

2）办公自动化管理

A．用地审批自动化，微机发证；

B．工程审批自动化，微机发证；

C．城市管网系统分别连贯输出；

D．城市公用设施的分层显示；

3）城市规划管理

A．任意地块的各种数据统计；

B．城市规划七种用地的输出；

C．行政行为的贮存；

D．城市规划成果演示；

E．市区场地评价图输出。

4）三维模型及辅助决策

A．地形主体模型的建立；

B．抗震信息系统；

C．防洪设施及指标输出。

系统详细功能：

1）地图数据的输入内容方面：

A．街道，居委会分界线；

B．现状用地综合；

C．现状建设综合；

D．道路与红线；

E．多种工程管线（给水、排水、电力、通讯、煤气等）；

F．多种规划控制线。

2）地形图编辑

A对地形图的元素：点、线、面的增加、删除操作，任意区域面积计算，任意曲线长度的计算，任意点坐标系统的换算；

B．地形图注记信息的确定，可在地形图上加上任意大小，任意方向，任意颜色的汉字串或英文字符串；

3）地形图具体的操作：

A．地形图的备份；

B．地形图的删除；

C．地形图的拼接；

D．地形图的裁剪；

E．区域的选取；

F．边形属性合并；

4．建立数据库，能输入下列多种属性数据：

A．城市人口信息：人口的构成、出生人口、死亡人口、人口迁移、人口文化结构；

B．工业分布信息；

C．教育分布信息；

D．医疗分布信息；

E．办公机构信息；

F．园林、古迹、游览胜地信息；

G．居委会人口、街道人口；

H．街坊用地、建筑用地、住宅构成；

I．道路与管线；

J．不同路段的交通流量；

5．综合查询功能：

实现由图到数据库，由数据库到图的各种组合查询，如：

A．由单位的属性查询其用地边界：

B．根据任意边界范围查询有关单位的文字属性；

C．任意范围内建筑面积的估算；

6．数据输出：

A打印指定格式报表；

B．道路路段交通流量示意图的绘制；

C．将统计成果用图表方式输出，例如：直方图、圆饼图、趋势线图；

7．城市规划管理系统分析功能：

分析模块依据现有各种图形数据（地形图、规划图、征地图、管线图等）和各种文字数据，参照目前规划部门的工作方法对城市规划管理中的选址规划和工程建设审核实现计算机辅助决策。

A．征地方案的选择和评价

该子系统以现状地形图、规划图、征地图及相关的文字数据为根据，辅助决策用户征地申请是否可以批准，主要工作流程如下：

（1）用户提交用地审请，标出拟征地块。

（2）计算机判断该地块是否为可征地，排除已征地块，预贸地块和不可征地块。

（3）计算机根据规划部门对该地区地规划及自然环境、社会环境（人口密度、交通、商业、教育、卫生、管线分布）等因素对该地块是否可征进行判断，向规划人员提出建议。

（4）规划人员参照计算机的结果决定该地块是否可征用，核发建设用地规划许可证。

B．“建筑许可证”审核

该子系统根据用户提交的“建筑工程施工平面图”及相关数据，参照目前规划部门采用的规划方法对施工图进行审核，辅助规划人员核发建设工程规划许可证，主要流程如下：

（1）用户提交“建筑施工平面图”

（2）系统对用户的施工图进行分析，判断是否符合规范（如建筑是否为公路留有足够的余地，建筑之间的间隔是否合适等）。

  (3）规划人员参照计算机的结果决定施工图是否可行。

C．拆迁工程估算

规划一条街道，例如五一路，通过查询“规划目标图”可知道应将这条路扩展到多宽，系统自动在“现状地形图”上用虚线将此区域圈出，由此计算出需扩迁多少建筑物，涉及多少单位，涉及多少人口等。

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此类GIS管理系统国内都还处于探索试验阶段，只有大堆的可行性理论，可操作性不强。