用地钉桩数据生产与入库一体化技术

赵连柱 刘延松 刘 进

(1. 北京市测绘设计研究院, 北京 100038; 2. 城市空间信息工程北京市重点实验室, 北京 100038)

0 引言

城市规划测量工作是配合城市规划、保障其各项内容具体实施的基础工作和重要环节,它为城市建设工程的设计、施工、竣工和运营管理阶段的测量工作创造条件和提供依据,其主要内容包括规划道路定线(简称“定线”)测量和建筑用地钉桩(简称“拨地”)测量[1-3]。建筑用地钉桩数据是北京市各建设单位依法进行开发建设、合法使用土地的重要依据[4-5]。

外业生产与入库分别基于不同的平台进行开发,中间经过多个流程节点,各流程节点完全通过人工的方式进行数据交互和传递,对于纸质成果坐标和入库电子成果坐标只能通过用地钉桩入库人员借阅用地钉桩纸质成果档案(以下简称“拨地件”)进行人工比对,外业生产需要调阅纸质成果档案,需要核对纸质成果档案与下载拨地电子数据是否一致,增加了外业生产人员的核对坐标工作量。

因此有必要对用地钉桩数据生产与入库一体化技术进行研究,对现有的外业生产软件和用地钉桩录入系统进行升级改造,实现用地钉桩数据生产与入库一体化,保证入库成果与纸质成果的一致性。在此基础上,实现用地钉桩数据生产、入库、管理与分发服务的规范化、科学化和现代化,也是信息化测绘的必然趋势[4]。

1 一体化生产技术流程设计

一体化生产技术流程如图1所示。

图1 用地钉桩数据生产与入库一体化技术流程

(1)分院登录院生产管理信息系统,录入拨地件工程项目信息。

(2)业务处审批后下发拨地件测号。

(3)分院外业测绘作业输出打印成果表及略图,打印成果表同时生成入库的交换格式文件,从而保证交换格式文件与拨地纸质归档成果档案记载数据内容一致,避免对入库后的坐标与纸质档案进行人工比对。

(4)分院作业员(中队检查)将交换格式文件上传入库至作业库。

(5)分院部门检查,总工签发后,将作业库中的拨地数据在成果库中进行发布。

(6)分院将拨地件纸质成果和电子资料归档,资料档案馆进行数据分发服务工作。

(7)地理信息中心进行数据库管理与维护,包括拨地件作废、删除、历史数据管理。

2 交换格式文件定义

用地钉桩数据外业成果数据入库内容包括两个部分,第一部分是每个地块的属性数据,另一个部分是地块中每个桩点的坐标数据。用地钉桩外业成果入库要准确记录每个地块的属性数据和每个桩点的坐标数据,保持这些入库的成果数据信息与归档的纸质档案数据报表一致。地块属性数据包括测号、工程名称、委托单位、工程地点、使用性质、地块名称、地块面积、地块性质、入库单位、委托日期和签发日期。地块中每个桩点的坐标数据包括桩号(即桩点名称)、距离(或弧长)、横坐标、纵坐标。

交换格式文件是用地钉桩数据入库时生成地理信息系统(Geographic Information System，GIS)数据必不可少的原始文件,交换文件的正确性直接关系到入库的GIS数据和属性数据的正确性。用地钉桩数据库除存储地块空间数据外,还需要保存地块桩点信息和地块属性信息。在用地钉桩数据库中设计空间数据层LAND_GRAPHICS,用于保存地块空间数据,基于GIS数据存储模型存储数据,空间数据引擎采用的是ArcSDE,空间数据存储是在ORACLE关系型数据库中进行。地块桩点信息和地块属性信息采用关系型数据库ORALCE进行存储。外业规划测量软件采用AutoCAD平台进行设计开发,为保证数据存储和数据交换的一致性,需要制定用地钉桩数据交换格式,保证AutoCAD平台与GIS平台属性数据、空间数据完整性和一致性,同时数据模型设计应满足ORACLE数据库存储要求,如表1所示。

表1 建筑用地钉桩数据交换格式规定

每个地块可由一条或多条线组合而成,每条线在地块中称为一个部分,每个部分可封闭或不封闭。对于封闭的线,第一个点和最后一个点的点名和坐标应完全一致。对于多条封闭的线围合而成的多边形,外环点输出应按顺时针输出,内环点输出应按逆时针输出。多各地块用LANDBEGIN、LANDEND关键字进行标识,LANDBEGIN为一个地块的开始,LANDEND为一个地块的结束。一条连续线围成的地块桩点序号加1,多段线围成的地块桩点序号在上一不连续线桩点序号基础上加2。每个拨地件成果生成一个交换格式文件,在交换格式文件中地块不重复,在同一个地块中桩点序号不重复。

新的拨地件由生产单位直接上传拨地交换格式文件至作业库,新拨地件入库,该拨地件在作业库中不存在,直接进行入库,如果该拨地件在作业库中已存在,则进行整体覆盖,确保新拨地件在作业库中数据完整、准确。拨地交换格式文件通过外业规划测量软件统一生成,与拨地成果纸质档案记录的坐标保持完全一致,通过加密处理确保交换格式文件不被修改。在拨地纸质成果部门检查及总工签发后,作业库中的拨地件地块属性数据及坐标不能再进行修改,统一将作业库中的拨地件数据归档到拨地成果数据库中进行发布,提供给各生产单位查询和使用。

3 用地钉桩数据存储模型

用地钉桩数据库存储包括两个部分,分别为用地钉桩空间数据和用地钉桩成果桩点坐标数据和地块属性数据,如表2所示。

表2 用地钉桩数据组织与存储

3.1 用地钉桩空间数据存储

构建基于地理实体的用地钉桩数据存储模型[6-9],用地钉桩地理实体[3]包括用地边界(线图元构成)和用地钉桩点(点图元构成)。用地钉桩空间数据存储模型采用ArcSDE+ORACLE存储,空间数据存储在关系型数据库ORACLE,空间数据引擎采用ArcSDE。用地钉桩成果中的地块分为单条线封闭地块(图2)和两条线围合成的地块(图3)。图2～3中,A、B、C、D、E、F、G、H为用地钉桩地块界址点编号。

图2 单条线封闭地块

图3 两条线封闭地块

在拨地件中的钉桩成果桩点中增加一列桩点顺序号,封闭地块首尾节点桩点名称相同、坐标相同,每个桩点根据成果件中的桩点按照地块内部依次编号,桩点顺序号从1开始,每增加一个桩点,顺序号增加1。对于两条不封闭线围合成的地块,外圈封闭线桩点顺序号从1开始,每增加一个桩点,顺序号增加1;对于内圈封闭线桩点顺序号在外圈最大顺序号N的基础上开始计算,内圈桩点顺序号从N+2开始计算,内圈每增加一个桩点,桩点顺序号增加1。

3.2 用地钉桩属性数据存储

用地钉桩成果数据包括桩点坐标以及桩点连接形成的地块信息,用地钉桩数据成果中的桩点坐标数据是生成地块空间数据的唯一依据,也是其他钉桩需要参考的重要资料,以避免不同用地钉桩成果件地块之间造成压盖和出现缝隙。用地钉桩成果中的地块属性数据记录地块的工程名称、工程地质、委托单位、地块的面积、地块性质、规划审批文号、成果审核和签发日期等信息,是生成用地钉桩空间数据层中的地块属性依据,用地钉桩属性数据存储在ORACLE关系型数据库中,保持用地钉桩属性数据与用地钉桩交换格式文件记录内容一致。

4 系统总体架构

用地钉桩数据生产与入库一体化系统总体架构如图4所示。

图4 系统总体架构

数据库分为作业库和成果库,外业作业单位交换格式文件统一上传到作业库,纸质拨地成果归档后将作业库中的数据统一发布到成果库中,成果库中的数据可提供数据的分发服务。GIS开发平台采用ArcGIS平台,利用ArcObjects开发数据入库功能。数据生产与入库一体化软件包括外业规划测量软件、用地钉桩数据上传入库系统和数据管理维护系统。

5 系统功能

用地钉桩数据生产与入库一体化总体功能框架包括外业规划测量、前端数据上传入库、后端数据管理维护功能模块,按照面向的用户和功能权限不同,分为三个子系统,如图5所示。

图5 系统功能框架

5.1 外业规划测量软件

外业规划测量软件面向各生产分院的作业员、中队检查员、部门检查员和总工。负责拨地件

成果打印输出,实现拨地工程地块坐标成果自动化输出[10],同时生成符合拨地数据入库的交换格式文件,通过电子文件数据加密和防篡改技术,保证入库交换格式文件数据记录的内容和拨地件纸质档案中记录的内容一致。

5.2 前端用地钉桩数据上传入库系统

前端用地钉桩数据上传入库系统面向各生产分院的作业员、中队检查员、部门检查员和总工。系统功能包括用户注册与登录、用地钉桩交换格式文件上传与入库,数据入库到作业库,提供用地钉桩入库后的数据检查自动检查功能,提供地块面积、距离(弧长)、圆心坐标等自动检查并提供入库数据检查报告,辅助于各生产部门的作业。总工签发后,自动将作业库中的数据发布到成果库。

5.3 后端数据管理维护系统

后端数据库管理维护系统包括数据库管理维护、数据查询统计和系统管理等功能。数据库管理维护可以根据纸质档案记载的标识作废和标记删除的拨地件进行管理和维护,提供数据库的批量导出功能,生成SHP格式文件数据。数据查询统计可按照拨地件或者地块的属性数据进行,包括按照工程名称、工程性质、测号、用地单位、用地地址、委托日期等进行查询。查询统计可绘制区域范围或根据用户提供的导入矢量范围进行。系统管理包括用户管理、权限分配、日志管理、系统配置等。

6 结束语

通过设计用地钉桩数据生产与入库的一体化技术流程,制定用地钉桩数据交换格式,基于地理实体构建用地钉桩数据存储模型,采用ORACLE关系型数据库存储用地钉桩空间数据和属性数据,通过对外业规划测量软件和用地钉桩数据录入系统的升级改造,实现用地钉桩外业测绘数据生产与入库一体化,从而保证用地钉桩纸质归档成果与数据库成果记录内容一致,实现用地钉桩数据库的实时动态更新,更好地服务于首都规划建设工作。