基于GIS的市级规划成果数据建库方法研究

李佳文

(福州市勘测院 福建福州 350108)

0 引言

城市规划，指对一定时期内城市的经济和社会发展、土地利用、空间布局以及各项建设的综合部署、具体安排和实施管理[1]。随着我国信息化的不断完善，城市规划管理对信息化的要求越来越高。但现有城市规划数据，依据不同的规划标准，有不同的类型，如规划编制成果的总体规划、控制性规划、各类专项规划等，规划审批成果的总平面规划方案数据、选址红线数据、竣工测量数据等[2-3]，各类规划数据主要依托于各业务应用沉淀积累产生。由于没有统一的数据建设标准，数据格式、数据标准、存储形态、坐标等方面存在很大的差异。同时，由于规划持续调整，规划成果数量大幅增加，传统的成果管理模式无法满足要求，导致规划成果管理混乱，版本不统一，信息不对称，与其他数据库或信息化系统难以集成，严重影响规划管理的工作效率。因此，极其有必要对规划成果数据进行标准化处理和建库。

当前，规划数据建库问题已经成为了规划成果信息化建设的重难点。为了解决规划数据建库问题，陈明辉等结合东莞市规划成果数据建库探讨了规划成果数据建库的方法和思路[4]；肖锋等在AutoCAD平台上二次开发，完成了DWG数据到SHP数据的格式转换[5]；杨娜娜等提出了一套CAD规划成果数据GIS建库方案和技术实现流程，并在佛山市取得了良好的应用效果[6]；江威利用FME和ArcGIS Pro软件实现了规划成果标准化建库[3]。

本文以福州市规划成果数据建库为例，制定统一的标准规范，将多源异构的规划数据实体进行标准化处理，整合最新、最全面、囊括各个历史时期的规划成果信息，完成规划成果数据库标准化建设，从而实现规划数据的现代化管理，有效提高工作效率与质量。

1 技术路线与流程

1.1 技术路线

本次规划成果数据建库工作，通过收集福州市自然资源和规划局的各类规划数据，充分利用福州市现有最新大比例尺地形图、正射影像等资料，作为基本工作底图和作业依据，参考本项目制定的数据库标准及实际要求来整合各类规划数据，采用测绘数据处理技术、地理信息系统技术，实现对原有数据进行格式转换、空间定位、空间转换等技术处理，建设一套统一、标准、规范的规划成果数据库。

该项目拟采用AutoCad、FME和ArcGIS等软件作为数据内业加工平台，按照制定的数据库标准，对已有CAD文件的规划项目，将CAD文件转成标准的ArcGIS格式，通过CAD文件中的图层、注记信息或纸质档案获取图形数据的属性字段，最后用ArcGIS、FME等软件进行图形数据、属性数据之间的关联建库，实现图属关联。成果数据采用GeoDataBase数据模型形式，利用Oracle11+ ArcSDE10的方式统一存储和管理。

1.2 建库流程

规划成果数据建库流程如图1所示，具体如下：

图1 规划成果数据建库流程

(1)将规划图形数据加工、入库。收集整理规划资料，建立规划审批项目清单，依照数据成果要求进行数据格式转换、坐标系转换和投影转换等处理，形成规划图形数据。对图形数据进行图层处理，拓扑加工，检查数据的完整性、正确性。使用ArcGIS平台建库转换集成为GeoDatabase数据库格式。

(2)属性信息获取。将规划编制CAD文件中的图层、注记信息，转化成规划编制数据库属性表中对应的属性字段。对于无法从CAD文件中获取的其他必要字段，采用从纸质档案资料中提取属性信息，手工录入的方法。

(3)图属一体化建设。通过项目编号等关键字段，将属性信息与对应的地块图斑、图层等空间图形相关联，实现图属挂接，确保空间和非空间数据的一体化，实现图属一体化集成。

2 数据库设计

2.1 数据库组织及层次结构

成果数据采用GeoDataBase数据模型，基于ArcSDE 地理数据库，按照“数据库-要素集-要素类-要素”的方式进行组织管理。为实现数据优化管理、应用，在数据库须采用物理分层。首先，根据专业数据的类型，划分为规划编制成果数据库和规划审批数据库；其次，按不同层次的规划编制成果分类(如城市总体规划、控制性详细规划等)；然后，同一个层次的规划成果按照专题分类(如用地、配套设施、交通、控制线等)；最后，为了满足制图和 GIS 对数据检索分析的需要，还需要将专题数据按几何类型(点、线、面、注记)严格分开，如图2所示。

图2 规划成果数据库组织及层次结构图

2.2 图层分类与命名

ArcSDE空间数据库中图层命名规范要求如下：

(1)数据库图层命名形式为：“信息高层分类代码_要素名称_实体类型”，分隔符为半角“_”(其中规划资源信息高层分类与代码如表1所示)；

表1 规划资源信息高层分类与代码表

(2)要素名称采用汉语拼音第一位字母的方法来命名，尽量简洁明了，以不超过四个字母为宜；

(3)实体类型采用 2 位几何特征缩写代码，代码有 PT、LN、PY、AN、AP，分别表示点、线、面、注记、注记点。

2.3 要素分类与编码规则

要素编码为7位十进制数字码组成的要素类代码，分别为按数字顺序排列的图层码、类别码、小类码和特征码，代码结构如下：

XX+XX+XX+X

图层码+类别码+小类码+特征码

(1)图层码：左起第一、二位。根据规划编制成果中各数据特点，将空间要素分为用地类、配套设施类、道路交通类和控制线类。用地类代码为11，配套设施类代码为12，道路交通类代码为13，控制线类代码为14。

(2)类别码：左起第三、四位。在图层码基础上，细分成二级要素分类，如道路交通图层可划分为对外交通、城市交通、其他交通要素等类别；

(3)小类码：左起第五、六位。在类别码基础上，细分形成的三级要素分类，如对外交通类可划分为铁路和高速等小类；

(4)特征码：左起第七位。为了从编码上反映出图形实体的点、线、面几何特性，用特征码来划分，0表示点，1表示线，2表示面，3表示注记。

3 关键技术与应用成果

3.1 关键技术

(1)标准规范统一。为了规范和顺利推进各类规划成果数据建库工作，制定了《控制性详细规划成果入库标准》《历史文化保护规划编制成果入库标准》、《规划编制成果空间要素编码规范》和《规划编制成果空间数据库标准》在内的多个标准规范，详细规定了规划数据中涉及的用地类型、设施符号、要素编码、地块配色等关键指标,为实现“设计-建库-管理-应用”一体化目标奠定基础。

(2)特殊实体折线化。CAD制图过程选用了圆(Circle)、弧(Arc)、椭圆(Ellipse)或曲线(Spline)等特殊实体类型。由于CAD与GIS数据数据存储架构不一致，造成这些特殊实体类型转成标准的GIS格式后，发生一定的形变。在规划数据入库过程中，本文采用折线化等技术手段，通过内插加密点的方式将弧线转成折线，最大程度避免了数据格式转换造成的形变。

(3)建库过程工具化。使用FME工具制作了将CAD数据转化为GDB数据、GDB数据分层、地块编码赋值、按规划范围裁切成果数据等模板，实现建库过程工具化，提高CAD数据格式转换和入库的效率。如地块编码赋值模板用AttributeRemover转换器将用地规划的地块编号属性删除，用PointOnAreaOverlayer和AttributeCopier转换器将重叠的控制指标点编码赋值作为用地规划的地块编号，用FME工具结合数据现状进行针对性定制开发，极大提高了建库效率。

(4)图属一体化集成。数据库存储的数据包括空间地理数据和属性数据。本文采用关系数据库管理空间数据和属性数据，确保空间和非空间数据的一体化，实现真正的图属一体化集成。利用关系数据库管理空间数据的关键，在于面向对象的空间数据模型的采用。面向对象的空间数据模型的采用，改变了原有 GIS 中图形与属性分离的概念，反映空间对象的几何图形数据只是作为一个属性字段，与其他非空间属性存贮于关系数据表的一行中。这种数据模型可以方便地定义空间对象之间、空间对象与非空间对象之间的关联关系和规则，能更好地对现实世界建模。

3.2 应用成果

根据制定的技术路线、建库流程以及数据库建设标准规范，将福州市规划编制数据和规划审批数据进行整合，形成统一、规范、完备的规划成果数据库。数据库覆盖福州市鼓楼区、台江区、晋安区、仓山区、马尾区和闽侯(上街、南屿、南通、祥谦、青口)，共1447 km2。对比规划原始CAD数据与建库后的GIS成果(图3)，二者保持较好的一致性，说明本文所采用的规划成果建库方法是可行的。

图3 总体规划入库成果与原始CAD叠套示意图

4 结语

本文基于规划数据统一管理、数据标准化的需求，设计了规划数据建库的技术路线和工艺流程，制定统一的标准规范，详细规定了空间数据库组织、图层命名和要素编码规则，利用FME和ArcGIS软件实现了福州市规划编制数据库和规划审批数据库建设。福州市规划成果数据库的建设，实现了规划数据的集中融合和现代化管理，可有效提高工作效率与质量，便于规划数据的高效应用。但福州市规划成果数据建库过程中也存在一些问题，如部分规划审批数据，尤其是选址和用地红线项目，业务上频繁出现重复选址的情况，此类历史遗留问题会影响建库数据的准确性，需通过数据使用和业务进一步梳理完善来解决。