规划国土资源管理空间数据集成应用运行机制

　　摘 要 本文以武汉市规划国土资源管理空间数据集成应用为例，探讨了规划国土空间数据集成应用模式、数据库设计、管理运行机制等问题。

　　关键词 城市规划 国土资源 空间数据 集成建库 运行机制

　　1 引言

　　城市规划与国土资源管理所涉及的空间数据内容丰富、品种繁多、数据量大，可以说，一个城市最主要、最基础的空间数据来源于城市规划和国土资源管理部门。我国目前规划国土主管部门一般下设分局、勘测院、规划院、信息中心和土地中心等单位和部门。基础地理数据一般由测绘院生产，规划设计数据由规划院生产，规划国土审批信息产生于局、分局业务管理审批活动中。由于机构设置、行业管理和技术条件的制约，各种空间数据的数字化程度、数据生产和管理模式以及标准化程度不同。如何将这些分布在各个部门的数据进行集成，建立完善的数据更新维护机制，保障数据及时、动态更新，为城市规划和国土资源管理服务，具有十分重要的作用。武汉市规划国土局十分重视信息的数字化、集成和应用,1993年就开始了城市基本比例尺地形图的数字化建库，随后又开始了规划设计成果的数字化，2000年开展了“十大数据库”建设工作，由局信息中心对分布在勘测院、规划院的各种基础地理信息、规划设计信息和各种管理审批图形信息进行数字化和集成建库，同时，将集成建库数据应用于测绘生产、规划设计和管理审批活动中。随着信息化建设的不断深入，这种信息的集成和共享逐步地扩大、深化并取得成效。

　　2 数据集成的组织与应用模式

　　规划国土管理部门一般设有信息中心，负责部门信息化建设与管理。规划设计、城市勘测一般由下属的规划设计院、勘测院负责。鉴于这种管理体制以及实际生产和管理的实际，规划国土资源管理空间数据集成的组织与应用模式主要有3种模式。

　　2.1 集中建库管理，集中更新维护

　　该模式的主要思路是由数据集成工作由局信息中心负责统一建设和管理，各数据生产部门负责提供原始数据及有关信息，数据集成应用系统从一个系统中读取数据，采用高速网络进行应用。

　　这种模式下，局信息中心的工作量较大，适合于信息化和标准化程度不高以及各部门发展不平衡的城市。

　　2.2 集中建库管理，分工更新维护

　　该模式的主要思路是数据库由信息中心集中统一管理，各数据生产部门负责数据的更新维护，数据集成应用系统从一个系统中读取数据，采用高速网络进行应用。

　　这种模式采用数据集中的模式，可以地集中人员和财力优势，数据建库由一个专门部门负责，其他部门只负责各自数据的维护，保障数据的及时更新。

　　2.3 分布式建库管理，分布式更新维护

　　该模式的主要思路是在局信息中心建立网络中心和数据中心的同时，在主要数据生产单位(如勘测院、规划院等)设立数据分中心。数据生产部门在“统一平台、统一标准”的前提下，分别建立数据库并负责更新维护这些数据，数据集成时将这些相关数据库联系在一起，这些数据库物理位置上分布在不同的地点，采用高速网络相联，集成应用在统一的软件界面下，根据需要从不同的数据库中读取相应的数据。

　　这种方式对数据生产的组织领导、信息化和标准化程度以及网络性能的要求很高。只有在分工明确、机制完备以及信息化程度较高的城市才能完成地实施。

　　武汉市规划国土局2000年开展数据集成时采用的是第一种模式，随着网络设施的逐步完善以及生产部门信息化工作的不断深入，现在采用第二种模式进行集成建库与应用，由局信息中心作为网络和数据集成与管理中心，充分发挥了已经建立的局系统三层网络体系(内网、外网、公众网)的作用，采取“谁生产，谁更新”的运行机制，保障局机关、行业、政府和公众分层次的应用(如图1所示)。

　　各部门(层次)的职责和分工如下：

　　(1)局信息中心。负责空间数据集成平台的搭建(网络平台、软件平台)、数据标准制定以及空间数据的集成管理等。对局机关和二级单位分工以外的数据进行采集、处理和更新维护。

　　(2)局机关、分局。利用办公自动化系统开展电子审批，更新城市规划与国土资源管理的审批数据。

　　(3)勘测院。负责生产、更新1：500、1：2000比例尺地形图、地下管线等基础地理信息数据，通过广域网将数据及时上传到局信息中心的Oracle数据库中，对数据库中的基础地理信息进行更新维护。

　　(4)规划设计院。负责对城市总体规划、土地利用规划、控制性详细规划、城市规划道路等规划信息数据库的维护更新，将更新数据通过网络及时上传到局信息中心的Oracle数据库中。

　　(5)其他局属二级单位。如土地中心、土地登记发证中心、交通院等，负责对其责任范围内的土地收购交易、土地登记发证以及交通调查等空间信息进行更新维护。

　　(6)政府与公众应用。政府和公众主要通过外网和公网查询、利用规划国土空间数据集成的部分成果，同时，政府相关部门也有义务提供相关的规划国土使用的空间信息，如人口普查、地名、勘界等资料。

　　3 数据集成的技术方法

　　3.1 数据库集成硬软件平台的选择与开发

　　局信息中心采用一台高性能的DELL服务器作为数据库，安装Oracle9i数据库和ArcSDE，实现各种规划国土空间数据的集中管理，各种空间数据的访问均通过ArcSDE空间数据库引擎。GIS软件平台采用ArcGIS地理信息系统软件及MapObjects控件，采用VB和VBA作为开发语言进行开发。

　　集成应用软件系统分客户端浏览程序和后台数据维护程序两部分。客户端浏览查询程序主要是提供局机关、分局和其他二级单位进行各种空间数据查询、浏览使用，部分数据依托互联网站向公众提供信息服务。后台数据维护主要是实现各种空间数据的更新维护、管理、制图和空间分析等功能。

　　客户端应用系统采用VB+MapObjects进行开发，实现空间数据的集成管理、图形的调用、数据综合查询、统计分析、指标计算等功能。基于互联网的应用则提供控制性详细规划“四线”(红线、蓝线、紫线、绿线)查询、批后公示在建项目查询等功能。

　　后台维护程序分为两部分：数据更新上传模块和数据编辑、制图、空间分析模块。数据更新上传模块主要实现地形图等基础地理信息、规划道路等规划信息通过网络直接从DWG格式转换至Oracle数据库中，采用VB+ArcObjects编写成动态链接库或采用VBA在ArcCatalog中进行开发。数据编辑、制图、维护、空间分析模块采用VBA在ArcMap中进行开发。

　　3.2 数据分类与数据库设计

　　根据规划国土管理业务空间数据的来源，将空间数据分为基础地理信息、国土资源信息、规划设计信息、管理审批信息、三维城市模型、多媒体信息、专题信息等7大类。

　　数据组织采用ArcSDE的要素集-要素类的组织方式。在规划国土数据分类的基础上，将数据分解成数据表进行管理，空间数据和相应的属性数据统一通过ArcSDE存放在Oracle9i中。

　　每一个要素类分解成空间数据表(Feature Table)，属性数据表(Attribute Table)和空间索引表(Spatial Index Table)，这些表之间采用Feature_ID进行连接。其联接方式如图2所示。

　　对于栅格数据，如遥感影像，DEM，由于其数据格式较简单，其数据分解成多个数据表存储，采用金字塔方式逐级增加像元大小的方法建立空间索引。

　　空间数据存储在Oracle中时，为减少硬盘I/O，提高数据访问效率，在进行Oracle安装和创建数据库时，将系统内存的80%约1.6G分配给Oracle数据库使用，并合理设置Oracle的缓存(Buffer cache)大小，保证经常使用的数据一次读取后，存放在缓存中。在空间数据库存储时发挥了Oracle的OFA(Oracle Flexible Architecture)特性，建立三个Oracle数据表空间，分别存放空间数据的要素表、属性表和空间索引表，并将这三个表空间分别存放在三个物理逻辑硬盘上，以充分发挥Oracle能同时读取不同物理硬盘上存储数据的能力，提高系统的运行效率。

　　3.3 用户权限设计

　　根据用户对数据的访问情况设计用户权限。采用Oracle的数据库用户安全管理功能，进行严格的用户权限控制。对于内网应用的用户和权限设计如表2所示。

　　表2：内网应用的用户和权限设计

　　用户

　　权限

　　使用范围

　　一般用户

　　可以浏览、查询数据

　　市局机关、分局、其他二级单位使用人员

　　地形图数据维护

　　对1：500、1：2000地形图数据集进行更新

　　基础地理数据维护人员

　　规划道路数据维护

　　对规划道路数据集进行更新

　　规划数据维护人员

　　数据集管理员

　　对除SDE系统数据表之外的数据集进行维护，包括创建新的数据集、更新所有数据

　　数据维护人员

　　数据库管理员

　　对整个数据库进行维护、更新、备份和安全恢复

　　数据库管理员

　　4 结束语

　　每个城市的机构设置、工作分工和信息化程度不同，数据集成的模式和运作机制也不会一样。本文从规划国土空间数据的集成模式、数据库设计、运行维护等方面对武汉市规划国土空间数据的集成进行了分析，实践证明，在现阶段，采用集中建库、分布式维护的方法，有效的实现了各种基础地理数据、规划设计数据、审批数据的集成应用和快速更新，从而更好地为规划国土资源管理服务。

　　参考文献

　　[1]李德仁，关泽群.空间信息系统集成与实现[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，2000

　　[2]李宗华，彭明军.地理信息系统空间数据模型的发展，中国地理信息系统协会1999年年会论文集，1999.297~301.

　　[3]李宗华，肖道纲，彭明军.“数字武汉”空间基础数据集成建库及应用，地理信息世界[J]，2004(1)：28~33.

　　[4]陈军，邬伦.数字中国地理空间基础框架.北京：科学出版社，2003

　　[5]ESRI.What is ArcGIS.ESRI Press，2002

　　[6]ESRI.Understanding ArcSDE，ESRI Press，2002

　　[7]Michael zeiler.Modeling Our World.ESRI Press，2002

　　[8]ESRI.Config_tuning_guide_oracle，ESRI Press，2002

　　[9]Michael Abbey，Michael J.Corey等著.乐嘉华，王兰成等译，Oracle8i初学者指南.北京：机械工业出版社，2000