導語：基于GIS 的城市規(guī)劃空間輔助決策平臺一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:城市規(guī)劃管理工作越來越復雜,利用GIS和數(shù)據(jù)庫技術建立空間輔助決策平臺來處理規(guī)劃管理業(yè)務顯得尤為迫切。介紹了空間決策支持系統(tǒng)(spatialdecisionsupportsystem,SDSS),SDSS是通過空間數(shù)據(jù)引擎(spatialdataengine,SDE)建立與商用數(shù)據(jù)庫的關系與存儲,其結(jié)果體現(xiàn)利用了GIS的VRML和3D技術,設計出城市規(guī)劃空間輔助決策軟件平臺的體系結(jié)構和應用模型.文章提出了決策平臺核心內(nèi)容在于建立成熟完備的決策模型庫和決策算子的實現(xiàn)過程,以及計算結(jié)果的多樣化表達.通過決策軟件平臺的建立能夠為城市規(guī)劃管理決策提供客觀準確的理論依據(jù),為決策者科學決策奠定基礎.

關鍵詞:空間決策支持系統(tǒng);城市規(guī)劃;地理信息系統(tǒng);模型庫.

隨著城市規(guī)模的擴大和設施的現(xiàn)代化,城市規(guī)劃已經(jīng)受到人們的重視,如何規(guī)劃好一個城市直接關系到整個城市的總體發(fā)展.城市規(guī)劃歷來是以地理空間信息作為其設計與管理的基礎.GIS技術的應用不僅僅是輔助繪制規(guī)劃圖紙,而是已經(jīng)直接用于編制規(guī)劃方案、城市規(guī)劃管理與決策的過程中.在城市建設中,很多發(fā)達國家的政府管理部門已較普遍地將GIS和計算機及其網(wǎng)絡等先進技術手段應用在城市規(guī)劃與管理方面,使電子地圖和城市基礎信息(圖形/屬性)及城市規(guī)劃數(shù)據(jù)取代了傳統(tǒng)的圖紙、文檔和手工作業(yè)方式,在局域網(wǎng)或者Internet/Intranet網(wǎng)絡上可以完成對城市基礎信息的檢索、查詢和空間分析.國內(nèi)有很多地區(qū)及大、中、小城市也將目光瞄準采用現(xiàn)代GIS技術和計算機網(wǎng)絡技術來建設城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng),并建立起完備的系統(tǒng)軟件和城市規(guī)劃地理信息數(shù)據(jù)庫(劉紀平等,2005).

1城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的發(fā)展研究

大多數(shù)GIS軟件在國內(nèi)城市規(guī)劃管理應用中都是基于關系型數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡版系統(tǒng),論文具有較強大的功能,主要有下面幾個特點.

1.1GIS與OA緊密結(jié)合

根據(jù)城市規(guī)劃管理工作的特點,建立以工作流辦公自動化技術為主線,以GIS技術為核心的集成系統(tǒng)來實現(xiàn)整個城市規(guī)劃管理工作的自動化是目前比較理想的方法,并且也得到比較成熟廣泛的應用.工作流辦公自動化作為貫穿規(guī)劃管理審批工作始終的骨架,主要處理有關審批文檔資料和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴墓ぷ?同時采用GIS作為整個系統(tǒng)的技術核心,處理大量繁雜的城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù).與傳統(tǒng)的辦公系統(tǒng)或者文檔管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法不同,城市規(guī)劃管理所需的所有數(shù)據(jù)(圖形的和非圖形的)以及所有操作(文字性的和非文字性的,內(nèi)業(yè)的和外業(yè)的)應該完全地融于一個自動化的工作流程之中,通過工作流引擎以統(tǒng)一的界面將不同的工作內(nèi)容送至每個相關操作人員.整個系統(tǒng)則是以規(guī)劃管理業(yè)務流程為核心,將其所需的業(yè)務數(shù)據(jù)及各類基礎圖形數(shù)據(jù)通過工作流引擎貫穿到一個自動化的工作流程中.應用Internet/Intranet和Workflow技術,充分與各種規(guī)劃管理模式相適應,為規(guī)劃管理部門提供一個全新概念的集成化的規(guī)劃管理工作環(huán)境(朱光,2002).

1.2城市規(guī)劃數(shù)據(jù)一體化管理

城市規(guī)劃的圖形數(shù)據(jù)/屬性數(shù)據(jù)和各種文檔資料(各種報表、批件、表單等)在實質(zhì)上存在著緊密聯(lián)系,只有在系統(tǒng)設計時從根本上充分考慮其內(nèi)部關聯(lián)并實現(xiàn)一體化管理才能符合城市規(guī)劃管理的現(xiàn)代化需要,才能保證整個系統(tǒng)的先進、高效和實用.

現(xiàn)在國內(nèi)外大多數(shù)的GIS軟件都已經(jīng)研發(fā)出自己的空間數(shù)據(jù)引擎(spatialdataengine,SDE).畢業(yè)論文完全能夠在大型關系型數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)圖形/屬性數(shù)據(jù)一體化存儲.將規(guī)劃數(shù)據(jù)的空間信息與屬性信息統(tǒng)一管理,充分利用大型關系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢,拓展數(shù)據(jù)管理的范圍,使系統(tǒng)擴展為不僅能處理結(jié)構化數(shù)據(jù),而且具有處理非結(jié)構化數(shù)據(jù)的功能,同時還能將這2種管理功能完全地、有機地融為一體的系統(tǒng).其實質(zhì)是把各種空間數(shù)據(jù)的處理方法盡可能地放在數(shù)據(jù)模型的內(nèi)部.總之,數(shù)據(jù)模型應該是面向空間實體的,空間位置只是空間實體眾多屬性中的一類,為實現(xiàn)真正意義上的圖形/屬性數(shù)據(jù)的一體化存儲和查詢,城市規(guī)劃的結(jié)構化和非結(jié)構化數(shù)據(jù)都應有機地組織在一起并統(tǒng)一存儲,即將復雜龐大的規(guī)劃數(shù)據(jù)在統(tǒng)一的系統(tǒng)上處理.

1.3面向規(guī)劃的數(shù)據(jù)組織與管理

城市規(guī)劃工作基本上是建立在對地圖的處理模式上的.目前城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)源也主要是各種紙質(zhì)地圖及其相應屬性數(shù)據(jù),通過數(shù)字化存入計算機,系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)采集的對象和手段來設計數(shù)據(jù)組織與處理模式,都是面向地圖的(朱光,2002).因此,為了使這些地理空間數(shù)據(jù)所表達出的地理信息模型能夠貼切、等價地反映出地理現(xiàn)實世界,在對規(guī)劃數(shù)據(jù)組織和管理上,應該考慮改變以地圖為基礎的模式,不再將各類空間計算局限在圖層范圍內(nèi)進行,而是直接面向客觀世界中的空間實體及其相互之間的關系,在人們感興趣的范圍內(nèi)進行計算.城市規(guī)劃信息系統(tǒng)建設的核心是數(shù)據(jù)問題.在數(shù)據(jù)組織上應該突破原有的實體點線面、圖層、地圖和圖庫的結(jié)構,直接面向空間區(qū)域或空間實體集合,從中處理面向城市規(guī)劃的信息數(shù)據(jù).

1.4采用Client/Server、Browse/Server混合模式結(jié)構

在城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)建設中,采用Internet/Intranet技術意味著規(guī)劃管理工作不再受空間限制,使城市規(guī)劃信息社會化服務、遠程辦公、遠程系統(tǒng)維護成為現(xiàn)實.城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的“前臺辦公自動化系統(tǒng)”可以統(tǒng)一用B/S(Browse/Server)結(jié)構,用網(wǎng)絡瀏覽器作為普通辦公辦文界面,辦文過程的普通查詢和統(tǒng)計工作可以使用Web方式.同時考慮系統(tǒng)的安全性和擴展性,這就需要建立以數(shù)據(jù)服務器為中心的三層服務體系結(jié)構,具體劃分為數(shù)據(jù)服務層、應用邏輯層和表現(xiàn)層,并分別運行于網(wǎng)絡的不同計算機硬件設備之上.數(shù)據(jù)服務層可包括數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫服務器、空間數(shù)據(jù)引擎(SDE)等,其功能是存儲和提供城市規(guī)劃的空間數(shù)據(jù);應用邏輯層包括應用服務器、各種應用開發(fā)組件和網(wǎng)絡服務器等,其功能是提供網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)處理的應用工具;表現(xiàn)層則是利用應用邏輯層提供的工具開發(fā)出的針對用戶的各種具體應用界面(扈震和張欣,2002).

B/S(Browse/Server)結(jié)構的優(yōu)點就是利用了Internet網(wǎng)絡的強大資源平臺,解決規(guī)劃管理中的遠程數(shù)據(jù)操作的問題,同時系統(tǒng)另外還具有“瘦客戶端”的軟件特點,為用戶盡可能提供簡便、豐富、易用的操作界面.但這并不代表C/S(Client/Server)結(jié)構模式就可以淘汰了,因為目前GIS的許多數(shù)據(jù)操作還是要在局域網(wǎng)內(nèi)完成,如復雜的圖形編輯、空間分析等.因此城市規(guī)劃管理系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)維護系統(tǒng)將采用C/S結(jié)構模式,通過這種模式對海量的地理信息數(shù)據(jù)提供強大的維護功能,為“前臺辦公自動化系統(tǒng)”提供豐富有效的數(shù)據(jù)支持.

2城市規(guī)劃空間決策平臺體系結(jié)構

目前大多數(shù)城市規(guī)劃管理系統(tǒng)建設主要完成規(guī)劃地理信息數(shù)據(jù)的管理維護以及城市規(guī)劃辦公管理業(yè)務的處理.只有少數(shù)大、中型城市開始著手研究利用計算機與GIS技術輔助城市規(guī)劃管理與設計中的決策性業(yè)務,并且只在某些局部取得了一定的效果,但這些都還不能完全滿足城市規(guī)劃中的需要.從目前大多數(shù)GIS在城市規(guī)劃行業(yè)的應用情況來看,運用最多的還是空間數(shù)據(jù)獲取、存儲、查詢、顯示、制圖、制表等工作上,只是通過GIS的空間分析功能對城市信息進行簡單的分析得出結(jié)果,缺少對復雜空間問題決策的有效支持能力,同時即使通過分析得出的結(jié)果也不能很好地同城市規(guī)劃管理的業(yè)務有效結(jié)合,很難滿足城市規(guī)劃的各級決策者的需要,難以發(fā)揮其輔助決策的作用.因此,建立統(tǒng)一的符合城市規(guī)劃要求的空間輔助決策支持平臺已經(jīng)成為目前城市規(guī)劃行業(yè)最為緊迫的任務之一(王亮等,2005)

一般來說,空間決策支持系統(tǒng)(spatialdecisionsupportsystem,SDSS)能幫助決策者從錯綜復雜、撲朔迷離的現(xiàn)象中抓住本質(zhì)、理清頭緒、明確自己的主要任務和目標:自主、靈活地生成各種解決問題的方案,研究和比較它們的利弊與矛盾,進而找出切實可行的解決辦法,采取相應的措施與行動(于卓和吳志華,2001).

在城市規(guī)劃管理業(yè)務中,審批的首要依據(jù)是對規(guī)劃設計方案的審核.通過對審批項目的規(guī)劃設計方案的各項經(jīng)濟技術指標的計算,碩士論文確認是否符合整個城市的總體規(guī)劃的要求,同時符合我國城市規(guī)劃法律法規(guī)的相關規(guī)定,為城市規(guī)劃管理部門提供科學的決策依據(jù)(圖1).

在整個體系結(jié)構中以城市規(guī)劃空間地理信息數(shù)據(jù)為基礎(包括現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)、法規(guī)數(shù)據(jù)),以規(guī)劃設計方案數(shù)據(jù)(設計數(shù)據(jù))為對象,同時建立完備、科學的決策模型庫,在進行空間輔助決策業(yè)務的工作中,根據(jù)工作的需要提取特定決策模型,利用GIS的空間分析、海量數(shù)據(jù)檢索得到?jīng)Q策分析結(jié)果,供決策者參考.同時,可以利用三維景觀技術真實模擬實際場景,為決策者提供更為逼真的決策效果.

3建立城市規(guī)劃空間決策應用模型

城市規(guī)劃空間輔助決策的應用模型由空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、空間決策知識庫、決策模型庫、算子、決策結(jié)果組成(圖2).空間數(shù)據(jù)是指按矢量或者柵格存儲的空間實體的集合,是空間算子的處理對象.屬性數(shù)據(jù)是指規(guī)劃管理業(yè)務涉及的各種文本數(shù)據(jù),包括文字、圖像、錄音和錄像等,城市規(guī)劃決策知識庫定義了城市規(guī)劃相關數(shù)據(jù),包括總體規(guī)劃、控制性規(guī)劃、道路規(guī)劃及專題規(guī)劃等信息以及城市規(guī)劃法律法規(guī)等信息,這些信息是算子工作時的參考依據(jù).決策模型庫和決策算子是從決策模型庫中運用各種決策模型,從而提煉出來的各種數(shù)據(jù)操作,包含如空間量算、空間關系和空間分析等功能,另外還包含了數(shù)據(jù)挖掘、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析等.空間決策結(jié)果和屬性決策結(jié)果分別是空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫運算得出的計算結(jié)果,該結(jié)果往往表現(xiàn)為統(tǒng)計數(shù)字或邏輯關系.決策知識庫定義了和各種專業(yè)背景相關的知識、決策結(jié)果的表示參數(shù)等,以空間結(jié)果和非空間結(jié)果為基礎、結(jié)合決策知識庫最終生成用戶的決策結(jié)果.建立完備的城市規(guī)劃決策模型是實施空間輔助決策工作的核心.在建立模型時,首先充分理解和分析決策模型的知識內(nèi)容,逐步分解成每一個細致的知識點,然后針對每一個知識點賦予相應的決策算子,最終形成決策模型數(shù)據(jù)庫.在實施空間輔助決策工作中,決策平臺提供數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、提取模型、決策運算、結(jié)果表達幾個步驟(圖3).逐步建立空間輔助決策工作規(guī)范化操作流程(雷兵等,2005).

在城市規(guī)劃管理的業(yè)務工作中,規(guī)劃設計方案的審核是城市規(guī)劃管理審批中的重要依據(jù),這樣就需要利用空間輔助決策平臺對大量的規(guī)劃信息數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析,計算后得出相關結(jié)果數(shù)據(jù),供規(guī)劃管理部門決策.

在設計方案的審批決策中,首先定義規(guī)劃設計方案的圖檔標準,結(jié)合空間輔助決策平臺操作流程,在數(shù)據(jù)輸入階段,決策平臺提供自動識別設計方案的所有信息的接口,在數(shù)據(jù)處理階段時對設計方案的數(shù)據(jù)進行整理,對方案中的各個要素進行分類,在決策運算階段時提取方案指標計算模型,通過模型中的各個決策知識點自動計算方案的各項經(jīng)濟技術指標,如:容積率、綠地率、建筑密度、日照時間等,最后對運算出來的結(jié)果與規(guī)劃的預計指標進行比較,濾出不符合的指標.最后在結(jié)果表達階段,可以將輔助決策結(jié)果以多種形式表達出來,一種就是列出符合的指標項和不符合的指標項,使得決策者對設計方案的決策結(jié)果能清楚地識別,另外一種表現(xiàn)結(jié)果就是采用三維虛擬現(xiàn)實技術,將決策結(jié)果形成三維景觀,模擬反映設計方案的真實效果,使決策者更能直觀地了解設計方案的各項指標,從而準確發(fā)現(xiàn)設計方案的問題,及時完善(雷兵等,2005).

4空間輔助決策平臺的設計與實現(xiàn)

空間輔助決策平臺的應用服務采用B/S結(jié)構,系統(tǒng)維護采用C/S結(jié)構(圖4);通過統(tǒng)一的系統(tǒng)結(jié)構設計、數(shù)據(jù)庫結(jié)構設計、功能模塊設計和組件化開發(fā)方法,職稱論文實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)的緊密結(jié)合及相互靈活調(diào)用,構建統(tǒng)一的城市規(guī)劃空間輔助決策軟件平臺.

整個空間輔助決策軟件平臺采用大型關系型商用數(shù)據(jù)庫Oracle9i或者SQLServer2000數(shù)據(jù)庫作為基礎數(shù)據(jù)庫,通過GIS的空間數(shù)據(jù)引擎(SDE)建立城市規(guī)劃基礎地理數(shù)據(jù)庫、規(guī)劃設計數(shù)據(jù)庫、決策模型庫、決策知識庫及元數(shù)據(jù)庫.針對龐大的數(shù)據(jù)庫維護在局域網(wǎng)內(nèi)完成(C/S結(jié)構),包括:數(shù)據(jù)錄入與更新、模型庫管理、用戶管理、權限管理、系統(tǒng)管理等模塊.同時利用COM技術建立空間輔助決策平臺的組件庫接口.其中包括:查詢、分析、顯示、管理這

4大模塊.用戶界面采用B/S結(jié)構,基于.NET或JSP環(huán)境下建立操作簡便、直觀的軟件界面,一種是將決策結(jié)果提供給領導決策,這種決策結(jié)果通俗易懂,容易理解,另外一種是提供給技術人員復雜的分析結(jié)果,這種決策結(jié)果全面、復雜,需要技術人員通過整理選擇性的提煉,然后再交于領導決策.

5結(jié)語

城市規(guī)劃空間輔助決策軟件平臺的建立,為城市規(guī)劃管理中諸多決策任務提供更為科學準確的理論依據(jù),通過建立和完善城市規(guī)劃通用模型,不僅可以規(guī)范空間輔助決策支持系統(tǒng)建設,而且可以推進城市信息共享.目前SDSS技術已經(jīng)逐漸應用于城市規(guī)劃行業(yè),但在應用模型的通用性、結(jié)果表達等方面還不夠成熟和完善.隨著GIS技術、建模技術、人工智能、決策支持技術等相關技術的不斷發(fā)展,城市規(guī)劃空間輔助決策軟件平臺應該向著人工智能專家系統(tǒng)的方向發(fā)展.

附中文參考文獻

扈震,張欣,2002.基于Internet的城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)應用研究.計算機工程與設計,(23)6:56-58.

雷兵,劉紀平,譚海,等,2005.空間輔助決策支持系統(tǒng)的應用模型及管理研究.測繪科學,(30)2:55-56.

劉紀平,李靜華,王亮,等,2005.電子政務空間輔助決策綜合數(shù)據(jù)管理研究與實踐.測繪科學,30(1):10-11.

王亮,劉紀平,雷兵,等,2005.基于GIS與DSS技術的空間輔助決策軟件平臺設計與開發(fā).測繪科學,30(1):19-20.

于卓,吳志華,2001.城市規(guī)劃與管理一體化決策支持系統(tǒng)研究.武漢大學學報(工學版),34(6):44-47.

朱光,2002.城市規(guī)劃信息系統(tǒng)中的GIS技術探討.測繪通報,(1):41-43.