吴中区城市规划地理信息系统设计方案简单版.docx

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吴中区城市规划地理信息系统设计方案简单版

吴中区城市规划管理信息系统

设计方案

二○○五年元月

第一章系统预期目标

建立吴中区城市规划管理信息系统的目的是为了把城市规划管理过程所涉及的各种信息进行科学的存储与管理，以实现对各种信息的快速查询、检索、统计、及时修改更新、空间分析与资源共享等，完成规划管理的办公自动化，最终达到把大量单一、零散、缺乏内在联系的信息资料变成有机、综合的信息资源，以辅助各级领导和主管部门的分析决策，为此不仅要具备合理的计算机软硬件配置，建立规范化的信息分类标准，最重要的是要为系统建立一个科学合理的结构框架。

系统的总目标为：

规划领域在城市建设中具有超前性、基础性和重要性。

同样规划管理信息系统在城市地理信息系统中也具有基础性和重要性。

以规划管理信息系统为基础建立城市地理信息系统是国内外城市GIS应用的成功经验，是搞好城市建设、规划和管理必不可少的主要管理手段。

因此系统的近期目标是建立以吴中区建设局规划处的业务和管理内容为基础，以GIS技术为支撑，实现图、文、表管理一体化的综合型、空间型现代化网络管理体系。

第二章系统建设原则

为保证系统具备科学合理的结构框架，最大程度地满足用户要求，尽可能提高各项指标，拟建系统的设计须遵循以下原则：

1.先进性原则

✧在满足系统功能要求的基础上以及尽可能降低资金投入的同时，保持系统的先进性。

2.一致性原则

✧为确保系统建设的顺利进行、系统建成后的自身运行以及与其它系统的连接，必须在系统的设计和建设过程中强调标准化、规范化和统一化，主要是数据编码、数据格式的规范化和一致性等。

✧规范标准的选用顺序为：

国家标准、规范，各行业、部颁标准、规范，地方标准，自行制订经过论证的标准。

3.安全稳定性原则

✧保证系统的抗干扰能力和保持正常工作的能力

✧在错误干扰下系统重新恢复和启动能力

✧维护数据安全性能力

4.完备性原则

✧数据完备性，包括数据的完整性、现势性、准确性和精度

✧系统功能完备性，子系统的设计必须有比现有业务流程更完善的数据输入、管理、处理、输出和更新的功能

5.适应性原则

✧能根据机构功能调整的需要，不断满足以后系统目标的变化的要求

✧系统的结构设计应考虑日后的功能扩充

✧能适应技术更新（如软、硬件升级更新等）的要求

6.实用性和方便性原则

✧进行深入的用户调研分析，针对用户的业务流程设计系统，使用户使用起来方便实用

✧系统建成后能够投入实用，以实现规划管理办公自动化

✧经系统的深层次的应用开发，提供简单明了的用户界面，实现＂傻瓜式＂的操作

✧系统的安装、运行简单方便，用户经短期培训即能掌握系统维护、管理和使用

7.经济性原则

✧系统结构设计认真考虑系统建设的经济性，统筹全局，按轻重缓急精心组织系统结构，使系统运作高效而经济节约。

第三章系统开发关键技术

根据系统建设原则，为了实现系统建设目标，该系统的开发将运用以下关键技术：

1.面向对象的系统分析和设计（OOA&OOD）方法

系统分析与设计将采用面向对象的系统分析与设计（OOA&OOD）方法。

开发过程中将应用RationalUnifiedProcess（RUP）方法进行计算机辅助系统分析、软件设计、开发和文档生成，确保系统设计与开发符合软件工程的规范，开发出规范化、具有较高可移植性、可靠性的系统，提高系统开发的效率。

系统分析与设计采用统一建模语言（UMLUnifiedModelingLanguage）。

UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言，它溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。

它的作用域不仅支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析到系统开发的全过程。

实际上，UML已成为面向对象管理组织（OMG）的一个标准，在世界范围内，至少在近10年内，UML将是面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。

UML将贯穿于系统需求分析、系统设计、系统实现与系统测试的全过程。

具体的应用如图2-1所示

图2-1系统开发过程中UML的应用模型

另外，系统的分析与设计还将采用语义分析模型，从城市管理的法律、法规中提取相关的语义对象，建立语义模型，并与UML模型相结合，建立系统完整的信息模型。

2.采用关系数据库管理空间数据

当前GIS技术发展的最新趋势是采用关系数据库或对象关系数据库管理空间数据。

SuperMap的SDX、ESRI的SDE和ArcSDE、Oracle的OracleSpatial、Informix的SpatialDatablade、MapInfo的SpatialWare等，构成了GIS服务器，可以充分利用RDBMS数据管理的功能，利用SQL语言对空间与非空间数据进行各项数据库操作，同时可以利用关系数据库的海量数据管理、事务处理（Transaction）、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能，使空间数据与非空间数据一体化集成，实现真正的Client/Server结构。

OpenGIS联盟已提出了《SQL的简单空间特征规范》（“OpenGISSimpleFeaturesSpecificationForSQL”），以上所述的GIS软件开发商都遵从该规范。

采用关系数据库管理空间数据库将成为GIS发展潮流，这将增加空间数据的互操作性，并使GIS融入IT技术的主流。

系统将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集成。

3.Client/Server结构与Internet/Intranet技术

在传统MIS领域，Client/Server结构已经成熟，Internet/Intranet技术应用也较广泛。

在GIS领域Client/Server结构正趋于成熟，Internet/Intranet技术处于发展过程中，但未成熟。

对于需要处理大量图形数据的应用，为了提高运行效率，将充分应用比较成熟的Client/Server结构，基于三层模型（ThreeTiers）进行开发；对于数据查询和浏览应用，将尽最大可能地应用Internet/Intranet技术，通过Internet发布空间和非空间信息。

为将来全面过渡到Internet/Intranet应用模式奠定基础。

4.全组件式与InternetGIS技术应用

GIS融入IT除了将空间数据交到关系数据库中进行管理以外，开发客户端时，还要考虑使用全组件式的GIS。

全组件式GIS软件将GIS的功能从数据输入、编辑、处理（建立拓扑关系）、查询显示、分析（拓扑迭加、网络分析、栅格分析、TIN）和制图输出（Layout）全部封装成组件，可以根据用户需要，自由定制操作方式和界面。

用户可以将GIS组件和其他组件放在一起，采用通用的开发平台，如VisualBasic、Delphi、PowerBuilder等，而不再受GIS二次开发语言限制。

从而极大地方便了二次开发，同时增强了二次开发的扩展能力。

5.时间GIS技术的应用

自Langran和Chrisman于1988年提出时间地理信息系统（TemporalGIS，简称TGIS）的概念以来，TGIS得到了广泛的研究。

时间数据库模型、时空分析和推理、时空数据库管理系统和时空数据的可视化研究是当前TGIS研究领域的重点。

城市规划信息是动态变化的信息，因而在城市规划信息管理中时间是一个很重要的要素。

利用时间GIS技术完整记录和查询城市规划信息的动态变化，一直是城市规划信息建设中的重要因素。

在本系统建设中，将以面向对象分析为基础，借助面向对象空间数据模型，借助关系数据库技术，和TGIS技术融合在一起，实现城市规划信息的动态一体化管理。

第四章系统涉及的信息范围

根据吴中区建设局规划处的规划管理工作中经常涉及到的各种工作图件（地形图、规划图）和政策法规资料，吴中区城市规划管理信息系统主要涉及与规划有关的地理信息及其属性，有关的法律法规等文档信息。

以下就系统涉及的各具体信息加以说明：

1.基础地形信息

包括1：

500地形图，1：

1万地形图，影象地图

2.规划成果信息

包括总体规划图、分区规划图、详细规划图、区块规划图、专项规划图（包括城镇体系规划、绿地规划、城市防洪规划、道路交通规划、消防环卫规划）、城市内村庄规划、道路控制性详规等及其说明。

3.规划审批信息

包括建设用地红线、建设用地蓝线、总平面布置图等建设项目的有关信息

4.政策法规信息

政策法规是指导规划处开展各项业务的方针政策，包括以下几类：

✧由国家、省、市等上级机关下发的指导规划管理的政策和法规

✧有建设局根据本地特点制订的各种规章制度

✧有关经济开发区的政策法规

✧其它的综合性政策法规

5.建设项目的档案信息

包括建设项目的审批资料，审批信息，审批情况，违规原因等文档信息，建筑平面图、施工图、竣工图等图形信息。

第五章系统总体结构与功能

任何信息系统都离不开功能处理和数据库两大基石，因此在进行拟建系统总体设计时，必须从功能处理和数据库两方面进行科学合理的设计，在构造系统的数据库时，既要考虑结构的完备性、格式和编码的规范化，又要尽可能地避免数据的冗余。

在构造拟建系统的功能模型时，为使系统结构合理，层次清晰，并具有较强的开放性和可伸缩性，将系统划分为若干既相对独立又相互协调，可共享信息的子系统。

这些子系统在依据一定的通讯规则和集成模式在完成各自独立的功能的同时，能够有机的集成在一起，服务于整个系统的信息处理目标，同时应用子系统通过对数据库的合理调度、组织，形成数据的合理流向，完成系统的整体功能，维持系统的旺盛的生命力。

1.拟建系统的逻辑模型

2.系统总体结构

系统由以下几个子系统构成：

1）基础数据管理子系统

2）规划成果管理子系统

3）建设用地蓝线管理子系统

4）窗口办公管理子系统

5）建设用地审批管理子系统

6）建设工程审批子系统

7）批后管理子系统

8）主任办公子系统

9）局长办公子系统

10）业主查询子系统

在系统的设计方面，将采用三层模型（Three-Tier），按数据服务层、应用逻辑层、表现层等层次构造系统。

系统设计与实现将采用面向对象的方法，以软件对象（类）和逻辑相关的软件对象构成的应用组件（Component）为基础进行开发，利用系统分析与设计过程构造的UML类图和类图基础上构造的UML部件视图（ComponentView）进行编程和组织。

在具体实现上，将按业务职能和机构组成划分应用子系统，子系统实际上是应用类与部件的逻辑组合，各子系统通过共享类与部件实现数据的共享。

组件具有较好的重要性，可以对部件独立升级，增加新的接口（属性与方法），而不影响原有系统。

另外，得用组件可以构造新的应用子系统。

3.子系统功能设计

1）基础数据管理子系统

设计功能：

✧地形图图库的建立、管理和更新

✧提供基础信息为规划管理审批服务

✧数据转换

数据转换包括数据转换数据转入和数据转出两方面的功能。

在图形转换方面本系统将充分利用ArcInfo强大的数据转换功能，根据需要转入转出所有常见通用的GIS/CAD图形数据格式。

包括以下几类格式：

交换格式：

ESRI的e00格式，MapInfo交换格式MIF，CAD交换格式DXF，MapGIS的明码交换格式；

2）规划成果管理子系统

设计功能：

✧规划成果建库（总体规划图、分区规划图、控制性详细规划图、区块规划图，专项规划图）、管理与更新

✧便捷快速的查询功能（图形与属性数据的双向查询，包括文挡属性的快速查询，各种方式的空间信息查询如逻辑查询、定位查询）

✧规划成果图文输出

✧各种规划指标的查询统计

✧提供各种量算功能如面积量算、坐标量算、长度量算

✧调用查询其它数据库信息（基础信息库、道路网库、规划档案库等）

3）规划审批资料管理子系统

设计功能：

✧用地蓝线库、用地红线库、总平面布置图库的建立，管理与更新

✧查询功能，包括用地蓝线、用地红线和总平面布置图的查询检索，规划设计指标的查询

✧用地信息的绘图输出

4）窗口办公管理子系统

设计功能：

✧窗口提示功能

✧对审批来件自动完成窗口初审工作

✧对审批中间生成的文件数据等自动分类保存

✧随时查询一个案卷涉及的图文资料

✧发件（证）功能

✧统计功能

5）建设用地审批管理子系统

设计功能：

✧项目立案、登记、受理、建档、查询（查询已审批正在审批退件情况）（可放在窗口办公子系统内）

✧工作提示（如提示未办理案卷、已办理案卷、待办理案卷、已送科（处）长审查案卷等情况）

✧能进行建设项目的项目选址、定点、提供规划设计条件、总平面审查、发放用地许可证等审批环节

✧划出用地蓝线，输出用地蓝线图，用地蓝线图入库；提供图标方式的画线工具以方便工作

✧提供用地调整审批管理模块包括建设单位更改名称、建设项目更改名称、建设用地范围调整和改变用地性质和规划设计条件等用地调整。

✧统计功能

✧能根据规划业务情况自动计算规划业务费，并打印收费项目表

✧能方便地调用基础数据

6）建设工程审批管理子系统

设计功能：

✧项目立案、登记、受理、建档、查询（查询已审批正在审批退件情况）（可放在窗口办公子系统）

✧工作提示（如提示未办理案卷、已办理案卷、待办理案卷、已送科（处）长审查案卷等情况）

✧提供临时建设，小搭小建，农民建房，市政工程等工程审批模块。

✧统计功能

✧查询功能，能随时查询建设项目的审批资料，处理情况。

✧审查建筑设计方案等

✧能根据规划业务情况自动计算规划业务费，并打印收费项目表

✧可调用用地资料

7）批后管理子系统

✧查询功能，查询建设项目的有关审批资料、档案

✧灰线检验发证

✧建设项目的跟踪管理

✧竣工图

✧违章项目的登记、录入、查询、检索、统计及处理输出

✧政策法规等各类文件图件等资料的查询检索

8）主任办公子系统

✧提供业务分配一览表，进行业务分配，登记卡功能

✧查询功能，查询经办人员审批情况，各种规划档案、审批资料

✧提示功能，提示每天待审批的业务、已审批的业务、待分配业务、需送局长审批的业务

9）局长办公子系统

✧查询功能

✧提示功能，提示每天待审批的业务、已审批的业务、待分配业务、需送市长审批的业务

10）查询子系统

✧查询功能，查询项目的审批进度，退件项目的违规情况，规划业务收费情况，规划法律法规等

4.数据库概要设计

1）数据库结构

数据库结构设计的目的是将规划管理中的纷繁复杂的信息进行高度概括，为系统的详细设计提供规范和总控依据，经过对规划处业务流程进行深入的分析后，拟建立以下的几个数据库：

✧地形图图库（矢量型空间数据库）

✧道路网库（矢量型空间数据库）

✧规划成果库（矢量型空间数据库）

✧规划档案库（非空间型数据库）

✧规划审批资料库（矢量型空间型数据库，包括建设用地蓝线和建设用地红线两个子库）

以上数据库从内容上可划分为空间型和非空间型数据库，前者存储地理空间数据及其相关属性，后者存储文档、表格数据等，结构较为简单。

而空间数据库根据其数据的组织形式不同可划分为矢量型和栅格型两种。

二者的存储机理、存储容量完全不同，。

2）数据库组成

数据库名称

数据类型

数据内容

保存时限

备注

地形图

图库

图

形

数

据

矢量数据

1：

500地形图

随时更新，长期保存

栅格数据

1：

1万地形图、数字高程模型及其它扫描数据

属性数据

图名，图号，坐标，地名，控制点数据，有关测量管理信息

道路网库

矢量数据

道路中心线，主车道，绿化带，慢车道，人行道，后退红线，转弯半径，交叉点坐标

属性数据

路名，路面材料，等级

规划成果库

图

形

数

据

矢量数据

总体规划、分区规划、控制性详细规划、区块规划、专题规划等图件

按各级规划期限更新

栅格数据

城市规划设计三维动态显示，影象图片资料

属性数据

图名，各种规划说明

规划档案库

属性数据

建设项目的有关信息

长期保存

有关法律法规信息

长期保存

规划审批资料库

图

形

数

据

矢量数据

✧用地蓝线图

✧用地红线图

✧总平面布置图

随时更新

栅格数据

✧有关图片图象资料

✧建筑单体设计方案图

✧施工图

属性数据

项目名称、类型、开、竣工日期、工程进度情况、灰线检验，规划设计条件、选址意见书等有关规划审批资料

属性数据

建筑单体的有关说明

3）数据库输入方式

针对不同的数据存贮方式、精度要求、原始资料特点，数据录入的方式有很大差异。

主要有以下几种方式：

✧手扶跟踪数字化

✧手工键盘输入

✧扫描线划图或影象图方式

✧数字摄影测量方式

✧屏幕数字化

几种输入方式各有优缺点，下表为几种输入方式比较：

输入方式

描述

原始资料形式

输出成果形式

优点

缺点

手扶跟踪数字化

通过数字化板，手工数字化图形特征点的方式

线划图

矢量方式

数字化精度高；手段成熟

劳动强度大；速度慢

手工键盘输入

直接输入图形的坐标，由程序生成图形

坐标文件

矢量方式

数据准确；编辑工作量小

录入坐标时不直观显示图形

扫描线划图或影象图方式

通过扫描仪或数码相机，对图纸或影象进行扫描或照相，在通过编辑形成产品

线划图

影象图

栅格方式（通过矢量化软件可转换成矢量方式）

自动化程度高

后期编辑工作量大；对符号、文字处理较困难

摄影测量方式

通过解析测图仪或数字摄影测量方式直接对航空或遥感像片进行解算，生成模拟或数字产品

影象

数字方式（坐标DEM数字正射影像图等）或模拟方式（线划图或正射影像图）

速度快精度高技术手段成熟产品形式多样（可直接形成矢量或栅格图形）

投资较大、周期较长（航空摄影测量）

屏幕数字化

先将图纸扫描，再用数字化软件进行分层数字化输入

影象

矢量方式栅格方式

速度快自动化程度高

对文字符号须重新处理

第六章系统软、硬件选型和网络结构

1.软件选型

1）操作系统软件

从系统软件来看，微软的Windows系列软件具有使用方便、稳定等诸多优点，而且目前也是作为最主流的操作系统。

在服务器端，可以选用MicrosoftWindow2003AdvancedServer中文版；在客户端可以选用MicrosoftWindowsXP/2000中文版，但我们推荐使用MicrosoftWindows2000Professional，因为MicrosoftWindows2000Professional基于NT技术构建，稳定性、安全性都比较好，而且具有一定的超前性。

2）数据库管理软件

从数据管理软件发展来看，关系型数据库是趋势，本系统中数据量较大，宜采用大型关系型数据库，如SQLServer或ORACLE。

3）GIS平台

现在GIS平台软件非常多，在选择GIS平台软件时，在光缆管理信息系统中应这种考虑以下几点：

✧软件的稳定性

稳定性是在选择软件时首先要考虑的问题，只有软件的稳定性才能保证系统的稳定性，因此，在选择、比较GIS平台软件时，尤其要注意到这一点，要选择具有大型工程应用经验的软件作为系统的GIS平台。

✧软件的数据兼容性

由于现有的数据格式差别很大，而且在系统建成以后，系统还要与各种不同格式的数据进行交换，因此数据的兼容性是衡量GIS平台好坏的一个非常重要的条件，只有GIS平台具有较好的数据兼容性，将来建成的国家光缆干线网管理系统才是一个成功的系统。

✧对数据库的支持

采用大型数据库管理空间数据与属性数据是一个发展趋势，采用大型关系型数据库来管理数据，能够实现快速的查询，统计及方便的数据更新，因此所选用的GIS平台软件应该能支持大型数据库。

✧性价比

在系统软件选型中性能价格比是衡量一个软件重要指标，一般选择性价比较高的软件，国产软件普遍比国外软件性价比高。

国内外几个主要地理信息软件的比较

软件

名称

ArcInfo系列

MapInfo系列

GeoMedia系列

开发

厂商

ESRI

MapInfo

Intergraph

数据管理

数据量

支持TB级空间数据

不能支持TB级空间数据库

不能支持TB级空间数据库

存放

能通过ArcSDE存放到数据库中

能通过SpatialWare存放到数据库中

能利用OracleSpatial引擎放到Oracle中。

精度

精度高，能满足高空间精度的管理

精度低，满足示意型表达空间关系

精度高

空间数据模型

支持目前所有的地理信息数据模型，具有网络模型，适合于管网系统开发

不支持网络模型，需要用户自己构造

支持网络模型，但需要专门购买模块

系

统

开

发

COM方式全组件化，能更方便用户进行二次开发，能更好地和其他系统融合在一起

OLEAutomation方式组件化，或者利用MapBasic特殊语言开发，不能很好地和其他系统融合

OLEAutomation方式组件化，不能很好地和其他系统融合

接口开放彻底，能根据实际业务灵活定制

接口开放有限，不能很灵活地定制

接口开放多，能实现一定程度的灵活定制

空间

分析

分析功能强、大全面

基本没有专门的空间分析功能

空间分析功能较强

图形

显示

能扩展线型和符号

扩展线型和符号的能力有限

不能扩展线型和符号编辑

图形

编辑

功能强大

仅能做一些简单的编辑

编辑功能较强

EARI（美国环境系统研究所）是世界GIS领域第一大厂家，占整个GIS市场总额的28。

1％，它自七十年代开始研制的大型地理信息系统软件ARC/INFO已成为目前世界上应用最广泛的GIS软件之一，它在中国大陆的用户多达150多家，遍布全国各地及各个部委。

ARC/INFO经二十多年的不断完善和版本更新提供用户从数据采集编辑存储管理分析输出等多方面的基本服务，并随着计算机的发展不断改进其体系结构，完善其功能，同时保持产品的兼容。

美国INTERGRAPH公司的MICROSTATION占有GIS软件世界市场份额的第二位，但由于其产品重点并不以GIS软件为主，从一定程度上影响了MICROSTATION的推广。

GENAMAP是GIS软件界的后起之秀，从八十年代开始，GENASYSⅡ公司不断推出其GIS产品，是ARC/INFO的有力竞争对手之一。

由于推出时间晚，其产品起点高，软件结构较紧凑，具有较强的生命力，但由于其产品开发时间短，软件系列完善程度不够，尤其在中国大陆尚未形程用户群体。

MAPINFO是MAPINFO公司推出的标准桌面地图信息系统。

该系统有多种版本，尤以WINDOWS版的发展最为迅速，主要提供地图输入和编辑信息检索地图的多层处理地图数据分析与表达地图输出等功能。

，但由于其地理数据不具备拓扑关系，所以其空间分析功能没有ARC/INFO强。

综上所述我们把ARC/INFO系列软件作为系统建设的优选GIS软件。

4）开发工具

VisualStudio6.0作为目前最通用的可视化开发工具套件，提供了多种开发语言的开发工具来建立各种复杂的应用，该系统主要包括下列软件：

●VisualBasic6.0

●VisualC++6.0

●VisualInterDev6.0

●VisualJ++6.0

●VisualSourceSafe6.0。

上面的开发软件中，VisualBasic、VisualC++主要用作传统的Windows