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篇1

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，在局域網或者Internet/ Intranet 網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 軟件在國內城市規(guī)劃管理應用中都是基于關系型數(shù)據(jù)庫的網絡版系統(tǒng)，具有較強大的功能，主要有下面幾個特點.

1. 1 GIS 與OA 緊密結合

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/ Int ranet 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)在國內外大多數(shù)的GIS 軟件都已經研發(fā)出自己的空間數(shù)據(jù)引擎( spatial data engine ，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構化數(shù)據(jù)，而且具有處理非結構化數(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)劃的結構化和非結構化數(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 混合模式結構

在城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)建設中，采用Internet/ Int ranet 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)結構，用網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)組件和網絡服務器等，其功能是提供網絡和數(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 ) 結構的優(yōu)點就是利用了Internet 網絡的強大資源平臺，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內完成，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果也不能很好地同城市規(guī)劃管理的業(yè)務有效結合，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)( spatial decision support system ，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、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)檢索得到決策分析結果，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. 空間決策結果和屬性決策結果分別是空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫運算得出的計算結果，該結果往往表現(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、決策結果的表示參數(shù)等，以空間結果和非空間結果為基礎、結合決策知識庫最終生成用戶的決策結果. 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. 最后在結果表達階段，可以將輔助決策結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果能清楚地識別，另外一種表現(xiàn)結果就是采用三維虛擬現(xiàn)實技術，將決策結果形成三維景觀，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 結構，系統(tǒng)維護采用C/ S 結構(圖4) ;通過統(tǒng)一的系統(tǒng)結構設計、數(shù)據(jù)庫結構設計、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)的緊密結合及相互靈活調用，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Oracle 9i 或者SQL Server 2000 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)庫維護在局域網內完成(C/ S 結構) ，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 結構，基于. NET或J SP 環(huán)境下建立操作簡便、直觀的軟件界面，一種是將決策結果提供給領導決策，這種決策結果通俗易懂，容易理解，另外一種是提供給技術人員復雜的分析結果，這種決策結果全面、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 技術已經逐漸應用于城市規(guī)劃行業(yè)，但在應用模型的通用性、結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.