【摘要】 隨著我國(guó)綜合實(shí)力的不斷增強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，城市規(guī)模不斷擴(kuò)張，各種規(guī)劃與建設(shè)資料正在呈幾何級(jí)的速度遞增，傳統(tǒng)的人工管理模式已很難適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，因此，急需構(gòu)建一個(gè)高效、合理的城市規(guī)劃信息管理系統(tǒng)來(lái)輔助城市規(guī)劃工作。本文基于城市規(guī)劃資料管理的實(shí)際需求，分析現(xiàn)有數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，研討數(shù)據(jù)的組織方式，提出屬性數(shù)據(jù)庫(kù)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)分離設(shè)計(jì)的思路，并采用C/S三層架構(gòu)模式進(jìn)行了城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)就城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)符號(hào)庫(kù)設(shè)計(jì)、地圖制圖與發(fā)布等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討，具體成果如下：(1)分析CAD數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，研究從CAD數(shù)據(jù)提取相關(guān)空間信息的方法，為城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)更新提供了便捷之路；分析規(guī)劃文檔資料的特點(diǎn)，給出數(shù)據(jù)組織的思路，為數(shù)據(jù)的有效管理與快速查詢打下了基礎(chǔ)。(2)完成了城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。按類型及作用的不同，將其分為基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、總規(guī)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、控規(guī)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、修規(guī)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、專規(guī)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、竣工地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、路網(wǎng)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、土地地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)；顧及城市動(dòng)態(tài)變化這一特性，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)又分別設(shè)置了相應(yīng)的歷史庫(kù)，以記錄更新前的歷史數(shù)據(jù)，便于對(duì)比分析。(3)基于C/S三層架構(gòu)模式進(jìn)行了城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，完成了文件管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、數(shù)據(jù)檢查模塊、空間數(shù)據(jù)維護(hù)模塊、地圖制圖輸出模塊和系統(tǒng)設(shè)置模塊六大功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。(4)完成了城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的符號(hào)制作，大大提升了地圖表現(xiàn)力；為了解決地圖的顯示效果，進(jìn)行了基礎(chǔ)地圖配圖工作，較好地解決了清晰度與信息量的問(wèn)題；同時(shí)采用地圖緩存技術(shù)，大大提高了加載基礎(chǔ)地圖的速度。 

第一章 緒論

1.1 研究背景及意義

城市規(guī)劃的概念在不同的時(shí)期，有著不同的定義，甚至在不同的國(guó)家，其定義也不盡相同。在當(dāng)代，城市規(guī)劃可以簡(jiǎn)單地概況為，通過(guò)科學(xué)合理地把持城市公共空間的形成方案，促進(jìn)城市空間健康、良性發(fā)展的社會(huì)實(shí)踐。隨著城市建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，建成區(qū)的逐漸擴(kuò)大，規(guī)劃與建設(shè)業(yè)務(wù)的逐年累積，每個(gè)項(xiàng)目從規(guī)劃、審批到建成，涉及眾多的環(huán)節(jié)，其相關(guān)的文檔資料與圖表多達(dá)幾十個(gè)，各文檔資料之間既相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)，項(xiàng)目與項(xiàng)目之間往往也有著一定的關(guān)聯(lián)。一直以來(lái)，這些資料大都由相關(guān)專業(yè)人員各自分別存儲(chǔ)于若干臺(tái)計(jì)算機(jī)或移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備之中，并由相應(yīng)的專業(yè)人員進(jìn)行管理。這樣的管理模式使得對(duì)任意數(shù)據(jù)的查詢工作費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，綜合分析應(yīng)用也難以實(shí)現(xiàn)，規(guī)劃中的各類沖突也時(shí)有發(fā)生。這些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的出現(xiàn)急需有一個(gè)強(qiáng)大的工具來(lái)輔助規(guī)劃部門對(duì)規(guī)劃資料進(jìn)行管理，以加強(qiáng)規(guī)劃工作的科學(xué)性、系統(tǒng)性。

GIS 技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的快速發(fā)展給規(guī)劃工作帶來(lái)了福音，將這些技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃領(lǐng)域，很好地解決了規(guī)劃管理工作遇到的難題。以 GIS 技術(shù)為基礎(chǔ)，建立以 GIS技術(shù)為核心的空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，可以提升城市規(guī)劃信息獲取的效率；可以高效地分類、存儲(chǔ)、分類管理規(guī)劃數(shù)據(jù)；可以實(shí)現(xiàn)綜合查詢、分析用地現(xiàn)狀、管線布設(shè)現(xiàn)狀、公共設(shè)施分布狀況以及各類建筑物的現(xiàn)狀；可以對(duì)規(guī)劃數(shù)據(jù)及時(shí)更新，從而提高管理部門對(duì)城市規(guī)劃與建設(shè)決策的高效性；可以保證數(shù)據(jù)在安全存儲(chǔ)的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)豐富資源的共享，以確保規(guī)劃數(shù)據(jù)資源發(fā)揮最大的應(yīng)用價(jià)值，比如測(cè)繪部門可以直接利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的規(guī)劃成果來(lái)更新城市電子地圖，無(wú)需重復(fù)花費(fèi)大量的時(shí)間、精力與財(cái)力進(jìn)行人工更新。

1.2 研究現(xiàn)狀

在國(guó)外，GIS 技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃領(lǐng)域，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了城市規(guī)劃與管理地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的數(shù)字化工程。1988 年，法國(guó)巴黎當(dāng)局為了規(guī)范管理地籍和地下管線，著手建立巴黎市城市信息系統(tǒng)；新加坡提出了智能島的新概念；日本開(kāi)發(fā)出了網(wǎng)上虛擬京都；德國(guó)建立了城市模擬系統(tǒng)，提供了城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)的空間分析功能。在美國(guó)，華盛頓特區(qū)采用 34 個(gè)城市信息子系統(tǒng)對(duì)城市動(dòng)態(tài)管理，應(yīng)用該技術(shù)的城市和地區(qū)的比例逐年上升，至 1997 年，已達(dá)到 87%，此中，在規(guī)劃管理方面的應(yīng)用占據(jù)很大一部分。1998 年美國(guó)提出“數(shù)字化舒適社區(qū)建設(shè)”，該想法的實(shí)現(xiàn)將會(huì)使 GIS強(qiáng)大的分析功能、優(yōu)化決策功能以及可視化等功能發(fā)揮到高峰。它將具備普通城市 GIS的全部功能，但功能更加強(qiáng)大、更加豐富，相比與普通的 GIS 系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、處理并分析、傳輸、自動(dòng)或半自動(dòng)決策。

國(guó)際上，城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的鉆研始于上世紀(jì) 70 年代初，經(jīng)幾十年的飛速發(fā)展，它已作為城市現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，幫助城市規(guī)劃部門實(shí)時(shí)管理城市，并對(duì)一些重要規(guī)劃問(wèn)題發(fā)揮科學(xué)決策的功能。研究城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的階段可以概括為：

1.工程式開(kāi)發(fā)階段

在該階段，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的模式以用戶提出的現(xiàn)實(shí)需求為依據(jù)，最終由系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)出應(yīng)滿足用戶需求的應(yīng)用系統(tǒng)。

2.產(chǎn)品式開(kāi)發(fā)階段

在該階段，人們對(duì)城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)已經(jīng)較為深刻，總結(jié)出規(guī)劃行業(yè)對(duì)管理信息系統(tǒng)有許多相同的需求。依據(jù)這一結(jié)論，開(kāi)發(fā)出通用的產(chǎn)品式的應(yīng)用系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以滿足相關(guān)部門實(shí)現(xiàn)基本的需求。

3.工具式開(kāi)發(fā)階段

在該階段，由于組件技術(shù)、面向?qū)ο蟾拍畹某霈F(xiàn)，開(kāi)發(fā)信息管理系統(tǒng)的方式發(fā)生了很大的改變，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)行業(yè)運(yùn)用新的、成熟的軟件技術(shù)開(kāi)發(fā)出更加強(qiáng)大的管理系統(tǒng)。

第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本章從需求分析入手，基于軟件工程原理，，進(jìn)行系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)及功能模塊設(shè)計(jì)；對(duì)現(xiàn)有的 GIS 軟件作分析；對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)作分析及選擇。

2.1 系統(tǒng)需求分析

系統(tǒng)的功能是基于需求而設(shè)計(jì)的，因此在設(shè)計(jì)前需要對(duì)用戶的需求進(jìn)行深入的了解與分析，只有在充分了解用戶的需求之后，才能設(shè)計(jì)出用戶滿意的系統(tǒng)，為用戶高效率的工作提供保障，因此需求分析是系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié)。本節(jié)從城市規(guī)劃管理的實(shí)際需求出發(fā)，以應(yīng)用為重點(diǎn)，從高效管理數(shù)據(jù)入手，從用戶需求、功能需求兩方面剖析系統(tǒng)的需求。

2.1.1 用戶需求

經(jīng)過(guò)與用戶的溝通，綜合分析用戶關(guān)于城市規(guī)劃工作的需求后，對(duì)本系統(tǒng)要達(dá)到的基本目標(biāo)作如下總結(jié)：本系統(tǒng)建設(shè)的根本目的就是更新、整合現(xiàn)有多源、多尺度的規(guī)劃成果數(shù)據(jù)，按照規(guī)劃內(nèi)容及作用的不同，分別構(gòu)建基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)、總規(guī)成果數(shù)據(jù)庫(kù)、控規(guī)成果數(shù)據(jù)庫(kù)、修規(guī)成果數(shù)據(jù)庫(kù)、專項(xiàng)規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)、竣工成果數(shù)據(jù)庫(kù)、土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)和路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，將規(guī)劃所涉及的成果資料數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的存儲(chǔ)與管理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)劃資料的快速查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、分析等，最后可將大量單一、零散而且缺乏內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)劃資料變成具有綜合性的規(guī)劃成果信息資源，輔助城市規(guī)劃相關(guān)人員、各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和主管部門規(guī)劃、決策工作。

2.1.2 功能需求

通過(guò)與用戶交流，并結(jié)合用戶所提供的規(guī)劃資料，綜合分析后，將所有資料按照數(shù)據(jù)類型分類，主要分為：DWG 數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、JPG 等格式的圖片數(shù)據(jù)。按照用戶的要求，需要將所有的DWG 數(shù)據(jù)通過(guò)一定的方式存放在規(guī)劃系統(tǒng)中，在系統(tǒng)中能夠查詢這些數(shù)據(jù)的各種信息；對(duì)于其他數(shù)據(jù)，用戶需要能夠隨時(shí)調(diào)用查看其來(lái)源以及相關(guān)的各種關(guān)聯(lián)信息，為提高相關(guān)部門工作效率提供保障。另外，為了更直觀形象地表達(dá)地理數(shù)據(jù)，需要實(shí)現(xiàn)地圖可視化，因此需要設(shè)計(jì)符號(hào)庫(kù)，制作專題地圖。

2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

每個(gè)系統(tǒng)的建立都是為了實(shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)，本系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)，將長(zhǎng)期存儲(chǔ)于多臺(tái)計(jì)算機(jī)或者多個(gè)硬件存儲(chǔ)器中的城市規(guī)劃數(shù)據(jù)通過(guò)本系統(tǒng)有條理地存儲(chǔ)起來(lái)，方便規(guī)劃部門對(duì)大量規(guī)劃數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、查詢、綜合分析等工作，極大地提高規(guī)劃部門工作效率。通過(guò)本系統(tǒng)，用戶可以綜合分析城市規(guī)劃現(xiàn)狀，對(duì)下一步規(guī)劃工作做出更加科學(xué)合理的方案，從而更好的利用有限的城市空間。

2.2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)通俗地講，就是應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，而軟件可以簡(jiǎn)單地理解為模塊的集成，模塊化、抽象化、信息隱藏、獨(dú)立性都是一個(gè)杰出的軟件在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循的基本準(zhǔn)則。建立規(guī)劃成果管理系統(tǒng)是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，它的設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)該是科學(xué)合理的，在功能上應(yīng)該是充分達(dá)到客戶需求的，在應(yīng)用上應(yīng)該是簡(jiǎn)單易行的，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循以下主要原則：

1.  實(shí)用性原則：系統(tǒng)建立好之后直接面對(duì)的是用戶，用戶需要使用建立的系統(tǒng)為其工作服務(wù)，因此，系統(tǒng)的實(shí)用性是系統(tǒng)建立的根本原則。系統(tǒng)要全面考慮用戶需求詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的每一項(xiàng)功能模塊，將所有能預(yù)想到的可能性以功能模塊的形式體現(xiàn)在系統(tǒng)中，力求提高系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。

2.  規(guī)范化原則：規(guī)范化是處理信息的前提，也是系統(tǒng)能夠順利運(yùn)行的關(guān)鍵，系統(tǒng)需要依據(jù)相關(guān)學(xué)科的規(guī)范進(jìn)行建立，包含空間要素的分類編碼、相關(guān)文件的格式、數(shù)據(jù)庫(kù)建立的格式以及各類數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的組織方式等等。

3.  可擴(kuò)充性原則：任何系統(tǒng)的建立都不可能做到一步到位，都可能會(huì)忽略某些特殊情況，另外，用戶對(duì)系統(tǒng)的要求也會(huì)隨著工作的發(fā)展而不同，因此，系統(tǒng)必須具有可擴(kuò)充性，以滿足后期可能發(fā)生的狀況。

第三章 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) ......... 12

3.1 已有數(shù)據(jù)分析........ 12

3.1.1 CAD 數(shù)據(jù)特點(diǎn) .... 12

3.1.2  規(guī)劃文檔資料 ........... 12

3.2 空間數(shù)據(jù)預(yù)處理 .......... 14

第四章 地圖符號(hào)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)......... 29

4.1 符號(hào)庫(kù)的建立 ............. 29

4.1.1 基于 TrueType 字體制作符號(hào)庫(kù)........... 29

第五章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì).............. 46

5.1  系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)................ 46

第五章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

5.1 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

5.1.1 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)框架是最先展現(xiàn)在用戶眼前的成果，友好的界面對(duì)一個(gè)系統(tǒng)十分重要。與其他性質(zhì)的系統(tǒng)相同，地理信息系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)的目標(biāo)也是美觀、易用，而決定一個(gè)系統(tǒng)的界面是否友好的主要因素表現(xiàn)在系統(tǒng)界面的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)界面的交互性和系統(tǒng)界面的視覺(jué)性。本系統(tǒng)為了保持信息系統(tǒng)的風(fēng)格，效仿了常用的信息系統(tǒng)界面，這樣的布局方式可以使用戶更快地適應(yīng)系統(tǒng)。

系統(tǒng)將頁(yè)面分成五大部分，分別是功能導(dǎo)航、菜單欄（包含模塊信息以及子模塊按鈕）、工具欄、地圖顯示區(qū)、狀態(tài)欄，如圖 5.1 所示。其中功能導(dǎo)航中包含現(xiàn)狀庫(kù)、歷史庫(kù)和系統(tǒng)庫(kù)；菜單欄為本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的六大功能模塊；工具欄包含了系統(tǒng)的基本工具條。

 結(jié)語(yǔ)

主要結(jié)論

為了推進(jìn)城市開(kāi)發(fā)區(qū)建設(shè)進(jìn)程，科學(xué)合理地管理城市規(guī)劃數(shù)據(jù)資料，使之在上級(jí)與下級(jí)之間、部門與部門之間，甚至在社會(huì)公眾之間共享，我們有必要在城市規(guī)劃信息化建設(shè)方面努力鉆研，取得一定的突破。

地理信息系統(tǒng)自我國(guó)應(yīng)用起步至今，在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，已充分展示了其在空間數(shù)據(jù)管理、分析應(yīng)用方面的魅力，是信息化時(shí)代不可或缺的一門技術(shù)與手段。因此，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS 技術(shù)，建立城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，使現(xiàn)代技術(shù)更好地服務(wù)于人類社會(huì)是每一個(gè)信息技術(shù)研究人員的使命。通過(guò)對(duì)本課題的研究，最后主要完成的內(nèi)容如下：

1.在對(duì)用戶需求進(jìn)行系統(tǒng)、全面、客觀分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，提出了采用包括應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)支撐層的三層 C/S 架構(gòu)模式；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行了系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)，最終確定了包括文件管理、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)檢查、空間數(shù)據(jù)維護(hù)、地圖制圖輸出、系統(tǒng)設(shè)置六大模塊的具體功能。

2.結(jié)合現(xiàn)有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，分析了 dwg 數(shù)據(jù)的特點(diǎn)；探討了 dwg 數(shù)據(jù)與 SHP 數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換問(wèn)題；針對(duì)規(guī)劃文檔資料多而復(fù)雜這一現(xiàn)象，提出了相應(yīng)的管理策略，較好地解決了規(guī)劃數(shù)據(jù)管理的難題，實(shí)現(xiàn)了圖形數(shù)據(jù)與文檔資料的一體化管理。

3.進(jìn)行了規(guī)劃數(shù)據(jù)符號(hào)庫(kù)的設(shè)計(jì)與制作，并且研討了符號(hào)與各規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)方式；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了基礎(chǔ)地形圖的配圖工作，增強(qiáng)了地圖的顯示效果。

4.針對(duì)大數(shù)據(jù)調(diào)用與處理慢的問(wèn)題，嘗試了地圖切片技術(shù)，最后通過(guò)發(fā)布數(shù)據(jù)服務(wù)的方式調(diào)用基礎(chǔ)地形圖，大大提高了系統(tǒng)加載基礎(chǔ)地圖的速度。

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