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1、面向城乡统筹规划的辅助决策服务平台 一、立项背景城乡统筹规划是从全市域的视角, 在统一的空间平台上不区分城市与村镇, 进行统筹安排与规划, 需要使用更全面、科学、合理的规划技术手段, 辅助城市发展评估、规划和决策, 模拟和预测城市化的未来。由于各类规划在编制主体、规划体系、规划内容和任务存在着差异, 产生的规划成果在表述上存在差异、空间区划上缺乏协调等问题, 难以有效地起到统筹城乡发展、协调优先开发和耕地保护的作用。因此, 需要充分利用 GIS 空间数据管理与分析技术, 在“一个信息平台”的支撑下把城乡经济社会作为一个统一系统来对待, 对城市与农村、工业与农业、城镇居民与农民的发展问题进行统筹
2、规划。其中, 一体化的城乡基础地理数据是统筹规划工作的基础, 数据的鲜活性与统一性是保证规划成果科学、客观的关键。综合处理与分析基础地理数据、人口、经济及社会文化等多源异构数据, 实现城乡统筹规划是工作的重点与难点。面向城乡统筹规划的辅助决策服务平台建设以智能化数据处理与分析技术为核心, 贯穿规划工作的总流程, 实现对城乡空间数据的一体化梳理与整合, 构建自适应的空间数据持续更新机制, 结合智能化的空间分析与建模工具, 为城乡统筹规划提供便捷的辅助决策服务。在统一的信息管理与分析平台上, 实现地理信息资源整合与空间分析模型的综合应用, 将有助于支持各种规划的编制与实施, 促进规划之间的协调,
3、从而更好地提升城乡统筹规划的科学性、客观性与实用性。开展面向城乡统筹规划的辅助决策服务平台项目充分利用的异构数据整合、自适应动态更新、地理设计等先进的技术方法, 体现了前沿的科学思想。项目成果将有助于推动统筹城乡空间资源配置、优化城市空间功能布局、保障经济、社会和环境的协调发展。因此, 本项目具有重大的研究意义、应用价值及示范作用。二、项目简介本成果所属科学技术领域:“测绘地理信息技术”、“城乡规划”。需要解决的核心问题是:1、政务数据空间化:城市规划部门的最大优势在于对高精度城市地理空间数据的掌握。城市其他政务部门的事务数据与地理空间数据关联后, 才能以地理空间为载体, 联系多部门事务数据之
4、间的关系。通过手持设备采集与调绘、地名地址匹配、图片空间匹配及图像透明化、空间数据尺度细化、数据产生数据等方法使 24 个政府部门的政务数据“落地”, 形成 404 个数据层。2、城乡规划地理信息数据一体化整合技术:针对不同格式空间数据的特征, 本项目从图层、实体、属性三个层面上建立异构数据的规范化映射关系, 并以此为范式从底层进行数据的重构与转换。此外, 本成果设计了面向多专题应用的空间信息变化检测与增量同步匹配方法, 形成城乡规划数据的一体化整合。3、城乡规划时空数据的自适应动态更新技术:提出了针对矢量数据更新的变化信息快速检测、变化类型准确识别、要素自适应接边、冲突自动处理与消除等技术方
5、法。针对影像数据, 提出了图幅定位-影像镶嵌-均衡化处理的处理流程, 实现空间数据库自适应动态更新。4、系统间数据无缝推送:由于建立了数据变化监测与同步功能, 数据能在各个应用数据库中同步流转, 实时的将数据通过统一的规划空间数据库推送给应用系统。5、面向城乡统筹规划的辅助决策技术:面向规划选址、改造成本与效益估算等问题, 以地理设计的理念为导向, 创新了规划场景模拟、规划方案定量分析等技术, 研发了指标计算、方案草绘、规划方案分析、规划方案展示等工具, 为城乡统筹规划设计提供了重要的科技支撑。三、详细科学技术内容本项目建设的主要内容包括五部分:政务数据空间化;城乡规划地理信息数据整合系统;空
6、间数据自适应动态更新系统;智能化规划辅助决策服务系统, 以及五个应用系统:“三规合一”辅助决策系统、三维规划辅助决策系统、村庄规划管理系统、城乡综合交通规划辅助决策系统以及规划会议评审系统, 平台框架如图 1 所示:图 1 面向城乡统筹规划的辅助决策平台总体框架 下载原图1、政务数据空间化数据联系其他数据后, 数据才能“爆炸”, 转化为价值。有别于其他政府部门, 对城市空间资源进行调控的城市规划部门的最大优势在于其对高精度城市空间数据的掌握。城市其他部门的事务数据与地理空间数据关联后, 才可能以地理空间为载体, 实现多部门事务数据之间的联系, 进而变数据为有价值的信息。通过手持设备采集与调绘、
7、地名地址匹配、图片空间匹配及图像透明化、空间数据尺度细化、数据产生数据等方法使 24 个政府部门的政务数据“落地”, 形成 404 个数据层。2、城乡规划地理信息数据整合增城市城乡空间发展现状的统筹分析需要完整的、连续的基础地理数据作为支撑。本项目拟利用空间数据库技术、GIS 技术, 对增城市城乡规划地理信息数据进行规范化设计与梳理, 构建统一的数据库。建立城乡规划地理信息数据资源目录, 整理数据的内容、格式、覆盖范围、采集年份等信息。设计统一的城乡规划空间数据库, 对空间数据库分层, 分幅, 属性表结构, 数据分类编码, 元数据结构等内容进行设计。整合现有的城乡规划数据, 根据增城市规划地理
8、信息数据的建设现状, 提出针对不同专题数据的数据结构转换、数据质量检查的实施方案, 进行数据整理入库处理。实现对现有系统的数据支持及信息互联, 通过分析现有系统的空间数据调用关系, 以映射表的方式记录数据库之间表结构、属性的对应关系, 以保证数据的一致性及同步维护与更新。建设扩充性强的平台接口, 实现数据的读取、存储、管理等功能, 为规划辅助决策系统提供便捷的数据存取服务。3、空间数据自适应动态更新系统开发城乡统筹规划是一个根据城市和乡村反馈的动态变化信息、反复调整的过程, 数据的现势性与持续更新具有重要的意义。本项目拟开发空间数据自适应动态更新系统, 以多种方式实现城乡规划数据的动态更新。具
9、体功能包括:数据预处理功能, 对外业采集的更新数据进行数据规整、质量检查、编辑及格式转换, 使其成为与数据库相适应的标准的更新数据。自适应动态更新功能, 采取基于图幅、基于任意范围、基于要素等多种更新方式。在更新过程中通过变化信息检测、空间冲突检测与处理等技术手段, 保证更新后数据库的一致性与完整性。历史数据管理与回溯功能, 采取现势数据与历史数据分库管理的方式, 对更新过程中被删除或修改的数据进行存储管理, 以保证历史信息不会丢失。同时, 有助于历史数据的回溯与变化信息的分析。数据管理功能, 实现地图浏览、数据目录编辑、数据提取、数据查询、符号化、地图输出等数据管理功能。4、智能化规划辅助决
10、策平台建设城乡统筹规划需要以地理因素为基础, 实现对城乡各部件的统筹及合理安排, 需要具有丰富的基础数据及实时反馈功能与辅助决策平台作为支撑。本项目拟以空间地理信息的综合应用为基础, 结合智能化的信息处理、三维建筑实体表现及二三维空间分析技术, 为城市规划、土地利用规划、地下管线规划及景观规划提供便捷的规划辅助决策服务。平台把地理环境因素与决策过程进行有机的结合, 通过人机交互的协同工作环境和信息的及时反馈, 不断完善方案, 以实现最优的规划效果。城乡规划工作需要综合各种因素在共同的空间规划平台上对空间要素的结构和布局进行统筹安排。智能化规划辅助决策平台将提供实用的规划辅助决策解决方法。基于统
11、一的规划空间数据库, 管理规划背景数据, 为规划工作搭建操作性强的工作环境、实现丰富的指标计算、情景模拟、便捷的规划草绘工具和规划方案展示等功能。5、五个应用系统对应规划调研、规划空间认知、规划设计、规划审批、规划决策五大过程, 开发了“村庄规划信息管理应用系统”、“三规合一信息平台”、“城乡综合交通规划辅助决策系统”、“三维城市规划辅助决策系统”、“规划会议评审系统”5 个应用示范系统。项目以规划数据流为主线, 智能化的数据处理与分析技术为核心, 构建了完整的“城乡规划数据整合、自适应动态更新、智能化规划辅助决策”技术体系。建立了覆盖 24 个应用部门, 404 层的综合城乡规划数据库, 形
12、成了一体化的数据更新与推送机制, 搭建了实用性强的城乡规划辅助决策平台, 开发了 5 个应用系统, 为城乡统筹规划工作提供了技术支撑。项目的本质是实现数据整合为信息, 信息资产化为价值。四、创新点1、基于多层次映射的异构空间数据整合技术针对多源异构空间数据整合利用困难问题, 本研究设计了标准化的数据整合流程, 开发了数据规整工具, 通过在一个平台上对各类数据的管理与应用, 并提供统一的数据资源共享服务, 实现信息的高度聚合。主要技术创新有异构数据重构与转换模型研究, 多维度空间数据分类概念模型研究。2、自适应空间信息变化检测与更新技术针对空间数据的现势性与多源数据库一致性问题, 本研究设计了一
13、种面向多专题应用的空间变化信息检测与增量同步匹配技术, 构建了基于自适应空间数据联动更新的理论方法与技术应用体系架构, 并开发了空间数据自适应动态更新系统。主要技术创新有格网条件下面向多专题应用的空间信息变化检测与增量快速同步技术, 基于模式识别的地理信息一体化更新方法。3、基于地理设计的规划辅助决策技术地理设计是通过设计来改变地理环境, 通过智能化的动态模拟算法 (如 CA 算法、多智能体算法) , 模拟在设计方案下, 地理环境的动态发展过程。为规划设计方案的评估提供重要的参考与支持依据。所反馈的动态过程信息可以使设计者更客观、科学地分析方案的应用效果, 从而进行调整和完善, 以达到最佳的规
14、划效果。主要的技术创新有方案草绘与调整技术, 变比例尺地图显示技术。五、应用情况平台在增城城乡规划局得到了全面应用:项目规范化梳理增城城乡规划数据, 整合其他部门事务数据, 建立数据资源目录, 设计统一的空间数据库, 为局内所有应用系统开发与维护提供了可靠的数据源。项目所开发的更新系统, 支持遥感影像、地形图、地下管线、内控路网及修建性详细规划数据的自动更新入库, 与人工处理的方式比较, 缩短了数据更新周期约 25%。智能化规划辅助决策平台在小学选址分析、挂绿湖核心开发区改造、千园计划选址等多个重点项目建设中很好地辅助了决策。“三规合一”信息平台、城乡综合交通规划辅助决策系统、规划会议审批系统
15、、三维城市规划辅助决策系统及村庄规划信息管理应用系统也实际应用于规划管理与审批的全过程。平台在增城市城乡规划设计研究院的现状调研和规划编制中得到了较好应用:平台为城乡院的规划决策和规划、建筑、市政设计提供了大量可靠的数据, 提高了城乡院工作效率及决策的科学性, 有很好的应用推广价值。其中城乡综合交通规划辅助决策系统在编制增城汽车产业基地控制性详细规划的交通评估中发挥了重要作用;村庄规划信息管理应用系统在编制增城市派潭镇村庄规划、增城市仙村镇村庄规划、增城市正果镇村庄规划等村庄规划中发挥了重要作用。平台将在增城区规委会、国家级增城经济技术区、4 个街道及 7 个镇的三旧办、建设办等单位得到广泛应
16、用。六、社会效益本项目在如下几方面取得了显著的社会效益:1、促进规划空间信息共享, 提高业务效率通过平台及各项标准规范的建立和完善, 可以减少大量行政协调工作, 大大提高工作效率;同时, 业务科室基于共享的信息资源进行整合和开发利用, 有效解决数据源问题, 且更专注于业务应用和对外服务, 更好的提高部门的服务效率和服务水平, 也提高了政府整体运行效率。2、业务协同, 促进领导决策的科学性通过不断健全规划信息资源共享机制, 保障了数据的准确性和鲜活性, 同时, 通过对规划信息资源的梳理、建设和共享整合, 为领导的决策提供技术辅助手段。如在设施选址过程中, 需要考虑到控制性规划、交通、特殊设施分布等情况, 在平台中提取相关数据与规划方案进行叠加分析, 判断规划方案是否符合规划的要求, 从而使规划方案更加合理、科学, 符合相关法律法规, 为增城区挂绿新城、教育城等重点规划和建设提供有力指引。3、提供有力的决策支持工具, 推进阳光规划项目成果是实现“阳光规划”的重要举措, 是未来规划管理模式的主要依托。项目成果有力地推动了规划
