《北京科技大学学报》：基于SDE的城市规划管理信息系统

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2001.06.026 第23卷第6期 北京科技大学学报 Vol.23 No.6 2001年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2001 基于SDE的城市规划管理信息系统 颜涯”邵佩英) 吴平) 1)中国科技大学究1院.北京1000392)北京科技大学应用科学学院北京100083 摘要使HSDE宁间化Oracle数据库，将GIS空间数据融人关系数据库模型，作为解决GIS 'jMlS的系统集成问题的方法.该方法使得Arc/Info以文件形式在储的数据“透明"地移植到 Oracle关系数据库中，借助Oracle对30GB的海量图形数据进彳i管理.并将MapObject作为控件 嵌入VB中，兼顾行储在SQL Server中的MIS部分的数据，开发研制了“图文·体化”的规划管 理信总系统. 关键词GIS:MS:系统集成：数据作：城市规划 分类号 F292:G203 城市规划管理除了处理大量的文档、数‘子 发其，提供完整的桌面制图功能 和表格外，还有海量的基础地形图、地下管线 (3)SDE(Spatial Database Engine):管理海量 图、详细规划信息、文物保护，以及红、绿、蓝线 空间数据，通过灵活高效的空间分析查询，把查 等图形信息.规划审批作以这些地理图形信 询分析功能嵌人到各种实际应用程序中.其特 息为基础，实现直接在图形【：进行文档数据的 点如下： 录人、证书发送、档案查询以及信息统计等： ①把空间数据存储于关系数据库中（如OR- 作，而智能化的辅助决策系统还要求根据图、文 ACLE)上②无缝连续的空间数据管理；③极快的 数据的结合进决策分析，以提供科学的规划 空间数据存取；④Client/Server体系结构；⑤多 审批依据 用户共享；⑥API灵活，开放的开发工具. “北京市城市规划管理信息系统”的总体H (4)MapObject:作为支持SDE的开发].其， 标是通过对北京市规划管理特点的研究，建立 提供35个OLE挖件，把GIS与桌面制图功能嵌 “图文一体化”的城市规划管理信息系统，实现 人到Vindows应用程序中，如VB,VC. 对城市规划信息的动态管理及对办公流程的计 总之，SDE是解决系统集成的最关键的软 算机辅助决策. 件，实现多源数据的直接访问，利用SDE提供 的开放的体系结构将空间数据融人关系数据库 1解决方案 管理中，借助ORACLE解决了海量数据的存储 1.1GlS软件的选择 与管理问题及对空间数据的检索查询问题，实 GIS产品选择了ESRI公可的ARC/INFO. 现MIS与GIS系统多源数据跨平台的集成. ArcView,SDE,MapObjects..这几种GIS产品各 1.2系统集成方案的确定 具特点，在不同领域满足了系统不同方面的需 其体集成方案如下：采用基于3层客户机/ 求，经过适当的组合，将其配合使用，构成最佳 服务器模式的体系结构，使用SDE空间化Oracle 方案 数据库，将GIS空间数据融人关系数据模型，解 (I)ARC/INFO:ARC/NFO是一个其有丰富 决GIS与MIS的系统集成问题，使得Arc/lnfo以 文件形式存储的数据“透明"地移植到Oracle关 功能的通用GIS软件，用F空间数据的存储与 管理 系数据库中，借助Oracle来管理海量的图形数 (2)ArcView:配合ARC/INFO使用，是GIS开 据，并以MapObject作为开发L具，将其作为控 件嵌入VB中，兼顾存储在SQL Server中的MIS 收稿H期200103-19颜班女28岁研究生 部分的数据，解决“图”与“文”的集成，开发跨

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 ， 、 一 一 基于 的城市规划管理信息 系统 颜 涯 ” 邵佩英 ” 吴 平 ” ，奋 ，国科技 大学研究生 院 ， 北 京 北 京科技大学应用科学学院 北 京 摘 要 使川 空 间 化 数据库 ， 将 空 间 数据 融 入 关 系数据库模 型 ， 作 为解 决 与 的系统 集成问题 的 方法 该 方法使得 以 文件形式存储的数据 “ 透 明 ” 地移植 到 关 系数据库 中 ， 借助 对 的海 量 图 形 数据进 行 杆理 并将 作为控件 嵌 人 中 ， 兼顾存储 在 中的 部分 的数据 ， 开 发 研制 “ 图 文 一 体化 ” 的规 划管 理信 息 、 系统 关健词 系统 集成 数据库 城 市规 划 分 类号 城 市规 划管理 除 了处 理 大 量 的 文档 、 数 字 和 表格 外 ， 还 有 海 量 的 基 础 地 形 图 、 地 下 管线 图 、 详细 规划 信息 、 文 物保 护 ， 以 及红 、 绿 、 蓝 线 等图形 信息 规 划 审批 几作 以 这 些 地 理 图 形 信 息 为基 础 ， 实现直接 在 图形 几进 行 文 档 数据 的 录 人 、 证 书 发送 、 档 案 查 询 以 及 信息统计 等 「 作 ， 而智能化的辅助决策系统还 要求根据 图 、 文 数据 的结 合进行 决策分析 ， 以 提 供科 学 的规划 审批依 据 ” 泊 ， “ 北 京 市城市规划管理信息 系统 ” 的 总体 目 标是通 过 对 北 京市 规划管 理 特点 的研 究 ， 建立 “ 图 文 一 体 化 ” 的城市 规划 管理 信息 系统 ， 实 现 对城 市规划信息 的动 态管理 及 对办公流程 的计 算机辅助决策 解决方案 软件 的选择 产 品 选 择 了 公 司的 ， ， ， 这 ’ 种 产 品各 具特 点 ， 在 不 同领 域满 足 了系统 不 同方 面 的需 求 ， 经 过 适 当的组 合 ， 将其 配 合使用 ， 构 成最 佳 力 ‘ 案 州 是 一 个具 有 丰富 功 能 的 通 用 软件 ， 用 于空 间 数据 的存储 ‘ 管 理 配 合 使用 ， 是 开 收 稿 日期 加 刁 一 颜 肚 女 岁 研 究 产 发 ’ 具 ， 提 供完整 的 桌 面制图功 能 管理海 量 空 间数据 ， 通 过灵 活 高效 的空 间分析查 询 ， 把查 询 分 析功 能嵌 人 到 各种 实 际 应 用 程 序 中 其特 点 如 下 ①把空 间数据存储 于关系数据 库中 如 ②无缝连续 的空 间数据管理 ③极 快的 空 间 数据存取 ④ 灯 体 系结 构 ⑤ 多 用 户 共 享 ⑥ 灵 活 、 开放 的 开 发 工 具 作 为支持 的 开 发 〕 二具 ， 提供 个 控 件 ， 把 与桌面 制 图功 能嵌 人 到 应 用 程 序 中 ， 如 ， 总之 ， 是 解 决 系统集成 的最 关键 的 软 件 ， 实现 多源 数据 的直接访 问 ， 利用 提供 的开 放的体 系结构将空 间数据融 人 关 系数据库 管理 中 ， 借助 解 决 了海 量 数据 的存储 与管理 问题 及对 空 间数据 的检索查 询问题 ， 实 现 与 系统 多源 数据跨平 台的集成 系统集成方案的确定 具体集成 方 案 如 下 采用 基 于 层 客 户 机 服 务器模式 的体系结构 ， 使用 空 间化 数据 库 ， 将 空 间 数据 融 人 关 系数据模 型 ， 解 决 与 的 系统 集 成 问 题 ， 使 得 以 文件形式存储的数据 “ 透 明 ” 地 移植 到 关 系数据库 中 ， 借助 来管理 海量 的 图形 数 据 ， 并 以 叩 作 为开 发 具 ， 将其作 为控 件嵌 入 中 ， 兼顾 存储在 中的 部分 的 数据 ， 解 决 “ 图 ” 与 “ 文 ” 的 集成 ， 开 发 跨 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2001．06．026

·570· 北京科技大学学报 2001年第6期 平台、跨系统的、“图文一体化”的无缝集成的规 ③审批成果数据.历年来签发的建设用地 划管理信息系统（如图1所示）. 许可证和建筑工程许可证等资料.包括：建设用 地许可证（面状要素）：建筑工程许可证（面状要 办公自动化系统 图形管理系统 素方围墙（线状要素）等 (MIS)系统 (GIS系统) ④控制性详细规划数据.包括现状调查资 V? 料和控规设计数据. 现状调查资料.分为居委会、行政办公、商 SDE空间数据库 业金融业、服务业、文化娱乐体育事业、医疗卫 生事业、教育科研事业、其他公建、工业、市政公 用设施、公园绿化、居住区公共服务设施、文物 保护等，属性为此次控规编制统一制定的表格 ORACLE数据库 内容. 控规设计成果（面状要素）.属性有：用地编 图1SDE作为2个跨平台系统集成的枢纽 码、用地性质中类、用地性质小类、用地面积、容 Fig.1 SDE as a pivot which organizes two platform systems 积率、建筑密度、建筑限高、建筑面积、绿地率、 2系统设计与实现 居住人口、人口密度、配建车位、街道办名称. (2)数据组织原则的确定.数据组织原则的 在基于Arc/Info的基础地形图数据库(GIS) 确定是整个数据库设计的基础，它的目标是以 和用于规划审批的基于SQL SERVER的办公自 用户可以理解的形式来表达信息，从而规划出 动化系统(MS)的基础上，建立”北京市城市规 整个数据库的框架. 划管理信息系统”需要解决2个关键问题：将原 ①图层管理.用于管理零散数据.根据图形 有的基于Arc/Info的基础地形图数据库转移至 数据性质，将性质相同或相近的数据放到同一 SDE中；利用MapObject进行客户端的应用开 图层中. 发，以实现原本相互独立.的GIS与MS系统无 ②分层原则(LAYER).按要素类型（点、线、 缝集成，达到“图文一体化”的系统设计目标. 面等)分层；分层时应考虑数据之间的对应关 2.1建立Oracle环境下的SDE数据库 系.例如普通建筑与永久建筑经常具有公共边， 数据是地理信息系统的核心，在这个系统 由于二者性质相近，故将这两类数据放在同一 中仅图形数据量就约为30GB,堪称海量.这里 层中，以利于图形显示和绘图输出；分层时应 将建立Oracle环境下的SDE数据库分为数据类 考虑数据更新问题.因为更新一般以层为单位， 型的确定、数据组织原则的确定和数据的移植 所以应将变更频繁的数据分离出来 3个部分 ③创建SDE空间索引.从空间数据存储的 (1)数据类型的确定.空间数据库包括如下 角度来看，SDE使用连续、无缝的存储方式.为 4种类型的数据： 了支持对海量空间数据的访问，SDE为每一 ①基础地形数据.基础地形数据是地形图 LAYER层创建空间索引，使LAYER层形成类 的数字化形式.现阶段采用的是多要素数字化 似网格的实体单元，以加速空间检索速度.在建 图，按内容对图形要素进行分层.永久建筑（面 立索引表时，记录每一网格单元的实体分布情 状要素)一属性包括类型、层数等；类型分为 况.当进行空间查询时，只需判断哪些cell落在 永久建筑，特殊建筑，塔，亭子，厕所，正建建筑 事先定义的查询区域内即可.“空间索引”是 等.普通建筑（面状要素）—属性包括类型、层 SDE存储和组织数据库中的空间要素的主要指 数等；类型分为普通建筑、临时建筑.道路（线 标，恰当的设定其大小可以加快对数据库的访 状要素)一属性包括类型、名称等；类型分为 问，有利于高效的空间查询分析 市区道路、甬路、铁路等.水系（线状要素）：水系 (3)数据移植.在数据组织原则确定以后，将 附属（面状要素绿地（面状要素）：地名注记（注 进行Arc/Info的Library中数据向SDE转移.转 记)：包括主要地名；地下管线（线状要素）. 移步骤：①参数设置.对SDE和Oracle进行特殊 ②规划道路， 的环境参数设置，否则，Arc/Info的数据在移植

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 平 台 、 跨系统 的 、 “ 图文一体化 ” 的无缝集成的规 划管理信息系统 如 图 所示 办公 自动化 系统 系统 图形 管理 系统 系统 空 间数据库 数据库 圈 作为 个跨平 台系统集成的枢纽 ， 比 。 飞 坛“ 自甲。 ，脚 ， 系统设计与实现 在 基 于 江 的基础 地形 图数 据库 和 用 于 规划 审批 的 基于 的办公 自 动 化 系 统 的 基 础 上 ， 建立 ” 北 京 市城市规 划 管理信息 系统 ” 需 要解 决 个关键 问题 将原 有 的基于 肠 的基础地形 图数据库转移 至 中 利用 即 进行客户端 的应 用开 发 ， 以 实现 原 本相互 独立 的 与 系统无 缝集成 ， 达到 “ 图文一体化 ” 的系统设计 目标 建立 环境下的 数据库 数据是地 理信息 系统 的核 心 ， 在这个 系统 中仅 图形 数据量 就 约 为 ， 堪称海 量 这 里 将建立 环 境 下 的 数据 库 分为数据类 型 的确 定 、 数据组 织 原则 的确 定 和 数据 的移 植 个部分 数据类 型 的确定 空 间数据库包括 如下 种 类 型 的数据 ①基础 地 形数据 基础 地形 数据是地 形 图 的数字化形式 现 阶段采用 的是 多要 素数字化 图 ， 按 内容对 图形 要 素进行分层 永 久 建筑 面 状要 素 － 属性 包括类 型 、 层 数等 类 型 分为 永 久 建筑 ， 特殊建筑 ， 塔 ， 亭子 ， 厕 所 ， 正 建 建 筑 等 普通 建筑 面状要 素 － 属 性包 括类 型 、 层 数 等 类 型 分 为普通 建筑 、 临时 建筑 道路 线 状要 素 － 属 性包括类 型 、 名称等 类 型 分 为 市区道路 、 角路 、 铁路等 水 系 线状 要 素 水 系 附属 面 状要 素 绿地 面状要 素 地 名注记 注 记 包括主要 地名 地下 管线 线状要 素 ②规划道路 ③审批成果数据 历年来签发 的建设用 地 许可证和建筑工程许可证等资料 包括 建设用 地许可 证 面状要 素 建筑工 程许可 证 面状要 素 围墙 线状 要 素 等 ④控制性详细规划数据 包括现状调查 资 料和控规设计数据 现状调 查 资料 分 为居 委会 、 行政办公 、 商 业 金 融业 、 服 务业 、 文 化娱乐 体育事业 、 医疗 卫 至事业 、 教 育科研事业 、 其他公建 、 工业 、 市政公 用 设施 、 公 园绿 化 、 居 住 区公共服 务设施 、 文 物 保护 等 属性 为此次 控规 编制统 一 制定 的表格 内容 控规设计成果 面状要 素 属性有 用 地 编 码 、 用 地性质 中类 、 用 地性质小类 、 用 地 面积 、 容 积率 、 建筑密度 、 建筑限高 、 建筑 面积 、 绿地 率 、 居 住人 口 、 人 口 密度 、 配 建车位 、 街道 办名称 数据组 织原 则的确定 数据组 织 原则 的 确定 是 整 个数据库设计 的基础 ， 它 的 目标是 以 用 户 可 以 理解 的形式来 表 达 信 息 ， 从而 规划 出 整 个数据库的 框架 ①图层 管理 用 于 管理零散数据 根据 图形 数据性 质 ， 将性 质相 同或相 近 的数据放 到 同一 图层 中 ②分层原则 按要 素类 型 点 、 线 、 面 等 分层 分层 时应 考虑数据之 间的对应关 系 例如普通建筑与永久建筑经 常具有公共边 ， 由于 二 者性质相 近 ， 故将 这两类数据放在 同一 层 中 ， 以 利 于 图形 显 示 和 绘 图输 出 分层 时应 考虑数据更新 问 题 因 为 更新 一般 以 层为单位 ， 所 以 应将变更频 繁 的数据分 离 出来 ③创建 空 间 索 引 从空 间 数据存储的 角度来看 ， 使用连续 、 无缝 的存储方式 为 了支 持 对 海 量 空 间数据 的访 问 ， 为每一 层 创建空 间索引 ， 使 层 形 成类 似网格的实体单元 ， 以加速空 间检索速度 在建 立 索引 表 时 ， 记 录每一 网格单 元 的实体分布情 况 当进 行空 间查 询时 只需 判 断哪些 落在 事 先定 义 的查 询 区 域 内 即 可 “ 空 间 索 引 ” 是 存储和组织 数据库中的空 间要 素的 主要指 标 ， 恰 当的设定其大 小可 以 加 快对数据库的访 问 ， 有利 于 高效 的空 间查 询 分析 数据移植 在数据组织原则确定 以后 ， 将 进 行 八 的 中数据 向 转移 转 移步骤 ①参数设 置 对 和 进 行特殊 的环境参数设置 ， 否则 ， 八 的数据在 移植

Vol.23 颜涯等：基于SDE的城市规划管理信息系统 571 到ORACLE的过程中将出现错误，导致转换失 现数据入库、查询检索及数据更新等数据库维 败.②数据重组.在Oracle环境下建立适应SDE 护工作，我们保留原有的Arc/Info,并利用Esi 的空间拓扑结构的各个库和属性表，对原先的 公司提供的ODE进行二次开发，开发了专供数 Arc/nfo数据库进行数据重组.③数据移植.对 据库管理员使用的系统管理子系统 于Library中的图形数据可以在ArcPlot中利用 系统管理子系统包括：空间数据数据人库 SDE提供的命令，将库中每一个Layer整个地移 子系统、空间数据统计子系统和空间数据更新 植进SDE中预先创建的相应层中，从而形成SDE 子系统，以使用Arc/View作为前台开发工具，开 的Layer;对于单独的Coverage,只需在Oracle环 发的数据统计子系统实现空间数据的查询检索、 境中使用相应命令即可将其转入到SDE预置的 显示、绘图输出和分析工作，并可以方便地进行 层中，转换成SDE的Layer..由于SDE使用Oracle 图层的增、删，改变图层颜色等较高要求的地图 关系数据库管理系统，故对于Oracle上述的数 操作.图2是利用该系统绘制的北京市旧城区 据移植工作是完全透明的，无须在Oracle上再 改造的示意图. 进行任何操作 23开发城市规划管理信息系统 22开发系统管理子系统 由于对象模型(COM)和SDE开放性体系结 为了提供完备的空间数据库管理功能，实 图2北京市旧城区文物保护示意图 Fig.2 A shown picture on the historical protection sites in Beijing old municipal district 构，GIS软件以“组件”形式提供给用户，而Ma- 瓜一者酒若干网！中事市节一士有 码可棉民管 西士由码球 pObject正是基于COM的GIS组件，将GIS功能 c-建历平市0一头酒 区业年 电横 正客理石装子如导教一公用 墙家新1 ■风 嵌入到VC、VB、PB等开发环境中.充分利用这 些开发环境的MIS功能的同时，能够真正将GS 功能移植到办公自动化桌面上，并提供了35个 OLE控件和良好的GIS服务，达到MIS和GIS 的一体化系统环境，实现规划管理审批工作“图 文一体化”的系统设计目标 系统提供以下功能：规划审批功能；空间数 据层的选择、迭加显示功能；空间数据的查询检 索和绘图功能；统计功能；日照分析及测算.“北 京市城市规划管信息系统”图文一体化的用户 图3“图文一体化”的应用系统界面 使用界面如图3所示 Fig.3 An interface on the applied system of the combination of graphic and script

·572◆ 北京科技大学学报 2001年第6期 3意义 参考文献 “北京市城市规划管理信息系统”根据北京1修文群，池天河.城市地理信息系统(G)北京：希望 现行城市规划技术业务特点，针对规划管理日 电子出版社，1996 常业务，以其所必须的空间信息和属性信息为 2万博通.网络系统集成行业实用方案.北京：海洋出版· 社，1998 数据资源，高效、便捷地将城市规划所需各种综 3陈燕申，罗成章，寇有观.城巾地理信息系统的系统分 合信息置于规划业务的每一步骤中，将对综合 析与系统设计.北京：地质出版社，1999 信息灵活的操作放置在每一位规划师的桌面计 4马智民，俞全宏，姜作勤.应用地理信息系统设计与实 算机上，形成计算机技术与城市规划政务高度 现.西安：西安地图出版社，1996.117 融合的支持平台与信息服务，建立符合规划审 5 Nabil Adam,Aryya Gangopadhyay.Database Issues in 批流程的、面向应用的、具有法律效益的综合网 Geographic Information Systems.Kluwer:Kluwer Aca- demic Publishers,1997 络数据库管理系统，使城市规划T工作更具科学 6 Richard Groot,John McLaughlin.Geospatial Data Infra- 性、合理性、规范性，大大提高了规划管理的效 structure:Concepts,Cases and Good Practice.Oxford:Ox- 率. ford University Press,2000 Research and Implementation of Urban Planning Management System based on SDE YAN Ya,SHAO Peiying,WU Ping I)Graduated School,Chinese University of Science and Technology,Beijing 100039.China 2)Applied Science School,UST Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT Describes a method to integrate GIS and MIS.It is based on three tiers Client/Server hierarchy and uses SDE(Spatial database Engine)to spatialize Oracle Database so as to put GIS spatial data into rela- tional database.It makes the data which,stored in forms of file in the Arc/Info,so that the database can be transferred into Oracle relational database which can manage the extremely large number of graphic data.VB as developing environment and load MapObject as a component are selected.Utilizing part of MIS data in SQL Server,developed an advanced city planning MIS with the combination of Graphic and Script. KEY WORDS GIS:MIS;system integration;database:city planning

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 意义 “ 北 京 市城市规划管理信息 系统 ” 根 据北 京 现行 城市规划技术业 务特 点 ， 针 对规 划管理 日 常业 务 ， 以 其所 必 须 的空 间信息 和 属 性 信息 为 数据 资源 ， 高效 、 便捷 地 将城市规划所需 各种综 合信息置 于 规 划业 务 的每一 步骤 中 ， 将对综合 信息 灵活的操作放 置在每一位规划师的桌面计 算机 上 ， 形 成计算机技 术与城 市 规划政 务高度 融合的 支持平 台与信息服 务 ， 建立 符合规划审 批 流 程 的 、 面 向应用 的 、 具有 法律效益 的综合 网 络数据 库管理系统 ， 使城市规划 一 ’ 作更 具科学 性 、 合理性 、 规 范性 ， 大大提高 了规划 管理 的效 率 参 考 文 献 修 文群 ， 池 天 河 城 市地 理信息 系统 北京 希望 电子 出版社 ， 万博通 网络系统集成行业 实用 方案 北 京 海洋 出版 社 ， 陈燕 申 ， 罗 成章 ， 寇 有观 城 市地理信息 系统 的 系统分 析 与系统 设计 北 京 地 质 出版社 ， 马智民 ， 俞全宏 ， 姜作勤 应用地理信息 系统设计 与实 现 西 安 西 安地 图 出版社 ， ， ， 仁 ， ， ， 月只口 ， 附仃 尸 心 ， ， ， ， ， ， 灯 妙 ， ， 斤