城市建设管理地理信息系统的分析与设计

摘要：本文从建设城市建设管理地理信息系统的现实意义、总体目标、功能结构设计、数据结构设计和应用前景进行了探讨，阐述了城市建设管理地理信息系统建设思路。

关键词：城市建设管理；地理信息；应用

中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-02

Urban Construction Management Geographic Information System Analysis and Design

Shi Xiangao

(Wuhan City Construction Information Center,Wuhan430014,China)

Abstract:This article from the construction of urban construction and management of geographic information systems of practical significance,overall objective,functional design,data structure design and application prospects are discussed to explain the city's geographic information system construction and management ideas.

Keywords:Urban construction management;Geographic information;Application

GIS（Geographic Information System），地理信息系统，是20世纪60年展起来的融地理学、测量学、计算机科学为一体的综合性技术。GIS使用计算机图形处理技术和数据库技术管理、分析地理空间数据及其相关信息，把事物在地球表面空间的地理位置及其特征有机地结合在一起，并通过计算机屏幕形象、直观地显示出来。

随着计算机软硬件的快速发展和应用成本的大幅度降低，近年来GIS技术在城市规划、房地产、交通运输、公用事业、重大工程、环境保护、公安与消防以及军事和国防等众多领域得到了广泛的应用，尤其在城市建设和管理中。

城市建设地理信息平台是GIS技术在城市建设和管理中的具体应用，目的是为了提高城市建设的管理水平，提高日常工作效率，为应急处理提供数据和技术支撑，为辅助决策提供基础支持。

城市建设地理信息平台以地理信息系统技术为依托，以城市地理空间数据和计算机网络为基础，以建设信息为管理对象，建立统一的建设项目数据库，逐步形成一个集行政管理、应急指挥、城市建设项目跟踪、建设信息服务为一体的智能化管理信息系统，实现全市范围内城市建设信息的综合管理和高效利用。

一、总体情况

（一）研制意义。建设城市建设地理信息系统，对城市建设管理具有重大的现实意义。

1.建立统一的城市建设地理空间框架。城市建设所涉及的道路、桥梁、路灯、绿化等城市基础设施，绝大多数是具有典型的位置概念，是与地理空间信息是密切关联的。因此城市建设地理信息系统建立了统一的城市建设地理空间框架，将原来分散的、格式不统一的、不能共享的、数字化或没有数字化的空间数据资料重新整理成为格式统一、完整、相关联的分层分类信息的数据库，不仅可以集成各种城市基础设施信息、城市建设项目、基础地理信息，而且将市建设的策划、实施、审批、批后管理都直观地展示在计算机屏幕上。

随着城市建设地理信息系统数据库的充实和功能的进一步扩展、完善，必将成为构建“数字城建”的核心基础，成为城市建设管理部门电子政务的重要组成部分，还可以在“城市智能交通”、“城市灾害应急抢险”中发挥重要的基础作用。

2.实现建设信息的快速定位和查询。城市建设地理信息系统提供的多种查询方式和查询手段，实现了从空间和属性两个方面进行建设信息的查询和检索，实现了空间分析，分析结果以直观的形式表达出来，为准确计算城市建设管理、审批和批后管理的各种指标奠定了可靠的基础。

3.有效提升城市建设管理效能。如何有效地管理如此大量的地理空间信息与城市建设专业属性信息，以服务于政府决策、基础设施规划与建设、社会经济发展、公众服务、突发事件的应急反应等工作，是城市基础设施管理面临的一大挑战。

城市建设地理信息系统投入使用必将促进城市建设的科学管理，实现城市基础设施的科学规划与建设，极大地提高城市管理现代化水平。将在城市建设与管理中产生广泛的社会效益和巨大的经济效益，具有十分重要的现实意义。

（二）总体目标。城市建设地理信息系统的总体目标是：

1.整合GIS资源。（1）基于城市建设管理部门的应用实际，整合已有GIS资源，建立统一的城市建设地理信息数据库，在整个系统内统一使用该数据库，各专题空间数据也逻辑分离并共享基础空间数据（地形、路网、水系等）。（2）空间数据库实行分层管理，基础地理空间数据和专题空间数据分别管理。（3）城市建设地理信息数据库能够接纳多种数据更新方式如：整体更新、局部更新、兼容格式的文件数据导入、地图编辑更新。

2.建立模块化的应用子系统。建立模块化的应用子系统，保证平台的灵活性和扩展性，实现系统管理、专题子系统、数据库维护、地图编辑、移动办公应用、查询展示和统计分析功能

（三）方案建设原则。城市建设地理信息系统设计和建设遵循“实用性”、“可扩展性”、“灵活性”、“先进性”、“安全性”、“实用性”、“现势性”、“前瞻性”和“经济性”等原则，实现功能齐全、界面美观、操作简单、使用方便、安全稳定等目标。

二、系统方案

（一）系统功能结构设计。结合城市建设管理工作的实际需要，城市建设地理信息系统功能主要包括五大功能模块，分别是：系统管理模块、数据维护模块、通用模块、专题子系统应用模块、地图编辑模块。

1.系统管理模块。用户管理功能主要包括：用户管理、权限控制、功能配置管理和系统字典管理等四个方面的功能。

2.数据维护模块。数据维护模块实现对系统中的各专题数据配置和维护功能，包括：（1）空间数据属性数据关联配置；（2）地物显示符号配置，控制地物颜色的属性字段配置；（3）属性数据展示页面配置，实现与建设中心数据库中的数据交互；（4）属性、空间数据库同步。

3.通用模块。通用模块实现对城市建设地理信息系统中地理信息的放大、缩小、图层管理、查询、立案算等常用的GIS通用功能，主要包括：地图浏览功能；定位查询功能；地物属性查询功能；地图量算功能；地图导入功能；电子沙盘功能；地图打印功能；统计分析功能。

4.专题应用子系统模块。在城市建设地理信息系统进行功能配置和数据配置，可以调用各专题应用子系统。比如城市基础设施统计专题子系统、规划建设项目专题子系统、年度重点工程项目专题子系统、民用建筑工程专题子系统

5.地图编辑模块。地图编辑是使用地图编辑工具编辑地图，从而实现空间数据库的维护，主要包括以下功能：

（1）地图图层管理，主要包括：图层的添加、编辑、删除等功能。

（2）地物类别管理，主要包括：地物类别的添加、编辑、删除。同时，地物类别须与地物特征绑定如：

类别名称 地物特征 编号 符号

重点工程 面状地物 001

建设工程 点状地物 002

（3）地物编辑，主要包括：添加地物、删除地物、修改地物地理位置、线状地物颜色修改、面状地物颜色修改、同类型地物显示属性（如颜色、符号等）统一修改。

（4）自定义地物符号导入和编辑，主要包括：点状地位符号导入，线状地物符号导入、符号编辑。

（二）系统数据结构设计。城市建设地理信息系统数据具有数据量大、数据类型多的特点。系统数据类型包括空间数据、属性数据、地名数据及多媒体数据等，其中空间数据是系统进行地理定位的基础，城市建设专题数据则是系统的工作对象。

空间数据和专题数据既具有空间分布特征，又具有时态变化的特点。随着时间的推移，其内容会发生变化。为维护数据的现势性、完整性和一致性，在系统运行过程中，需要及时对其进行更新。

空间数据又分为基础地理信息数据、应用专题数据。

1.基础地理信息数据。基础地理信息数据包括：（1）多时序、系列比例尺地形图，包括从1：2000到1：10000系列比例尺的多时序城市基础地形图。（2）多时序、高分辨率影像图。（3）地下管线普查成果。（4）360°全景地图。360度全景地图是利用最新的图像三维技术－三维全景(panorama)与二维地图结合而创建的地图，可实现关注点的360度实景，实现了将电子地图位置查询能力和全景所提供的虚拟现实的结合。（5）地名地址数据库。地名数据库是空间定位型的关系数据库。通过地名数据库的组织将固定地名、路名、河流、和单位等的名称，连同其汉语拼音及属性特征如类别、政区代码、归属、网格号、交通代码、高程、图幅号、图名、图版年度、更新日期、X坐标、Y坐标、经度、纬度等录入计算机建成的数据库，它与地形数据库之间通过技术接口码连接，可以相互访问。包括单位、门牌号码、公共场所、加油站、停车场、公用电话、集贸市场等十多类地名地址数据。

2.应用专题数据。应用专题数据包括：（1）城市道路基础设施数据。城市道路基础设施数据应涵盖主城区范围内宽3.5m以上的道路及其附属设施数据（城市基础设施属性数据是描述城市道路特征的定性或定量指标数据，如道路等级、路面材料、人行道铺装材料、道路宽度等属性数据），空间数据主要内容包括：

1）道路数据及属性信息，包括：3.5米以上道路、非机动车道；

2）高架桥、过街地道、过街天桥等及其相应的属性信息；

3）公交专用道、人行道、导盲道、人行横道、渠化设施（各种环岛、转盘）等及其相应的属性信息；

4）交通信号灯、路灯等及其相应的属性信息；

5）汽车停车站、候车棚（含公交站广告牌）等及其相应的属性信息；

6）消火栓及属性信息；

7）行树、花坛、绿化带等及其相应的属性信息；

8）广场及属性信息；

9）路面高程。

（2）民用建筑工程数据。在建和已完成的民用建筑工程数据，其地理空间位置以及相关属性信息。（3）规划建设项目库数据。规划建设项目数据，其地理空间位置以及相关属性信息。（4）历年重点工程数据。国家、省、市级重点工程数据，其地理空间位置以及相关属性信息，按年度进行分类管理。（5）规划道路网数据。规划道路数据，其地理空间位置以及相关属性信息。

3.符号库。符号库是为制图服务的，可以利用符号库提供各种符号来制作各种统计专题图。

三、应用前景及下一步工作

（一）应用前景。城市建设地理信息系统涵盖城市建设管理部门所有涉及到的基础设施、规划项目库、历年重点工程项目、年度计划项目、建筑工程等业务数据，以基础地理信息为基础，实现了各类空间信息和建设业务信息的查询、管理、修改，各种专题数据的统计和各种报表、图文的输出。

城市建设地理信息系统的建设整合了建设信息资源，提供了独立的地图编辑工具，实现了建设信息与GIS信息的快速关联，灵活的后台配置满足了移动办公的应用要求，使得建设项目管理更加直观，实现了建设信息的空间统计分析，为科学决策提供依据。

系统的数据组织与功能在城市建设管理上具有一定的普遍性和共性，是地理信息公共服务平台的应用实例，便于在其他行业移植、推广、应用。

（二）发展方向。系统能满足武汉市城乡建设委员会对城市建设项目管理工作的需要，并且在使用过程中根据具体实际需要进行不断的更新完善。今后，作为GIS系统开发的技术上创新，结合二、三维联动以及虚拟现实技术，实现三维漫游，结合城市建设工程信息使其能多方位、更直观地反映武汉市城市建设现状与规划；此外，在应用范围上，也可以深入老百姓日常生活，朝着社会服务的方向发展，从而更好地为社会提供更全面的地理信息服务。

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[作者简介]石先高（1983.2-），男，湖北人士，毕业于武汉大学地理信息系统专业。现供职于武汉市建设信息中心，从事电子政务软件系统建设工作，具有软件工程师中级职称。