广州市城市规划地理信息综合应用系统总体设计报告

系统说明材料之二广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心二OO一年四月广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心第一章系统的开发背景1、工作基础我局在开展城市规划办公自动化系统建设以来，在不同的阶段先后建立了一系列地理数据库，并在此基础上开发了以信息管理为主、GIS数据分析和应用为辅的多个GIS系统。在进行我局的办公自动化建设的过程中，作为“图文一体化”的一个有机组成部分，这些GIS数据库起到了非常重要的数据支持作用；同时开发的各类专题GIS系统对数据库的管理和探索其在城市规划中的应用，对城市规划、建设和管理都发挥了非常重要的作用。然而，随着GIS的深入应用，用户对地理数据库的管理和应用逐渐提出了越来越高的要求。数据资源的使用率不高、系统功能的应用层次较低等问题比较突出。为了充分利用现有资源，满足规划业务对图形数据的查询和分析的基本要求，很有必要进行GIS数据集成化综合应用的探索。2、原有GIS系统的不足针对以往自动化中心开发的、各业务处室正在应用的分区规划，用地管理、道路红线、公共服务设施管理等GIS系统进行分析后，我们可以看到这些系统共有的缺点，现简单讨论如下：1、为专门的部门或单一的目标而开发，系统通用性和集成性不够，数据资源利用率不高；2、在工作时，如果想同时查看不同的图形信息，必须进行烦琐的系统切换操作；3、在功能上基本没有考虑和办公自动化的结合。3、项目研究的必要性1、是规划工作开展的客观要求。从前为建立数据库而开发的以数据管理为主，分析应用为辅的一些系统存在着两个方面的不足：一方面不能充分发掘数据的价值，另一方面用户使用起来不方便；因此空间数据库的耦合和GIS的系统集成成为必然的要求；2、为准确、详细地了解各业务处室对GIS功能的要求，必须提供面向全局工作人员的集成化的应用环境，作为一块“试验田”，通过总结以前的成功经验和详细了解用户新的需求，为全面解决“图文一体化”的规划办公自动化提供可靠的第1页/共12页广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心资料，这也是本系统的主要建设目的之一；3、是全面提高GIS开发水平的需要。目前自动化中心大型GIS项目开发和应用方面的经验和技术积累还不足以应对我局各业务部门提出的种种需求，对以往GIS系统建设的全面总结和调整技术路线已经成为一种必然，加强底层开发，强化统计和空间分析功能，实现数据动态更新，进一步实现GIS和MIS的耦合等问题需要早日解决。本系统的开发将为解决上述问题提供有益的探索。第二章系统的开发目标系统的开发目标就是将现有的各类空间信息集成到统一的应用平台上，以数据的组织和管理为核心，整合其它数据库管理和应用系统，开发出灵活实用的各类工具以增强系统的图形操作能力，运行GIS空间分析技术对各类规划图形数据进行信息提取，同时增强和丰富多种实用的查询统计功能，充分挖掘现有数据的应用价值，最终建立“广州市城市规划地理信息综合应用系统”。系统开发的宗旨就是文具店用户使用起来更方便、更灵活、更实用。第三章系统的设计思想1、根据城市规划与管理的需要，结合已建立的图形数据库，对图形数据进行全面的整理、分析，设计出一个科学、合理的数据库体系。2、通过对用户需求的调查分析，反复进行各种应用模式的实验，制定出系统的流程、模式，并且吸取原GIS系统的优点，提出一个通用、合理、实用的系统框架。3、利用WinSock通讯技术，提高办公自动化系统与地理信息系统的“图文一体化”。4、利用GIS的空间分析技术，进行统计分析功能的开发，向用户提供实用的统计分析资料。第2页/共12页广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心第四章系统的总体结构广州市城市规划地理信息综合应用系统从整个系统的功能结构上可以分为四个层次，从内层到外层分别是：数据层、管理层、定位层和应用层。…….信息查询…….信息查询…….专题图制作…….辅助工具应用层标准开窗快速定位目标定位…….…….…….定位层文件管理图层管理辅地图管理系统设置…….…….…….…….管理层广州市城市规划办公自动化系统数据库(MIS+GIS)（系统总体结构图）数据层第3页/共12页广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心1、数据层数据层包括了规划局历年来所建立的各种文档数据库和图形数据库，是本系统的核心。2、管理层包括了文件管理、图层管理、辅地图管理和系统设置等四个模块。文件管理模块包括的功能有图形文件的操作、位图转换、工作空间的操作和地图的输出等；图层管理模块包括的功能有图层控制、图层设置、图层手工选择、图层业务环境选择和图层自定环境选择等；辅地图管理模块包括的功能有自动配准主图、叠加图形文件、辅地图图层控制和辅地图操作的工具集等；系统设置模块包括了系统的一些基本设置。3、定位层本系统的定位开窗方式，主要分为标准开窗方式、快速定位方式和目标定位方式。标准开窗方式有全市范围快速开窗、坐标范围开窗、图号范围开窗、中心点开窗、行政区域开窗和分区号开窗等；快速定位方式有按地方名称定位、按道路名称定位、按单位名称定位、按设施名称定位、按建筑物名称定位和预视图模糊定位等；目标定位方式主要是根据用地红线定位、根据公共服务设施定位和根据市政公用设施定位。4、应用层应用层包括了信息查询模块、统计分析模块、专题图制作模块和辅助功能集。信息查询模块目前版本只包括用地红线的查询、公共服务设施的查询、市政公用设施查询和规划成果的查询等，此模块将不断扩充；统计分析模块包括了按属性检索统计分析、半径缓冲区统计分析、道路缓冲区统计分析、一般缓冲区统计分析、任意区域统计分析和叠置统计分析等；专题图制作模块包括了专题图的创建、修改和删除等基本操作功能；辅助功能集包括了位置记忆功能、面积量算、距离计算、标注功能、视图功能、图形漫游功能和放大镜功能等。第4页/共12页广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心第五章系统的设计原则信息的标准化和规范化可以使系统的硬件配置和软件开发做到有的放矢、事半功倍，是系统能够分阶段实施和持续发展的必要条件，也是实现信息和数据被最大限度共享的根本保证。本课题的研究重点之一就是使图形数据更加科学化、规范化和法制化。为实现这一目标，我们制订了以下的基础信息管理原则。科学性和系统性：数据的分类必须客观而充分地反映信息系统所研究和描述的对象内部各成分之间的相互联系以及相互作用的状态、过程和规律，这就是系统数据分类的科学性原则。信息系统所包含的信息必须适合计算机管理的技术要求，即适合计算机采集、储存、查询、处理、分析等工作，并具有良好的可操作性。通过信息类别的合并和分解，使系统内部各应用子系统之间保持最大限度的数据共享和系统兼容，以形成层次分明的科学性和系统性相结合的数据分类体系。完整性和可操作性：在考虑信息分类、编码特点的基础上，信息分类体系必须做到要全面、完整、客观地反映整个城市规划建设管理的基本情况。信息分类体系中的所有信息必须是可操作的，也就是说，这些信息是可以获取的，也可以被描述为计算机可以识别和接受的信息，在其应用过程中可以由管理机制进行动态更新。唯一性：信息分类体系中，各类信息有层次或隶属关系，但在同一层中信息分类是唯一的，不允许有重复数据的存在。在信息编码体系中，信息类型与其编码具有一一对应的关系，从其体系结构上杜绝重码的可能性。可扩充性：信息分类体系、编码体系的建立，必须考虑信息的扩充，在不改变原有体系基本结构的前提下，可以方便地扩充信息的内容和类别。这样不仅可以积累丰富的信息内容，而且可以减少数据库中数据的添加和更新的工作量。继承性：第5页/共12页广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心在建立数据分类体系时，应尽量采用已有的国家或国际标准分类方法，同时尽可能采用已经为大多数应用人员和群体接受并经过实践检验确认其有效的分类标准，并同时考虑各行业的规范、规定，以使所建成的数据库的应用范围更加广泛，产生好的社会效益及经济效益。我们将信息的开发和维护分成四个层次，即计划、分析和设计、建立和实施、运行，各部分的具体要求和安排如下：计划阶段：详细的计划将是减少错误和保证成功的关键，也是整个运做流程的基础。在该阶段，我们应该对已有的信息资源采用综合分析的方法，抽象出合理的数据库结构，从战略的高度明确数据库的建设目标。分析和设计阶段：在该阶段，应该明确规划行业具体业务处理过程中对信息资源的具体要求，然后进行综合分析，并以此为基础建立整体结构模型。建立和实施阶段：该阶段是建立数据库的实质性阶段，建立具体的数据模型以及各数据模型间的数据关联，并装入数据，交付用户使用。运行和维护阶段：完成数据库的维护工作，建立相适应的数据补充功能，使数据库实现动态更新。第6页/共12页广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心第六章、系统的组织结构本系统在设计上并不采用传统的层次结构，而采用了更具灵活性的网状结构。整个系统以主地图作为核心，通过形成不同的工作环境以应用于不同的业务处理。系统的功能之间的联系比较密切，允许多个功能的交错使用，来达到某个使用目的。系统的组织结构图如下图：文件管理标准开窗快速定位目标定位主地图辅地图文件管理外部接口辅地图管理设置选项工具集地图操作信息查询统计分析辅助功能集报表制作专题图制作（系统组织结构图）第七章系统的界面设计合理、简洁、流畅以及美观的操作界面，将会大大提高了用户办理业务的准确性和效率。本系统在实用的基础上，对系统界面进行精心设计，大部份效果均为动态生成，并不直接使用图片粘贴，使系统即美观又不占系统资源，不影响系统的稳定性。系统的主界面由以下几个部份组成：·系统主菜单·常用功能按钮第7页/共12页广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心·快速定位及控制栏·辅助工具箱·主、辅地图窗口·预视图·动态提示栏·状态栏第八章软件接口的设计本系统利用了WINSOCK技术，实现了与办公自动化系统进行动态连接，大大提高了“图文一体化”。。。。。。。城市规划地理信息综合应用系统外部软件系统用地处办公自动化系统规划处办公自动化系统分局办公自动化系统初始化连接处理消息接收出错处理关闭连接其它处理消息解释事件处理…………利用WinSock技术命令功能1功能3功能2UDP协议……(软件接口设计方案图)外部系统（例如办公自动化系统、业务会议系统等）可以通过该接口动态连接本图形系统，包括相应位置动态定位、功能调用、图形系统操作等。本系统采用了UDP协议，而不采用TCP的协议，是为了提高系统的灵活性。第8页/共12页广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心第九章部份模块的设计说明本章节只列出主要的系统设计图，详细设计请参阅有关技术文档。1、多视图模式的设计多视图模式是以主地图为主要的查询的对象，以任意一张辅地图为参考对象的工作模式。查询相关信息用应用应主地图辅地图外部接口控制管理工作空间自定环境控理管制自动配准位置规划成果库辅地图管理图层管理广州市城市总体规划结构图广州市城市土地利用现状图广州市道路设施规划图广州市供电规划图…...广州市域城镇体系规划图功能集辅助工具集编辑绘图工具集地图操作（多视图模式的设计图）用户可以根据办理业务的需用，使用单视图模式或多视图模式，多视图模式为可选。2、图层管理的设计图层管理模块是对主地图的图层管理，也是本系统的核心组成部份。本系统的图层管理作了较大的改进，不是简单的图层列表选择和显示。主要在三个方面体现：1）在数据组织方面。对所有的图形数据进行全面的整理、分类，建立了分级机制，使系统数据的组织更科学。2）在用户使用方面。提供树操作、业务自动选择、自定义选择等，增加了系统的易用性，提高了工作效率。3）在系统处理方面。增加智能处理模块，减小数据层次和样式问题。第9页/共12页广州市城市规划地理信息综合应用系统广州市城市规划自动化中心第10页/共12页（图层管理模块设计图）3、现状设施查询功能详细设计此功能采用分步式设计方法，简化用户查询