（计算机应用技术专业论文）基于地理信息系统的土地规划mis系统.pdf

中文摘要 改革开放以来。中国城市规划工作为中国城市发展立下了历史性的功绩。但 总体上看，城市规划的发展还远不能适应国家和城市发展的需求，更不能适应国 家加快城市化战略的迫切需求。所以，利用现代的信息技术开发城市土地利用规 划管理信息系统，以辅助对城市土地利用的规划与决策，对于城市的发展具有重 要意义。 本文将地理信息系统( g i s ) 应用于土地利用规划管理中，利用i a p x 在v b 环境下采用组件技术开发完成了鞍山市土地规划m i s 系统。在系统总体功能设 计上提供了八个模块，具备地理信息的查询、统计以及综合信息的分析和预测等 功能。在信息查询方面可通过距离与面积进行量算；在信息分析方面提供了叠加 分析和缓冲分析功能；在预测功能上，本系统采用了灰色系统g m ( 1 ，1 ) 模型来预 测市区目标年人口。除了这些基本功能之外，系统还提供了图层管理子系统、专 题图管理子系统、决策支持子系统及系统维护子系统等模块来帮助用户进行信息 的管理、使用与维护，给用户提供全面的土地规划信息为最终的决策提供有力的 支持。 鞍山市土地规划m l s ( 管理信息系统) 系统的实现，为城市土地规划和合理 控制城市发展规模提供了科学的依据。本系统具有界面友好、操作简单、稳定可 靠、系统安全等特点。经测试，达到了预期目标。 关键词： g i su m l 管理信息系统土地规划预测 s i n c et h eb e g i n n i n go f r e f o r ma n do p e n i n g 叩，c h i n a su r b a np l a n n i n gh a sm a d e h i s t o r i ca c h i e v e m e n tf o rt h ed e v e l o p m e n to fc h i n a su r b a ns e t t i n g b u tg e n e r a l l y s p e a k i n g ，t h ed e v e l o p m e n to fu r b a np l a n n i n ga n du r b a nd e v e l o p m e n ti ss t i l lf a rt o m e e tt h en e e d sf o rt h ed e v e l o p m e n to fo u rc o u n t r ya n dc i t i e sa n dt h ep r e s s i n go ft h e u r b a n i z a t i o ns w a t e g yo fo u rc o u n t r y t h e r e f o r e ，t h el i s to fm o d e mi n f o r m a t i o n t e d m o l o b ”yd e v e l o p m e n ti nu r b a nl a n du s ep l a n n i n ga n dm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e mt os u p p o r tt h eu r b a nl a n d u s ep l a n n i n ga n dd e c i s i o n - m a k i n gi nu r b a n d e v e l o p m e n ti so f g r c a ts i g n i f i c a n c e t h i se s s a yw i l lb et h eg e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ( o l s ) t ol a n du s e p l a n n i n g a n dm a n a g e m e n ta n dw i t hm a p xi n s e r t e di nt h ev bt e c h n o l o g y d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n tu s i n gc o m p o n e n t s ，1c o m p l e t e da n s h a nc i t yl a n dp l a n n i n g m i ss y s t e m t h eo v e r a l lf u n c t i o n a ld e s i g no f t h es y s t e mp r o v i d e se i g h tm o d u l e s ，w i t h g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ne n q u i r i e s ，a n dc o m p r e h e n s i v es t a t i s t i c a li n f o r m a t i o n ，a n a l y s i s a n df o r e c a s t i n gf u n c t i o n s t h ee n q u i r i e sc a l lb ea d o p t e di nt h ei n f o r m a t i o no na r e a a n dd i s t a n c em e a s u r ea n dc a l c u l a t i o n t h ea n a l y s i sp r o v i d e si nt h ei n f o r m a t i o n a n a l y s i sa n db u f f e ro v e r l a ya n a l y s i sf u n c t i o n s i nt h ep r o j e c t i o nf u n c t i o n s ，t h es y s t e m i n t r o d u c e sg r e ys y s t e mg m ( 1 ，1 ) m o d e lt of o r e c a s tu r b a np o p u l a t i o ni na no b j e c t i v e y e a r i na d d i t i o n t ot h e s e b a s i cf u n c t i o n s ，t h es y s t e ma l s op r o v i d e sal a y e r m a n a g e m e n ts u b s y s t e m ，at h e m a t i cm a p sm a n a g e m e n ts u b s y s t e m ，ad e c i s i o ns u p p o r t s y s t e ma n das u b s y s t e m ss u c ha sm o d u l e st oh e l pm a i n t a i ns u b s y s t e m so fi n f o r m a t i o n t ou s e r si nt h em a n a g e m e n t , u s ea n dm a i n t e n a n c e ，a n di tp r o v i d e sas t r o n gs u p p o r tt o u s e r sw i t hc o m p r e h e n s i v el a n dp l a n n i n gi n f o r m a t i o nf o rt h ef i n a ld e c i s i o n m a k i n g w i t ht h ea c h i e v e m e n to fa n s h a nc i t yl a n dp l a n n i n gm i s ( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m ) s y s t e m ，w ec a np r o v i d eas c i e n t i f i cb a s i sf o ru r b a nl a n d p l a n n i n ga n dr e a s o n a b l ec o n t r o lt h es c a l eo fu r b a nd e v e l o p m e n t t h es y s t e mh a sa f r i e n d l yi n t e r f a c e ，s i m p l eo p e r a t i o n ，r e l i a b i l i t y , s y s t e ms e c u r i t y , a n do t h e rf e a t u r e s t e s t e d ，i ta c h i e v e dt h ea n t i c i p a t e do b j e c t i v e s k e y w o r d s ：g 1 s ，u m l ，m i s ，l a n dp l a n n i n g ，f o r e c a s t 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨鲞盘茎或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期：二切多年 学位论文版权使用授权书 舀月出 本学位论文作者完全了解叁注盘茎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 签字日期：j 咖 ， 傣西 8 月止 导师签名：；蕾事印苹 签字日期：d 彳年扩月玎日 天津大学硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 土地利用规划管理信息系统国内外研究概况 1 1 1 国外概况 土地利用规划信息系统的发展可以追溯到2 0 世纪6 0 年代。1 9 6 4 年加拿大 建成的加拿大地理信息系统( c g i s ) 是公认的世界上第一个土地资源信息系统， 该系统是在地理信息系统支持下实现的。目前世界上许多发达国家，如美国、日 本、澳大利亚、法国、德国等，都花了大量的人力与财力从事土地资源信息系统 的研究，建立起一些有影响的土地资源信息系统。如美国明尼苏达洲的土地管理 信息系统( c g i s ) ，纽约土地利用和自然资源信息系统( l u n r ) ，日本的国家土地 资源数据库系统，法国国土地理院的简称的国土信息系统，英国的土地资源信息 系统等。 1 1 2 国内概况 我国在这方面的研究比国外晚，2 0 世纪7 0 年代随着计算机的广泛普及与应用 及地理信息系统软件的引进和开发，为建立我国的土地利用规划信息系统提供了 有利的条件。国土资源部信息中心利用地理信息系统( g i s ) 技术、分布式数据库 管理( r d b m s ) 技术以及计算机网络技术，采用c s 结构体系，实现全国1 ：5 0 万土地 利用现状数据的信息管理、共享与发布，实现了综合查询、数据统计、历史对比、 分析预测、土地变更、制图输出、报表生成、数据表现等多方面的应用。从国土 资源部土地管理的中心工作出发，全面、准确地反映全国土地数据汇总的成果信 息( 包括图形数据和统计属性数据) ；实现了数据的实时更新，满足数据统计汇总 和图形变更的需要：为国土资源部土地管理丁作提供及时、准确的土地利用数据， 实现多用户网络( 国土资源部内的局域网) 运行和信息的共享。 深圳市规划国土局信息中心从1 9 9 2 年起着手建立深圳市规划国土信息系 统，以规划为龙头，以土地为中心，包含本局计划、市政、报建、房地产、测绘 等多项业务管理和办公自动化的综合性、空问型信息系统。已完成了办公、土地、 规划、测绘、地籍、产权、建筑报建、房地产市场管理、计划统计、土地使用费 征收等子系统。在全国国土资源管理信息化建设的大潮中，各省市国土资源管理 部门充分借鉴深圳市规划局的经验，纷纷制定了自己的信息化建设议程。 天津大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 3 发展趋势 当前国内外土地利用规划管理信息系统研究的发展趋势主要集中以下几个 方面： 1 、进一步发展以“3 s ”为中心的土地利用规划信息系统的技术体系。r s ( 遥 感系统) 和g p s ( 全球定位系统) 是g i s ( 地理信息系统) 重要的数据源和数据更 新基础。r s 和g p s 的结合一方面提高了数据采集的自动化程度和数据精度，另一 方面缩短了数据更新的周期，提高了数据的实时性，在土地资源调查、动态监测 中起着其他技术所无法替代的作用；g i s 是技术关键，是对含空间信息的数据进 行管理的主要手段。 2 、应用模型的改善和发展。随着信息技术的成熟，土地资源数据的积累和 应用环境的改善及应用范围的不断扩大，要使土地资源管理信息系统能在资源研 究中更好地发挥作用，将土地资源管理信息系统和土地资源应用模型结合是十分 必要的。今后会根据土地资源管理的不同研究目的来构造各种各样的应用模型， 同时随着这些模型的构造与应用系统的全面展开，开始建立相应的土地资源管理 模型库。 3 、大量应用现代计算机技术。面向对象的控件技术、多媒体技术、网络技 术、人工智能、专家系统、决策支持系统等现代信息技术的应用，将使土地资源 管理信息系统的功能更为完善与强大。 4 、土地资源数据的标准和规范化。土地资源信息系统的建设涉及数据面广、 量大、层次多，为了保证各地区各部门的数据符合统一的格式，使建立起来的数 据库能够相互连接，最大限度地减少信息储存的冗余度，以实现信息交换与共享 的目的，土地资源数据的标准化和规范化目前已受到世界各国的普遍重视。 1 2 研究意义 2 l 世纪爻2 0 年是我国迈向第三步战略订标的天键时期，在新的发展阶段，土 地资源供需矛盾将进步加人。在这种情势下，规划作为安排土地利川的全面、 长期计划，其莺要作川尤为垃薯。客观形势的要求促使能够正确处卵经济发展和 资源保护的关系成为必然。通过地利川结构和衙局的调整和优化，协渊静地区， 各行业的】地需求，促进t 地的集约合理利川和优化配置，为绐济礼会全面、协 调、可持续发展提供川地保障。但是，作为土地管理龙头和基础的土地利用规划 管理仍存在一些严重的问题，主要表现在：1 、基础资料不全；2 、对资料缺乏有 效的管理方法；3 、信息处理能力不能满足经济发展的需要：4 、规划编制方法落 天津大学硕士学位论文 第一章绪论 后：5 、规划信息标准化差，难以发挥应有作用等。 土地利用规划管理上的落后状况提出了加强土地利用规划管理工作并找到 解决落后状况办法的要求。目前，国内的土地利用规划管理信息系统开发应用还 处于初始阶段，开发技术基本上沿用传统的6 i s 技术和数据库技术，功能上还不 能满足土地利用规划管理工作的需求，并且标准化程度不高，系统扩展性不强。 所以，如何将最新g i s 技术应用于城市土地利用规划管理过程中，并结合计算机 技术、信息工程技术、数学理论知识、管理决策理论及相关标准化体系来建立土 地利用规划管理信息系统，对土地利用规划管理过程中的各种数据进行有效管 理，引导土地利用规划管理走上定量化、科学化和自动化的道路，就成了本课题 的研究目的。 1 3 本文研究的内容 本文主要是为提高鞍山市建委工作的科学性、信息化性、快捷性而设计的。 由于鞍山市建委所涉及的土地管理工作是宏观的、指导性、全局性的，所以，与 其它同类系统相比，本系统不仅提供了基本的土地信息操作功能，如地图浏览、 信息查询、面积和距离量算、相关信息统计，而且把重点放在了对信息的分析、 预测上，特别设计了缓冲分析、叠加分析功能，以提高系统对地图的综合分析能 力；特别设计了人1 ：3 预测、建设用地规模预测、道路需求情况预测功能，以使本 系统具备良好的预测能力来支持鞍山市对土地利用规划及城市发展控制的决策。 本系统的突出特点是在技术手段和系统功能上。在技术手段上它集成了现今 最先进的g i s 技术、组件技术和a d o 技术来开发系统，并在系统设计阶段采用 了通用的u m l 来描述系统；在预测功能的实现上，采用了灰色系统分析法g m ( 1 1 ) 来预测相关信息。在系统功能上除了提供基本的信息查询、统计功能外， 特别设计了信息的综合分析与预测功能，以满足用户的特殊需要。 1 4 论文的组织 本文由以下几部分组成： 第一章绪论。介绍了土地利用规划管理信息系统的国内外概况及发展趋势， 之后阐述了本课题的研究意义和内容。 第二章g i s 及相关软件概述。在概要地介绍了地理信息系统的概念、功能 以后，介绍了本文要用到的m a p l n f o 和m a p x 两个软件的相关内容。 第三章土地规划管理信息系统需求分析。介绍了土地利用规划的种类等知 天津大学硕士学位论文第一章绪论 识，同时介绍了鞍山市土地利用规划业务情况。 第四章土地规划管理信息系统总体设计。对系统进行模块划分，确定相关 的子系统，并确定了各子系统的功能组成及系统所需要的数据和数据在各功能模 块的流向。 第五章土地规划管理信息系统详细设计。主要介绍了数据库的详细设计和 系统功能模块实现的详细分析。 第六章土地规划管理信息系统实现。由于篇幅所限，给出了系统部分功能 的运行结果及系统界面与窗体结构。 第七章结束语。总结了本研究的主要内容和创新点，并指出了以后研究和 改进的方向。 天津大学硕士学位论文 第二章g i s 及相关软件概述 2 1 g i s 概述 第二章g i s 及相关软件概述 地理信息系统，简称g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) 。顾名思义， 地理信息系统是处理地理信息的系统。地理信息是指直接或间接与地球上的空间 位置有关的信息，又常称为空间信息。一般来说，g i s 可定义为：“用于采集、存 储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统，是分析和处理 海量地理数据的通用技术”。从g i s 系统应用角度，可进一步定义：“g i s 由计算 机系统、地理数据和用户组成，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分 析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、 交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设 计和规划、管理决策服务”。 2 2m a p l n f o 概述 m a p l n f o 是美国m a p l n f o 公司的桌面地理信息系统软件，是一种数据可视化、 信息地图化的桌面解决方案。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操 作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了 地理信息系统分析功能，形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化 小型软件系统。m a p l n f o 含义是“m a p p i n g + i n f o r m a t i o n ( 地图+ 信息) ”即： 地图对象+ 属性数据。 1 9 8 6 年m a p l n f o 公司成立并推出了第一个版本- - m a p l n f of o rd o sv 1 0 及 其开发工具m a p b a s i c ，此后又推出了d o s 平台的2 0 和3 0 版。1 9 9 5 年底m a p i n f o 发布了m a p l n f op r o f e s s i o n a l ，是一个以w i n d o w s9 5 和w i n d o w sn t 为平台的 桌面地理信息系统。目前该软件的最新版本是m a p l n f op r o f e s s i o n a l7 5 及其 系列软件。 m a p l n f op r o f e s s i o n a l 是一套强大的基于w i n d o w s 平台的地图化解决方案， 可以方便地将数据和地理信息的关系直观的展现，其复杂而详细的数据分析能力 可帮助用户从地理的角度更好地理解各种信息；可以增强报表和数据表现能力， 找出以前无法看到的模式和趋势，创建高质量的地图以便做出高效的决策；凭借 天津大学硕士学位论文第二章g i s 及相关软件概述 其新特性和增强功能，m a p l n f op r o f e s s i o n a l 使得桌面地图化和分析功能更快 和更容易。 2 3 m a p x 概述 m a p x 是一个基于a c t i v e x ( o c x ) 技术的可编程控件。它使用与m a p l n f o p r o f e s s i o n a l 一致的地图数据格式，并实现了大多数m a p i n f op r o f e s s i o n a l 的 功能。 m a p x 为开发人员提供了一个快速、易用、功能强大的地图化组件。在v b ， d e l p h i ，p o w e r b u i l d e r ，v c 等可视化开发环境中，只需在设计阶段将m a p x 控件放 入窗体中，并对其进行编程，设置属性或调用方法或相应事件，即可实现数据可 视化，专题分析，地理查询，地理编码等丰富的地图信息系统功能”1 。 对m a p x 编程，不需要有任何m a p b a s i c 知识，而且大多数任务可简单的通过 设置 m a p x 控件的属性来实现。m a p x 定义了一个类体系，以有效的组织图形元素， 图层，属性数据等对象。m a p x 的主要功能包括：显示m a p l n f o 格式的地图；对地 图进行放大、缩小、漫游、选择等操作；专题地图；图层控制；数据绑定；动态 图层和用户绘图图层：生成和编辑地图对象；简单地理查询：边界查询，地址查 询等。 天津大学硕士学位论文第三章土地规划管理信息系统需求分析 第三章土地规划管理信息系统需求分析 系统分析的基本思想是从系统观点出发，通过对事物进行分析和综合，找出 各种可行的方案，为系统设计提供依据。 3 1 土地利用规划的含义 3 1 1 土地利用规划的定义 土地利用规划是根据国家经济社会发展总目标，为合理开发利用土地资源， 协调分配国民经济各部门用地，妥善安排各项建设工程用地而提出的合理组织土 地利用的方案w 。 土地利用规划一经批准，就具有法定效力，必须执行。根据规划的性质和目 的，土地利用规划分为土地利用总体规划、土地利用专项规划和土地利用规划设 计三种类型0 1 。 3 1 2 土地利用总体规划 土地利用总体规划属于宏观土地利用规划，是各级人民政府依法组织对辖区 内全部土地的利用以及土地开发、整治、保护所作的综合部署和统筹安排。根据 我国行政区划，规划分为全国、省( 自治区、直辖市) ，市( 地) 、县( 市) 和乡 ( 镇) 五级，即五个层次。上下级规划必须紧密衔接，上一级规划是下级规划的 依据，并指导下一级规划，下级规划是上级规划的基础和落实。 中华人民共和国土地管理法第十九条规定了土地总体规划编制的原则： ( 1 ) 严格保护基本农田，控制非农业建设占用农用地； ( 2 ) 提高土地利j _ | 】率： ( 3 ) 统筹安排各类各区域用地； ( 4 ) 保护和改善生态环境，保障土地的可持续利用； ( 5 ) 占用耕地与开发复垦耕地相平衡。 土地利用总体规划的成果包括规划文件、规划图件及相应的附件。土地 利用总体规划实行分级审批制度。 天津大学硕士学位论文 第三章土地规划管理信息系统需求分析 3 1 3 土地利用设计 也称土地利用详细规划。该规划是在总体规划的控制和指导下，直接对某一 地段或某一土地使用单位的土地利用及其配套设施作出具体安排。该规划属于微 观土地利用规划，主要是为解决土地使用( 所有) 单位的土地开发、利用、整治、 保护等具体问题而进行的规划，有较强的可操作性和工程实施性。 3 2 土地利用规划业务介绍 我国目前在土地利用规划上采用各级分工协作的土地规划方式。在土地规划 上分成五个层次，即国家级、省级、市级、县级、乡级土地利用规划，各级在规 划程度上各有不同。鞍山市的土地利用规划属于市级土地利用规划。 3 2 1 鞍山市土地利用规划的目的 鞍山市是地( 市) 级单位，它的土地利用规划目的是为鞍山市市域经济的可持 续发展提供土地保障，其目标更为具体，更重视土地利用的经济效益，是一种宏 观的土地利用规划。 3 2 2 鞍山市土地利用规划的任务 在充分考虑土地利用的经济、社会和生态环境效益的基础上，协调各业用地 矛盾，特别是耕地保护与城市建设用地扩张的矛盾。 3 2 3 鞍山市土地利用规划的内容 鞍山市土地利用规划就其深度而言属于政策性规划范畴，它是由辽宁省省级 规划向鞍山市所辖各县县级规划的过渡层次。 鞍i jj 市土地利用规划的基本内容是在辽宁省省级规划的控制下，结合本市区 域规划的要求，在分析本市的人口、土地与经济发展的基础上，进一步分析土地 的供需情况，提出土地供应的总量控制指标和确定本市区域土地开发、利用、整 治和保护的重点地区和范围。鞍山市土地利川规划作为一级较大区域的规划，在 分析研究土地的供需关系时，特别侧重本地区的工农业发展、城市化水平与进程、 鞍山市城市体系和城市的中心职能与分工等方面的研究，合理地确定鞍山市中心 城市的人口规模、用地规模，以及区域性骨干基础设施的用地关系。 天津大学硕士学位论文第四章土地规划管理信息系统总体设计 第四章土地规划管理信息系统总体设计 4 1 系统概述 鞍山市位于辽东半岛中部，地处渤海经济区腹地，是辽宁省第三大城市，经 过二十多年的改革开放，经济全面发展，社会全面进步，综合实力稳居辽宁省第 三位。特别是近几年，鞍山市对外开放、城市建设、就业和社会保障、高新技术 产业发展、软环境建设等等成效显著m ，。 为了更好地规划、利用好鞍山市城区的土地，给鞍山市民提供一个良好的生 活空问，本课题专门设计了鞍山市土地利用规划管理信息系统，以辅助鞍山市搞 好城市土地利用规划管理工作。与其它同类系统相比，本系统除了实现鞍山市土 地规划、管理工作的自动化外，特别设计了决策支持功能，对鞍山市人口数量、 建设用地规模、道路占地情况等进行预测，为政府部门进行土地规划和控制城市 发展提供科学的决策信息n ，。 4 2 系统设计原则 ( 一) 实用性原则 目前土地规划管理正处于从随意、混乱到依法、有序的转变之中。有关法律有待进一步 完善，管理人员有待进一步充实，基础数据和图件尚不齐全，大部分地区的经济承受能力比 较有限。因此，系统在功能上要以实用为主，在技术上要可行，也需要有一定超前。 ( 二) 规范化原则 根据相关法律条文的有关规定，结合信息系统开发的便利性，对现行土地利 用规划管理业务进行规范化、标准化改造，制定一套可调整的规划管理办公流程。 另外，对系统设计、数据库建设、软件开发等都明确给予规范化规定。 ( 三) 易用性原则 基于微机的运行平台，用户界面风格突出个性化设计，界面表达形象化、直 观化，同时尽可能简化操作步骤，并提供完备的联机帮助系统。 ( 四) 模块化原则 采用软件工程开发中的结构化和原型化相结合的方法，根据用户的需求，白 上咐下，对系统进行功能解析与模块划分。 天津大学硕士学位论文第四章土地规划管理信息系统总体设计 ( 五) 一致性原则 土地利用规划管理信息系统作为一个整体，应具有统一的结构化组织风格和 操作模式，规范全局变量的设置，包括公共模块的调用、子系统的相互关系等全 局变量。另外还必须遵循安全性原则、可扩充性、易维护性等“1 。 4 3 系统建设目标和任务 4 3 1 系统建设目标 建立鞍山市土地利用规划管理信息系统是以满足政府管理和社会需要，适应 信息时代的要求为基本原则，以规划成果管理、日常办公支持、提供辅助决策为 基本目标。 4 3 2 系统完成的任务 ( 一) 通过对鞍山市城市土地利用规划管理现状和规划数据信息进行充分调 查、研究、分析，建立鞍山市土地利用规划信息的分类与代码、数据文件的命名 规则、要素的层次划分、数据的结构等规划管理信息系统标准化体系。 ( 二) 按照统一的标准，建立鞍山市城市土地利用规划数据库，对鞍山市土地 利用规划信息进行管理。 ( 三) 根据鞍山市建委的需要，开发出土地利用规划管理信息系统软件，以实 现对土地利用规划信息的管理、查询、综合分析和对城市人口、城市建设用地规 模、城市道路需求量的预测，为土地利用规划工作提供决策支持。 4 4 系统运行环境 4 4 1 硬件环境 ( 一) 主频2 g l t z 以上的计算机一台 ( 二) a o 幅面绘图仪 ( 三) 平推打印机、a 4 以上幅面激光打印机 ( 四) 彩色喷墨6 0 0 d p i 以上的扫描仪 4 4 2 软件环境 ( 一) 操作系统：w in d o w s2 0 0 0 天津大学硕士学位论文第四章土地规划管理信息系统总体设计 ( 二) 地理信息系统软件：m a p l n f op r o f e s s i o n a l ，m a p x 5 0 ( 三) 数据库系统：a c c e s s2 0 0 3 ( 四) 文字处理：w o r d2 0 0 3 ( 五) 系统软件：y i s u a l b a s i c6 0 4 5 系统功能设计 从信息系统的基本功能来看，鞍山市土地利用规划管理信息系统在基于g i s 技术的基础上应具备土地利用规划数据的采集、存储、分析、查询、输出( 表格、 地图或它们的综合) 和管理等功能；对图形、属性数据可以输入和更新入库：对 地图进行空间查询与空间分析；根据用户要求进行专题图、业务统计报表制作， 输出有规范的地图、报表、文档；提供人口、建设用地、道路用地等预测功能以 支持决策。 根据用户需要及系统设计模块化的要求，将整个系统划分成若干子系统加以 建设。划分子系统时，按照以下规则进行： i 、各子系统功能相对独立。 2 、各子系统间的数据依赖性尽可能少，以保持数据的独立性。 3 、数据冗余度尽量小，以保持数据的完整性。 4 、子系统间保持必要的数据联系。 5 、子系统的划分应便于整个系统的分阶段实施及系统维护。 经过分析，从功能上将鞍山市土地利用规划管理信息系统划分为八个子系 统，系统的总体功能结构见图4 1 。 鞍山市土地利用规划管理信息系统 量算与青询ll 统计丹析| | 决策支持| | 图层管理| l 专题图管珲| | 浏览1 = 具| | 规划管理ll 系统维护 4 一l 鞍山符土地利用规划管理信息系统功能结构图 其中“量算与查询”子系统用来完成数据的采集、查询和计算功能；“统计 分析”子系统f j 来完成数据的汇总与分析功能；“决策支持”子系统可以通过“统 计分析”子系统得到的数据来完成对人口、道路需求等模块的预测；“图层管理” 子系统用来实现对各图层的编辑和管理功能；“专题图管理”子系统可以利用“决 策支持”子系统预测的数据与图层或a d o 进行绑定，来完成专题图的制作与编辑 天津大学硕士学位论文第四章土地规划管理信息系统总体设计 管理；“浏览工具”子系统可以根据用户不同的要求对图层进行放大、缩小等操 作；“规划管理”子系统可以通过“决策支持”子系统和“专题图管理”子系统 等模块完成的功能来对整个规划进行全局的成果? 及实施管理：“系统维护”子系 统可以实现对数据的存储备份和恢复以及对人员的管理，为整个系统提供基本的 安全保障与维护。各个子系统之间既有独立的功能又有必然的联系，相辅相成， 可以为鞍山市建委对鞍山市的土地利用规划提供科学而全面的依据与决策支持。 4 5 1 量算与查询子系统 对量算与查询子系统进行细化，得到量算与查询子系统所实现的功能，其功 能结构图见图4 2 。 量算与查询 量算 i 根据图元查属性 il 根据属性查图元 州雏 图4 2 量算与查询子系统功能结构图 功能说明： ( 一) 量算：包括距离量算和面积量算。距离量算包括计算两点间直线距离， 或多点问的折线距离；面积量算包括计算画定区域的面积。 ( 二) 根据图元查属性：用户根据自己的需要，参考坐标信息，利用本系统提 供的选择工具( 点、方、圆、多边形选择工具) 选择一个或一定范围内的图元， 系统将显示它( 它们) 的属性信息，并可以打印输出。 ( 三) 根据属性查图元：根据任意属性信息查找一个或多个符合条件的图元， 并显示它( 它们) 的空间位置关系。如有需要可以打印输出。 4 5 2 统计分析子系统 统计分析子系统的功能结构见图4 3 。 天律大学硕士学位论文 第四章土地规划管理信息系统总体设计 图4 3 统计分析子系统功能结构图 功能说明： ( 一) 缓冲分析： 邻近度( p r o x i m i t y ) 描述了地理空间中两个物体距离相近的程度，其确定 是空问分析的一个重要手段。交通沿线或河流沿线的地物有其独特的重要性，公 共设施( 商场，邮局，银行，医院，车站，学校等) 的服务半径，大型水库建设 引起的搬迁，铁路、公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的重要性等，均 是一个邻近度问题。缓冲区分析是解决邻近度问题的空问分析工具之一。 所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。从数学的角度 看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域 的大小由邻域半径r 决定“”。 本系统提供了多种缓冲分析方式供用户进行选择。本系统允许用户选择任一 图层上一个或多个图元进行缓冲分析；允许用户根据坐标信息在任一图层上添加 多种图元( 点、线、四方形、圆形、多边形等) 并进行缓冲分析。本系统还提供 了对缓冲分析的结果信息以图形与属性混合方式打印输出或输出到文件中的功 能。 下面以图形的形式给出缓冲分析的解释。图4 4 是单个元素的缓冲区分析图 示，其i f l 阴影部分为图元，白色区域为图元的缓冲区。从图形中可见，经过缓冲 分析后，就可以清晰地得到图元一定邻近区域的其它图元的信息。 天津大学硕士学位论文 第四章土地规划管理信息系统总体设计 9 2 点缓冲 线缓冲 面缓冲 图4 4 单元素缓冲分析 ( 二) 叠加分析： 大部分g i s 软件是以分层的方式组织地理景观，将地理景观按主题分层提 取，同一地区的整个数据层集表达了该地区地理景观的内容。每个主题层，可以 叫做一个数据层面。数据层面既可以用矢量结构的点、线、面图层文件方式表达， 也可以用栅格结构的图层文件格式进行表达。 叠加分析是地理信息系统最常用的提取空间隐含信息的手段之一。地理信息 系统的叠加分析是将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面 的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。叠加分析不仅包含空 问关系的比较，还包含属性关系的比较“帅州。叠加分析的描述见图4 5 。 叠加 图4 5 两图层叠加分析 本系统提供两种叠加分析方式，允许用户选择特定图层进行叠加分析；也可 以对多个图层同时进行叠加分析，分析结果可以以图形的方式打印输出或输出到 文件中去。 ( 三) 统计：提供年度建设j j 地总量和人均建设用地水平、年度道路存有量和 人均道路占有量、年度城区人口总数和各区人口总数等信息。 天津大学硕士学位论文第四章土地规划管理信息系统总体设计 4 5 3 决策支持子系统 决策支持子系统的功能结构见图4 6 。 功能说明： ( 一) 人口预测：根据输入的目标年，选择历史人口数据建立城市人口g m ( 1 ，1 ) 模型，然后利用g m ( 1 ，1 ) 模型来预测目标年城市总人口。 ( 二) 建设用地规模预测：根据目标年城区人口总量，科学地选择入均占用 建设用地指标，预测目标年城市建设用地总量。 ( 三) 道路需求量预测：根据目标年城市人口总数，科学地选择人均道路面 积，预测目标年城市道路总量情况。 ( 四) 预测数据库管理：及时采集城市人口数据信息及相关指标信息( 如：人 均建设用地面积) ，实时更新预测数据库的数据“”“8 。 图4 6 决策支持子系统功能结构图 4 5 4 图层管理子系统 图层管理子系统的功能结构见图4 7 。 图4 7 图层管理子系统功能结构图 功能说明： ( 一) 图层控制：调整备图层的显示顺序；控制图层的可编辑、可视化、自动 标注、可选择等属性。 ( - - ) 图层属性设置：设置图元的颜色等属性；设黄标注的属性；设置图层的 缩放比例；设置图层的长度和面积单位。 天津大学硕士学位论文 第四章土地规划管理信息系统总体设计 ( 三) 图层加载：根据用户需要向地图集合中添加相关图层。 ( 四) 图层集加载：根据用户需求加载一组图层。 ( 五) 移除图层：根据用户需求，从浏览窗口移除某个( 些) 图层。 4 5 5 专题图管理子系统 专题图管理子系统的功能结构见图4 8 。 图4 8 专题图管理子系统功能结构图 功能说明： ( 一) 数据绑定：根据用户的需求，建立用户指定的数据源( 属性数据库) 与相 应图层的联系，以备制作专题图和查询统计之用。 ( 二) 制作专题图：根据用户的需求，制作专题图。专题图的类型有六种，包 括饼图、范围图、直方图、等级图、点密度图、独立值图。 ( 三) 删除专题图：删除所有专题图或指定的专题图。 ( 四) 修改专题图例：修改指定的专题图的图例。 4 5 6 浏览工具子系统 浏览工具子系统的功能结构见图4 - 9 。 回 图4 - - 9 浏览工具子系统功能结构图 功能说明： ( 一) 放大：根据用户的要求，将地图放大到一定比例。 天津大学硕士学位论文第四章土地规划管理信息系统总体设计 ( 二) 缩小：根据用户的要求，将地图缩小到相应比例。 ( 三) 漫游：当地图放大到主窗口容不下的程度时，用该工具可以查看地图其 余部分。 ( 四) 箭头：将地图完全显示在主窗口中，并清除所有的突出显示。 4 5 7 规划管理子系统 对规划管理子系统进行细化之后，其功能结构见图4 一l o 。 图4 1 0 规划管理子系统功能结构图 功能说明： ( 一) 规划成果管理 1 、土地利用规划过程中及其最后可能产生相关的成果，这些成果包括规划 图件、规划文本、规划表格等，这些成果对土地管理、利用工作很有用，本系统 管理这部分成果，以备查阅，但是不允许用户对其进行修改。 2 、土地利用规划是个法制性很强的工作，国家有相关的法律约束着这项工 作，这些法律包括中华人民共和国土地管理法、中华人民共和国土地管理法 实施条例等，这些法律都是进行土地利用与规划的依据，本系统管理这些法律 文件并提供在线查阅。 ( 二) 规划实旌管理 1 、年度计划管理。可对土地利用年度计划进行录入i 查询、修改、统计上 报。 2 、规划跟踪监测。是指通过已批准的建设项目用地的情况统计，得出各地 类的变化面积；通过由规划地类面积值得到规划实施的理想变化面移 值；从而实 现在某一年度某一地类实际面积值与理想值的对比，用统计图形表示。 天津大学硕士学位论文第四章土地规划管理信息系统总体设计 3 、建设项目管理。登记管理分析批次建设用地和新增建设用地，并统计新 增建设用地，在新增建设用地超过本土地开发整理复垦增加耕地数的时候，报警， 并停止建设项目的受理。 4 5 8 系统维护子系统 系统维护子系统的功能结构见图4 1 1 。 图4 - - 1 1 系统维护子系统功能结构图 功能说明： ( 一) 人员管理：人员增删管理实现对系统用户的管理；密码管理实现对用户 分配密码和用户自己设置密码。 ( 二) 数据备份与恢复：定时备份相关数据，并在需要时恢复到系统中。 天律大学硕士学位论文第五章土地规划管理信息系统详细设计 第五章土地规划管理信息系统详细设计 系统总体设计阶段已经确定了软件的模块结构，划分出不同的目标子系统， 即各个功能模块，详细设计阶段对各个模块设计具体的实现方案。 5 1 土地利用规划信息的基本内容和分类体系 2 0 0 1 年8 月，国土资源部下发了试行土地分类的通知，规定从2 0 0 2 年 1 月1 日起，我国采用新的城乡统一的土地分类办法，原有的土地现状分类和城 镇土地分类同时废止。新土地分类体系趋于系统化、规范化、标准化，适应了土 地管理法的有关要求，使土地用途分类更加清晰准确、更具有权威性。对土地用 途分区，实行用途管制制度，推进土地使用制度改革都具有极其重要的作用。根 据土地利用规划信息的主要特征，将土地利用规划信息划分成不同的门类、大类、 小类，构成土地利用规划信息的分类体系，以控制各类信息的编码和使用。 5 2 系统信息分类编码与数据文件命名规则 5 2 1 土地利用规划信息分类编码 分类编码的原则与方法 采用线分类法，根据分类编码通用原则，按照土地利用规划要素分类体系分 为若干大类，并依次分为小类、一级类和二级类，基本分类代码由七位数字层次 码组成，可根据具体情况进行缩减或扩充，其结构如下： xx xx xxx li 篓 i 码码 i 蚕 其中：大类码、小类码、一级类码、二级类码分别用数字顺序排列。 二级类以下的分类代码可分别采用一位数字顺序码进行扩充。 天津大学硕士学位论文 第五章土地规划管理信息系统详细设计 5 2 2 土地利用规划数据文件命名 ( 一) 标准图幅数据文件命名规则 主文件名扩展文件名 x x x xxxxxx xx x x x x l 规划期末年代 j 规划图类型代码( 字母码) 比饲尺代码( 字母码) l ：1 0 0 万图幅行号( 字母码) l ：1 0 0 万图幅列号( 数字码) 图幅行号( 数字码) 图幅列号( 教字码) 1 命名规则说明 主文件名采用1 2 位字母数字型代码，扩展文件名采用三位字母数字型代码； 规划图类型代码采用一位字母码( 见表5 - 1 ) ；比例尺代码采用一位字母码( 见 表5 2 ) 。 表5 - 1规划图类型代码表 代码规划图类型代码规划图类型 x土地利用现状( 基期) 图专题规划图或专项规划图 z土地利用总体规划图 j 基本农田分布图 其他图件 k 土地开发规划图 p 土地适宜性评价图 f 土地复垦规划图 q 土地利用潜力分析图 l 土地整理规划图 s生态环