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摘 要：在国家政策和规划变革的驱动下,当前规划信息化系统的业务支撑包容性、数据资源复杂度及服务对象需求都在 不断增长,原有平台在 IT 架构支撑、内外流程串联、数据增值空间和政务服务模式等方面的潜力已经见底,不能应对当前政 务改革和服务创新提出的要求。城市要现代化,基础设施必须现代化,这就要求加快规划建设智慧城市,大力建设各类“专业 云”和“特色云”,推动一体化的大数据云平台建设,提高城市精细化、智能化、信息化水平。本文基于成熟的面向服务的架 构(SOA)体系,采用主流的 GIS 技术和数据库技术,提出了平台建设目标、设计思路和总体框架,最终实现了一套智慧规划 大数据云平台。
关键词：大数据,数据资源,云平台,智慧城市
Design and Implementation of Big Data Cloud Platform for Intelligent Planning in Zunyi City
YUAN Shijian, HU Kexin, LI Rui, HUANG Ruiting, YANG Dequn
(Zunyi Natural Resources Information Center, Zunyi Guizhou 563000)
【Abstract】：Driven by the changes in national policies and planning, the business support inclusiveness, data resource complexity and service object demand of the current planning information system are growing . The potential of the original platform in terms of IT architecture support, internal and external process concatenation, data value-added space and government service mode has been bottomed out, and it cannot meet the requirements of the current government reform and service innovation. To modernize a city, infrastructure must be modernized, which requires accelerating the planning and construction of smart cities, vigorously building various "professional clouds" and "characteristic clouds", promoting the construction of integrated big data cloud platforms, and improving the refinement, intelligence and informatization level of the city. Based on the mature service-oriented architecture (SOA) system, this paper adopts mainstream GIS technology and database technology, proposes the platform construction objectives, design ideas and overall framework, and finally realizes a smart planning big data cloud platform.
【Key words】：big data;data resources;cloud platform;smart city
0 引言
2017 年国务院《政府工作报告》中指出,深入推进 “互联网 +”行动和国家大数据战略 [1] ,同时,国务院发 布了在大数据战略层面的政策性文件,强调了推动部门 数据共享整合,要求打通数据孤岛,建立跨层级、跨行 业、跨部门的政务服务数据共享平台,建立“互联网 + 政务服务”体系,运用大数据增强政府服务,提升政府 治理能力 [2]。近年来,随着云计算、大数据等新一代信息技术的快速发展,极大地拓展了规划信息化建设的思 路,以信息化带动城乡规划工作的提质增效,结合遵义 市中心城区已批准的控制性详细规划覆盖率不够高、“一 张图”管理平台建设不完善、未形成统一有效的控制性 详细规划维护更新机制等现状,建立基于更先进的 IT 技 术架构的云平台,促进空间治理的科学决策和管理创新 [3]。
1 平台建设目标
按照《国家信息化发展战略纲要》《国务院关于加快推进“互联网 + 政务服务”工作的指导意见》相关要 求,以提升规划信息化水平为总体目标,着力于提升规 划编制、规划管理、规划监督和基础支撑为具体建设目 标,实现精准规划、精明管理、精细服务,使遵义市规 划信息化管理水平在全国同行业中处于前列。通过着力 打造具有遵义特色的遵义市智慧规划大数据云平台,以 基础地理、规划编制、规划管理等数据资源为基础,以 拓展管理应用为导向,深化信息资源建设机制,深度挖 掘利用和服务管理创新。综合运用现代信息技术,厘清 数据资源体系和规划业务体系,构建集空间数据管理、 应用、服务于一体的覆盖全业务、全流程的规划信息化 支撑体系,提高规划管理决策科学化水平和社会化服务 水平 [5]。本项目的实施,结合政务信息化、阳光规划、 规划管控、精准规划等规划管理和规划实施需求,实现 行政审批无纸化、规划管理立体化、规划决策智能化、 权力运行透明化、公众服务阳光化“五化”目标,促进 和支撑“智慧遵义”建设,并与“智慧遵义”其他组成 部分有机整合,有效发挥智慧城市的服务功能 [4]。
1.1 推行全流程网上办理，实现行政审批“无纸化”
创新政务服务方式,实现服务方式从“实体服务” 向“网上服务”转变。采用网上报建、移动办公、智能 审图等技术,达到“网上自助报建、内部及时审批、全 程实时监控”效果,转变传统“面对面”办公模式到 “背靠背”模式。应用系统防伪技术确保建设用地及市 政工程规划审批的科学性和高效性,提升审批服务的规 范性和合法性。
1.2 提升空间管控能力，实现规划管理“立体化”
以二三维空间分析与可视化为技术支撑,将项目评 审、评估活动归于统一的空间管控指标和评价体系中, 对方案建筑形态、空间布局、经济效益等进行科学、量 化评估,如日照、天际线、开敞度、街道尺度、景观影 响等分析,提升中微观层次的城市设计质量。全局把握 城市建设的宏观布局与微观环境景观规划,以空间管控 保障城市建设有序,以科学评估引导城市布局合理与经 济可持续。
1.3 建立大数据应用体系，实现规划决策“智能化”
紧密围绕政府决策、部门管理和服务民生的需要,利 用大数据、云计算等技术建立一套规划辅助决策体系 [6]。 通过对城市规划实施用地动态、规划公共配套设施实 施、规划人口动态、交通影响等分析评价,动态监控各 类规划在建设用地和土地开发强度上的相互关系。整合 分析各类规划用地和现状用地数据,把握城市用地空间 演变、城市发展边界拓展与建设用地之间的关系和基本发展规律,充分发挥规划的宏观调控作用,保障城乡建 设的可持续发展,使规划管理从定性管理逐步过渡到定 量、集约化、精细化管理,各类资源按照最合理的模式 加以利用,提高集约化管理、优化配置的水平。
1.4 实行廉政风险防控，实现权力运行“透明化”
秉承“主动预防、动态廉政”的理念,围绕规划全生 命周期管理,建立全范围覆盖、全过程记录、全数据监督 的廉政风险防控体系,实现对规划编制、审批、核实的全 覆盖,满足所有信息可查,所有行动记录在案。提高规划 行政许可质量和操作的规范性, 确保所有规划管理许可依 法办理,不留瑕疵,实现权力监督和制约规范化。
1.5 提供多渠道便民服务，实现公众服务“阳光化”
积极创造条件,多渠道主动推送满足公众需求的规 划资源,体现规划尊重民意,促进规划编制的科学性、 可行性,让规划真正沐浴在“阳光”下,接受广大人 民群众的监督,听取意见和建议,使规划更加务实、亲 民,真正让群众看得到规划、看得懂规划、参与规划。 城市规划的信息公开不仅提高了公众参与城市规划的意 识,更为城市规划进一步提升奠定了基础。
2 技术路线
平台采用的技术是否成熟,是否具有稳定性和先进 性,是信息化项目建设成功的关键因素。遵义市智慧规 划大数据云平台的框架设计基于平台架构开展的各类应 用系统建设,均可实现系统间的有机整合、无缝对接和 数据互通。
2.1 基于成熟的面向服务的架构(SOA)体系
面向服务的架构(Service-Oriented Architecture, SOA)是一种成熟、通用的 IT 架构设计模式,通过这 种设计,用户的业务可以被直接转换成能够通过网络访 问的一组相互连接的服务模块,并且最大程度地重用 IT 资产,尤其是软件资产。SOA 可以为用户屏蔽平台 和数据来源的差异,使系统能够以一种统一的方式提供 服务。遵义市智慧规划大数据云平台采用统一的面向服 务架构,进行各类业务应用系统的开发、部署和集成, 以服务的方式实现业务应用和数据逻辑处理,通过标准 化、流程化和自动化的松耦合组件为用户提供服务。 2.2 采用主流的数据库技术和 GIS 技术平台的基础数据和各类专题空间数据均采用目前主 流的 Oracle 关系数据库和 ESRI 的 ArcGIS 产品。信息 存储、服务发布、GIS 站点管理、数据共享均可安全、稳 定地实施 [7]。
2.3 灵活支撑信息系统的后期调整或续建
为适应机构改革的新要求,平台建设可通过三个方面来更大程度地为后期可能的信息系统调整提供灵活支 持。(1)基于服务的架构,采用标准 Web 服务、灵活 的流程定制技术、松耦合的方式构建软件系统;(2)强 化平台层支撑。基于统一平台层,通过平台层的服务总 线、数据引擎、流程引擎、搜索引擎等实现定制化和灵 活配置;(3)加强多源数据融合。依据国家和行业标 准规范,规整多源数据,统一入库,实现数据资源集中 管理。
3 平台架构设计
参照《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲》, 在遵义市智慧城市总体框架下,依托已建立的“云上贵 州”,以电子政务网络为支撑,以收集规整和入库更新 基础地理、规划成果等数据以及社会经济数据为基础, 建立规划大数据资源中心,支撑规划编制、实施、监督 以及档案管理等应用。同时,有效衔接规划管理系统、 网上报建系统、工程建设项目审批系统等,实现数据互 联互通,基本实现“可感知、能学习、善治理、自适 应”框架。实施各个应用系统建设,达到各应用系统之间的有机整合、无缝对接和数据互通,形成一套覆盖规 划管理全过程的应用体系,贯穿规划编制、网上报建、 业务审批、档案管理和规划“一张图”等应用体系。遵 义市智慧规划大数据云平台建设内容,主要分为软件系 统开发和规划大数据资源中心两大部分,采用层次化 设计思路,基于面向服务的架构(SOA)理念和技术建 设,总体框架主要包括 3 层,即规划大数据资源中心、 一体化应用开发与集成框架、业务应用体系。总体框架 如图 1 所示。
3.1 规划大数据资源中心
基于统一标准,全面管理各类数据资源,构建规 划大数据资源中心。实施数据规整、入库、管理、迁 移、交换和更新等操作,促进数据资源建设从“少”到 “多”、从“有”到“优”、从“无序”到“有序”、从 “数字化”向“信息化”转变,实现规划数据库建设, 深度挖掘数据资源信息,提升数据价值。
3.2 一体化应用开发与集成框架
基于统一的面向服务的架构(SOA),推进各类业务应用系统开发、部署和集成,以服务方式实现业务应 用和数据逻辑处理,同时,也是业务应用体系与规划大 数据资源中心之间实现无缝对接的桥梁,通过把不同的 业务应用分解成不同业务构件,使得不同业务构件间的 信息交换和业务构件与规划大数据资源中心的连接交换 均通过统一标准的数据总线来完成,组装不同的业务构 件,完成所需业务功能。
3.3 规划业务应用体系
升级和改造现有在用业务审批系统,拓展和建设新 应用系统,推进规划业务审批无纸化办公。建立规划一 张图管理系统,与规划管理信息系统互相支撑,与数字 三维规划空间管控系统、电子报批系统提供城市规划辅 助决策支持。
4 平台实现
依据平台建设目标,遵义市智慧规划大数据云平台 建设内容分为软件系统开发和规划大数据资源中心建设 两大部分。其中,软件系统开发包括规划管理信息系 统、规划一张图管理系统、规划档案管理系统、数字三 维规划空间管控系统、电子报批系统和平台软件接口 等,业务范围覆盖规划编制、网上报建、规划审批、规 划监督、批后管理及移动办公等。规划大数据资源中心 是建立统一的规划空间基础数据库,包含不同的数据 源,不同类型的数据。通过统一的数据标准,实现各类 数据的集成整合,在此基础上,编制和持续更新遵义市 本级规划信息资源目录。建设内容包括影像数据、数字 地图、数字三维精细模型、空间数据建库(规划数据规 整、历史数据迁移、规划空间数据库建库)、云计算服 务和软硬件设备。
4.1 软件系统开发
4.1.1 规划管理信息系统
结合电子防伪签章应用,利用网上报建、“一书三 证”业务审批、会议管理、规划档案管理、规划编制管 理等子系统,辅助业务人员业务审批快速高效,实现规 划审批项目的全生命周期管理。
(1)规划管理数据标准： 1)规划管理网上审批标 准流程。在深入调研规划审批工作流程基础上,与业务 人员明确审批流程(包括审批环节、办理时限等),通 过软件系统提供的可视化流程定制与配置,固化到该系 统中;2)规划审批表单样式及填写。明确审批各环节 需要填写的表单样式,以及表单填写的规范性要求;3) 规划编制和管理的数据标准及 Web 服务标准。根据规 划管理需要,设计规划编制管理涉及的各类数据标准 (包括空间图形、属性信息要求等),建立规划编制和审批数据库及规划管理数据 Web 服务标准。
(2)接口开发：接口以标准的 Web 服务或 API 方 式提供,返回结果为标准 XML 或 JSON,并提供返回 结果的解析方法。子系统须至少提供根据主键(如报建 项目编号、会议编号、档案标号、规划编制项目编号 等)查询项目信息的接口。
4.1.2 规划一张图管理系统
(1)数据资源体系： 建立规划一张图数据标准体 系,主要包括基础数据和各类规划空间数据标准、数据 服务接口标准。在标准规范的基础上,开展多源数据整 合集成。建立“图形—属性—项目—档案”等相关规划 业务核心数据的关联集成,通过标准化接口,实现系统 相互调用,通过一张图中的项目空间图形能够快速调取 项目审批和档案数据,通过项目编号能够调取图形信 息。数据资源主要包括基础地理信息、规划编制成果、 业务审批数据等数据。
(2) 应用服务体系：分为 CAD 与 GIS 应用、“图— 文—档”关联查询、规划数据分析应用、多规融合应用 和移动一张图应用。1)CAD 与 GIS 应用：基于 CAD 或 “CAD+GIS”双平台,构建地理空间基础框架,形成准 确、动态、高效的基础空间数据管理和数据服务,把各 类规划数据直观展示出来。提供区域导航、资源目录、 图层控制、地图定位、项目搜索、综合查询、空间量 算、多窗口对比等功能,全面应用各类规划编制、审批 成果,满足不同应用场合要求;2)“图—文—档”关联 查询：查询属性信息,对于项目图形,调取项目审批和 档案信息,实现不同系统的互通;3)规划数据分析应 用： 以规划编制成果数据为依据,得出建设项目的规划 分析结果及建议,实现规划数据统计、规划冲突分析, 辅助项目编制专家评审及数据建库入库;4)多规融合 应用： 将城市多规融合成果纳入空间数据库,建立市、 区两级城市总体规划和城市土地利用规划现状和规划专 题图层,在此基础上实现融合环境保护、文物保护、林 地耕地保护、综合交通、水资源、文化旅游资源等各类 规划数据;5)移动一张图应用： 以移动设备为载体, 建立移动一张图,为领导提供项目一张图成果查阅与应 用分析服务。
(3) 一张图接口开发：接口以标准 Web 服务或 API 方式,提供图层调用(ArcGIS 或 OGC 服务形式)、范 围查询、属性查询、空间计算、空间分析接口。
4.1.3 规划档案管理系统
以住房城乡建设部颁布的各项规划档案行业标准规 范为依据,提供完整的档案管理功能,包括规划档案入库、检索、统计等功能及接口,实现规划档案信息管理 传输的规范化和共享化。
4.1.4 数字三维规划空间管控系统
目前,城市规划设计及审批管理方式,已经由二维 城市规划向三维城市规划逐渐转变。在基础三维场景 可视化基础上,深化城市设计成果管理和辅助决策等 功能,包括城市设计和三维基本功能、城市设计成果管 理、城市设计方案审查、建筑方案审查、城市设计参数 化建模、用地条件导出和与局已建系统的衔接等内容, 实现规划管理的三维立体化。主要模块包括三维场景组 织、三维场景漫游、数据查询统计分析、城市设计方案 审查、成果发布、三维场景展示、数据处理建库、系统 接口开发(一整套 API)。
4.1.5 电子报批系统
实现一键精准计算,提高面积指标核算效率, 降低 指标核算工作成本。建立案例分析体系和总平面图入库 工作机制,提升总图建库效率。制定报批数据标准,主 要针对总平面布置图、建筑单体、方案入库等指标复 核,助推规划审批诚信机制建设。
4.1.6 与外部系统接口
为满足项目成果各应用子系统之间的衔接,促进系 统融合与数据共享,要考虑预留与其他外部系统和未来 拟建系统的接口需求,对现有信息系统及将来拟新增的 系统提供系统模块接口,实现即插即用的扩展功能。各 系统依据统一的接口规范,开发各自的接口,以标准 Web 服务方式或 API 接口方式供其他系统调用。本平台中,规划管理信息系统、规划一张图管理系统、数字 三维规划空间管控系统、电子报批系统之间相互调用, 这里的平台接口开发主要是遵义市智慧规划大数据云平 台与外部系统实现互联互通的相关接口开发,包括与省 政务服务系统接口和省电子政务网等。
4.2 规划大数据资源中心
规划大数据资源中心建设包括基础数据(遥感影 像、城市三维模型、政务电子地图、行政界线、地名数 据等)、规划成果数据(城市总体规划、控制性详细规 划、交通规划、城市设计、其他专项规划等)、规划管 理数据(选址意见书、规划设计条件、建设用地规划许 可证、建筑工程规划许可证、建设工程竣工规划许可证 等)、历史数据以及其他专题数据。按照标准规范要求, 规整更新入库。如图 2 所示。
5 结语
平台的建设一方面是为城市规划提供辅助决策参考依据,提升城市规划管理部门的决策水平,向公众展示 规划成果,引导公众参与城市规划,献言献策,为共同 建立美好城市贡献力量;另一方面是提供更高效安全的 信息处理、更科学的监测预警、分析预测,跨部门多 层级、异地合作和协同能力,助力推动“智慧遵义”建 设。平台具有很强的创新、实用、易用和高效等特点, 建设完成后将带来较大的社会管理效益 [8]。智慧规划与 数字规划相比,智慧主要体现在“用数据说话、用数据 决策、用数据管理、用数据创新”的城市规划管理机制 上,通过强大的数据洞察力,提供更精确的规划分析,帮助规划部门释放数据红利,助推城市规划走向精准规 划。平台建设是遵义市城市规划信息化建设和智慧城市 建设的重要组成部分,是省、市两级大数据建设应用的 具体实践,是提升城市规划管理和社会服务能力的需 要,也是集规划大数据资源中心、规划管理信息系统、 规划一张图管理系统、电子报批系统、数字三维规划空 间管控系统等应用为一体的智慧规划大数据云平台。同 时,可以提升规划部门的办事效率,促进政府部门数据 资源共享利用,节省人力投入,降低部门管理和城市建 设成本。此外,还有利于本级政府理清家底,盘活土地 资源,为招商引资和产业调整提供基础保障。平台建设 也与省政府的“聚通用”战略实施不谋而合,真正实现 遵义市各政府部门数据和服务的互联互通。
参考文献
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