陳莉麗

摘 要：對城區(qū)園林綠化行業(yè)在數(shù)字化管理過程中涉及的數(shù)字模型、數(shù)據(jù)類型和實現(xiàn)的功能進行了梳理和分析，并進行了實例性說明。

關鍵詞：數(shù)字管理；園林綠化；模型

中圖分類號：TU986 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.05.024

園林綠化是城市組成中一個不可缺少的要素，“數(shù)字園林”也是“數(shù)字城市”的一個重要組成部分。隨著城市建設步伐的加快，經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和人民生活質量的日益提高，城區(qū)園林綠化和管理已成為衡量一個城市市容市貌、投資環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展的一個重要標準。同時，對風景名勝區(qū)、古樹古木的管理也提上了日程。為了實現(xiàn)改善和提高城市生態(tài)環(huán)境質量的戰(zhàn)略目標，需要充分運用地理信息系統(tǒng)技術（GIS）、遙感技術（RS）、全球定位技術（GPS）、測繪技術、計算機技術、數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡技術等現(xiàn)代信息技術，將現(xiàn)代信息技術應用于園林綠化管理，建立起一系列覆蓋園林綠化管理業(yè)務的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)，利用計算機來描述復雜多變的園林資源，如喬木、綠地、公園廣場的分布現(xiàn)狀、此消彼長等信息，從而建立以空間數(shù)據(jù)庫為基礎的園林綜合數(shù)據(jù)庫體系，通過信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源的共享和智能化決策支持來提高園林維護和管理的效率、科學合理地進行園林綠化的建設。通過建立的園林信息資源綜合管理平臺、為園林綠化管理、綜合評價、定量分析等提供服務，以先進的信息技術對城區(qū)園林綠化工作進行實時監(jiān)控，對歷年園林綠化資料進行查詢分析，以求得到切實有效的管理規(guī)劃，最終實現(xiàn)城市園林綠化規(guī)劃設計、建設施工和養(yǎng)護管理全過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化。

1 數(shù)字化管理城區(qū)園林綠化的概念模型

1.1 一般數(shù)字系統(tǒng)的概念模型

信息系統(tǒng)是為人類活動（主要是管理與決策）提供服務的一種設施或工具，主要用于對現(xiàn)實系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行采集、存貯、處理和分析，為管理與決策提供信息服務，并通過人類的活動或自動化的處理對現(xiàn)實系統(tǒng)進行調控，從而使現(xiàn)實系統(tǒng)達到人類的要求與目標。信息系統(tǒng)的作用在于擴展系統(tǒng)原有反饋機制或信息系統(tǒng)，加強人類對現(xiàn)實系統(tǒng)的調節(jié)與控制。

系統(tǒng)分析除了分析職能、機構和業(yè)務流程外，更為重要的是建立業(yè)務系統(tǒng)的概念模，通過概念模型把握所要處理的對象（數(shù)據(jù)）及其相互關系，為系統(tǒng)的設計（包括數(shù)據(jù)庫設計）奠定基礎。相對而言，職能、機構和業(yè)務流程是變化，而系統(tǒng)的業(yè)務對象及相互關系是穩(wěn)定的，這是建立數(shù)字化管理的基礎與必要條件。如果不了解業(yè)務與需求，不管采用如何先進的技術，開發(fā)出來的數(shù)字化管理系統(tǒng)都是不能滿足應用需要的，達不到系統(tǒng)的實用性要求。

通過系統(tǒng)分析建立系統(tǒng)概念模型的目的在于了解現(xiàn)實系統(tǒng)的實體及其關系，為系統(tǒng)設計過程中，實現(xiàn)實體及其關系到對象與關系的影射奠定基礎，同時也使數(shù)據(jù)庫的設計能夠真實地反映現(xiàn)實系統(tǒng)的狀況。而系統(tǒng)概念模型的建立是逐步求精的過程，這個過程可以及早地發(fā)現(xiàn)數(shù)字化管理系統(tǒng)中分析與設計過程中存在的問題，避免在實現(xiàn)階段出現(xiàn)重大的隱患，避免系統(tǒng)實現(xiàn)過程的方向性錯誤。數(shù)據(jù)庫是數(shù)字化管理系統(tǒng)建設的核心，系統(tǒng)網(wǎng)絡、硬件和軟件是可以升級的，龐大的數(shù)據(jù)庫是難以大規(guī)模的進行修改，只有準確地把握現(xiàn)實系統(tǒng)業(yè)務對象及其相互關系，建立完善的概念模型，合理地設計數(shù)據(jù)庫，才能以不變應萬變，確保數(shù)字系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 數(shù)字化管理城區(qū)園林綠化的概念模型

園林綠化管理是城市管理的一個重要的組成部分。數(shù)字化管理城區(qū)園林綠化是管理者了解城市系統(tǒng)及相關的人、園林關系，從而處理和協(xié)調人與園林綠化關系和在這種關系基礎上形成的人與人之間關系的一種技術工具或者環(huán)境，它構成了城區(qū)園林綠化管理系統(tǒng)的一個“數(shù)字園林”。就是利用現(xiàn)代信息技術，如地理信息系統(tǒng)、遙感、寬帶網(wǎng)絡、多媒體、數(shù)據(jù)倉庫等，全面支持園林綠化建設過程中的規(guī)劃、建設、管理、工程實施、評估等各個環(huán)節(jié)的信息處理和決策支持的信息系統(tǒng)，是一個復雜的集GIS與MIS于一體的大型信息系統(tǒng)。通俗地說，“數(shù)字園林”工程就是要把整個城市××平方公里的園林綠化搬入網(wǎng)絡化的計算機進行管理。核心是城區(qū)園林綠化區(qū)域內包括歷史、現(xiàn)狀、規(guī)劃、實施、評估、土地、市政、人口、經(jīng)濟、政策、房屋、綠化等多種類型的全面綜合性的信息數(shù)據(jù)庫。

2 數(shù)字化管理城區(qū)園林綠化的數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的“血液”，數(shù)據(jù)是信息系統(tǒng)處理的對象，同時也是信息系統(tǒng)的核心組成部分。城區(qū)園林信息是城區(qū)園林系統(tǒng)中一切與地理空間分布有關的各種要素的圖形信息、屬性信息以及相互空間關系信息的總稱。所謂要素是指存在于城市地理空間范圍內真實世界的具有共同特性和關系的一組現(xiàn)象或一個確定的實體及其目標的表示。

2.1 數(shù)據(jù)類型

與城區(qū)園林綠化相關的地理信息內容十分廣泛，而數(shù)字化管理城區(qū)園林綠化所需要處理的數(shù)據(jù)對象包括道路、公園、綠地及其附屬設施、建設養(yǎng)護單位等，不僅包括了城市的主要空間數(shù)據(jù)，還包括了大量的與空間數(shù)據(jù)相關聯(lián)的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，以反映城區(qū)內主要的人地關系。根據(jù)城市園林綠化系統(tǒng)的需求，城區(qū)園林綠化數(shù)字化管理的數(shù)據(jù)主要分為4類數(shù)據(jù)：基礎空間數(shù)據(jù)，道路網(wǎng)數(shù)據(jù)，園林綠化數(shù)據(jù)（包括園林綠化設施數(shù)據(jù)）以及其他相關數(shù)據(jù)。

園林綠化數(shù)據(jù)主要指城市綠地數(shù)據(jù)，包括公園綠地、生產(chǎn)綠地、防護綠地、附屬綠地和其他綠地數(shù)據(jù)。

2.1.1 公園綠地 城市中向公眾開放的、以游憩為主要功能，有一定的游憩設施的服務設施，同時兼有健全生態(tài)、美化景觀、防災減災等綜合作用的綠化用地。它是城市建設用地、城市綠地系統(tǒng)和城市市政公用設施的重要組成部分。

（1）綜合性公園。①全市性公園；②區(qū)域性公園；③區(qū)域性二級公園。

（2）社區(qū)公園。為一定居住用地范圍內的居民服務，具有一定活動內容和設施的集中綠地。如：①居住區(qū)公園；②小區(qū)游園。

（3）專類公園。①兒童公園；②動物園；③植物園；④歷史名園；⑤風景名勝公園；⑥游樂公園；⑦其他專類公園。

（4）帶狀公園。沿城市道路、城墻、水濱等，有一定游憩設施的狹長形綠地。全園面積宜在5 hm2以上。

（5）街旁游園。位于城市道路用地之外，相對獨立成片的綠地，包括街道廣場綠地、小型沿街綠化用地等。如：①小游園；②街景綠化；③廣場綠化；④河道綠化。

2.1.2 生產(chǎn)綠地 指為城市綠化提供苗木、花草、種子的苗圃、花圃、草圃等圃地。

2.1.3 防護綠地 指城市中具有衛(wèi)生、隔離和安全防護功能的綠地，包括衛(wèi)生隔離帶、道路防護綠地、城市高壓走廊綠帶、防風林、城市組團隔離帶等。

2.1.4 附屬綠地 指城市建設用地中綠地之外各類用地中的附屬綠化用地。包括居住區(qū)用地、公共設施用地、工業(yè)用地、倉儲用地、對外交通用地、道路廣場用地、市政設施用地和特殊用地中的綠地。（1）居住區(qū)綠地；（2）公共設施綠地（單位附屬綠地）；（3）工業(yè)綠地；（4）倉儲綠地；（5）對外交通綠地；（6）道路綠地；（7）市政公用設施用地；（8）特殊用地。

2.1.5 其他綠地 指對城市生態(tài)環(huán)境質量、居民休閑生活、城市景觀和生物多樣性保護有直接影響的綠地。

2.2 數(shù)據(jù)特點

公路、公園綠地等都是一個連續(xù)的對象，分布在地球的表面、地下或空中，它不僅是空間的實體、網(wǎng)絡型的實體，而且是與地理位置、地理環(huán)境密切相關的實體，構成了一個巨型復雜的網(wǎng)絡系統(tǒng)。整個城市的園林綠化數(shù)據(jù)本身都處在不斷變化中，使得關于他們的數(shù)據(jù)庫具有多型、多維、動態(tài)、不完全（缺值）、不確定（數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)或隨機聲）和稀疏性（很少甚至沒有有用的記錄）等特征。同時，這類數(shù)據(jù)的測量往往與時間有關（如綠地養(yǎng)護等的實時運行數(shù)據(jù)等），在數(shù)據(jù)分析過程中要考慮時間因素，以便進行預測，領域知識在數(shù)據(jù)分析中的應用數(shù)據(jù)挖掘是一個人機交互、不斷重復的過程，專家的領域知識或背景知識的應用對挖掘過程具有補充和促進作用，用作引導發(fā)現(xiàn)過程以避免無意義的結果。

歸納起來，城區(qū)園林領域的數(shù)據(jù)具有下述特性： 既有大量的空間數(shù)據(jù)，又有大量的非空間數(shù)據(jù)（即屬性數(shù)據(jù)），并且空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)有不可分割的聯(lián)系?？臻g對象之間又都存在著空間關聯(lián)、業(yè)務關聯(lián)以及專業(yè)關聯(lián)等聯(lián)系；城區(qū)園林綠化數(shù)據(jù)都具有時間特性，其動態(tài)數(shù)據(jù)是進行業(yè)務管理的重要依據(jù)；城區(qū)園林綠化數(shù)據(jù)類型復雜、內容多，數(shù)量大，因此，數(shù)據(jù)分析工具應能處理數(shù)據(jù)的這些特征。

2.3 數(shù)據(jù)需求分析

根據(jù)上述關于對數(shù)據(jù)類型、特點的分析，城區(qū)園林綠化數(shù)字管理的數(shù)據(jù)需求有如下幾類。

2.3.1 測繪與基礎地理數(shù)據(jù) 土地與園林、綠地都不僅是空間的實體，而且與地理位置、地理環(huán)境密切相關的實體。地理信息對園林管理有著決定性的影響，因而脫離地理信息對園林綠化進行抽象解讀，勢必會使系統(tǒng)模型在實用性、準確性和完備性方面的實現(xiàn)意義大大降低。園林綠化部門不生產(chǎn)地形圖、影像數(shù)據(jù)、控制網(wǎng)、規(guī)劃路網(wǎng)（圖1）、行政區(qū)劃、DEM等圖形數(shù)據(jù)，這些都可以基于市測繪部門提供的××市基礎空間信息數(shù)據(jù)進行構建。主要用于滿足園林綠化的日常審批管理，有些數(shù)據(jù)作為業(yè)務辦公的參考數(shù)據(jù)，各種產(chǎn)權產(chǎn)籍數(shù)據(jù)的背景圖等，能提供查詢功能。

2.3.2 地名數(shù)據(jù) 園林綠化管理工作經(jīng)常需要涉及到具體的土地位置或分布等地名數(shù)據(jù)，如（圖2）。地名數(shù)據(jù)庫是空間定位型的關系數(shù)據(jù)庫，它與地形數(shù)據(jù)庫之間通過技術接口碼連接，可以相互訪問，可以快速、方便的為各部門提供空間定位解決方案，通過靈活的數(shù)據(jù)訪問可以有效地利用地名數(shù)據(jù)，以地名信息和基礎地形信息為基礎，對各種資源數(shù)據(jù)進行準確定位和高效管理，可以保證各種資料的完整性、現(xiàn)時性、可利用性，并提高資料的空間查詢檢索速度。

2.3.3 元數(shù)據(jù)信息 系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)是對各種數(shù)據(jù)的描述，主要是數(shù)據(jù)的標志信息說明、空間數(shù)據(jù)組織信息、數(shù)據(jù)來源、性質、質量、形成時間、坐標系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者等內容，元數(shù)據(jù)可以幫助用戶確定所需數(shù)據(jù)的位置以及該數(shù)據(jù)的有關特征，在網(wǎng)上信息發(fā)布、信息查詢時相當重要。

2.3.4 業(yè)務管理檔案信息 城區(qū)園林綠化管理部門的日常業(yè)務需處理大量的業(yè)務數(shù)據(jù)，包括各類審批資料，審批信息，審批情況，違規(guī)原因、監(jiān)察資料等文檔信息，以及綠地規(guī)劃等圖形信息，其中有些屬空間數(shù)據(jù)，但大多數(shù)都是文檔數(shù)據(jù)，需有設計入庫方案。在系統(tǒng)設計過程中，應對業(yè)務數(shù)據(jù)的整理、轉化給予充分重視。在天津市城市數(shù)字化管理中，園林綠化數(shù)字管理業(yè)務處理被規(guī)定為第三大類事件（市容環(huán)衛(wèi)類第一大類事件、市政水利類第二大類事件、其他是第四大類事件），根據(jù)具體的園林綠化業(yè)務管理，進行事件命名和小類代碼編號，并對具體業(yè)務的處理條件、時限、標準、責任部門、監(jiān)管部門進行后臺的數(shù)據(jù)整理和轉化（表1）。

2.3.5 分類編碼信息 按數(shù)據(jù)庫中的各種類別，進行標準的分類編碼，在數(shù)據(jù)庫建設的初期就應該建立好分類編碼庫。按照天津市城市數(shù)字化管理標準，園林綠化屬于第四大類部件，其大類代碼是04，根據(jù)園林綠化行業(yè)標準和具體業(yè)務，將園林綠化設施進行分類、命名和說明、設定符號，確定小類代碼和拓撲類型。數(shù)字化管理園林綠化的數(shù)據(jù)庫分類編碼示例如下。

設施名稱：花架花缽；設施類別：園林綠化；大類代碼：04；小類代碼：04；拓撲類型：點；設施符號：；設施說明：道路兩側的、懸掛在立桿上的花架花缽、步行街坐椅后的。

2.3.6 政策法規(guī)數(shù)據(jù) 在天津市城區(qū)園林綠化管理中，數(shù)字化管理主要依據(jù)的政策法規(guī)有：《園林基本術語標準》、《中華人民共和國城市綠化條例》、《城市古樹名木保護管理辦法》《天津市城市管理規(guī)定》、《天津市綠化條例》、《天津市??區(qū)社會單位和物業(yè)小區(qū)樹木修剪、死樹更新的審核管理》、《天津市??區(qū)園林綠化行政審批、審核、審查和備案流程》等。

3 數(shù)字化管理城市園林綠化可實現(xiàn)的功能

3.1 實現(xiàn)城區(qū)園林綠化的業(yè)務管理功能

對于某一城區(qū)的園林綠化實行數(shù)字化管理后，將能在城區(qū)園林綠化主管部門實現(xiàn)良好的業(yè)務管理功能：（1）數(shù)據(jù)管理（查詢、分析、專題圖制作）；（2）地圖（圖層）管理（空間查詢、瀏覽、組合統(tǒng)計、專題圖制作、打印、空間分析）；（3）報表管理（各類業(yè)務報表統(tǒng)計、匯總、打印輸出）；（4）歷史數(shù)據(jù)管理（記錄和保留綠地、樹木的歷史數(shù)據(jù)，并與現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進行比較和專題圖制作等）；（5）綠化指標計算（按街道、小區(qū)、單位計算）；（6）古樹名木管理：古樹名木的分布及屬性資料查詢、匯總；重點保護樹木分布及屬性資料查詢、匯總。

3.2 實現(xiàn)城區(qū)園林綠化的GIS管理功能

城區(qū)園林綠化數(shù)字管理可以與行政主管部門的OA進行無縫集成，首先，可以實現(xiàn)相應的GIS功能，如空間數(shù)據(jù)圖形的顯示與控制；圖形與屬性的雙向查詢；圖形空間定位顯示；園林綠化專題制圖；圖形操作與量算功能；統(tǒng)計分析與報表；空間分析。其次，可以根據(jù)業(yè)務管理權限進行系統(tǒng)業(yè)務管理維護。

3.3 實現(xiàn)城區(qū)園林綠化的互聯(lián)互通功能

可以通過觸摸屏、電子告示板、Internet發(fā)布系統(tǒng)對外發(fā)布的信息，包括空間與非空間信息。如區(qū)地理概況信息、園林綠化信息、項目審批、公告信息、政府法規(guī)信息；通過網(wǎng)絡實現(xiàn)園林局與用戶的雙向溝通，通過電子郵件通知用戶領取辦理結果，用戶可通過網(wǎng)絡舉報違法情況；提供內部與外部的BBS、網(wǎng)絡會議等功能。

3.4 實現(xiàn)城區(qū)園林綠化的檔案管理功能

為創(chuàng)建國家園林城區(qū)提供科學的數(shù)據(jù)資料，為城區(qū)園林綠化規(guī)劃和執(zhí)法管理提供科學依據(jù)。

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