整数规划范文第1篇

关键词：线性整数规划；分支定界；matlab；算法效率；并行化处理

中图分类号：O246 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0028-03

Abstact： Variables （all or part） is limited to an integer， called integer programming. If the linear model， limited to an integer variable， is called linear integer programming. Branch and bound algorithm is an important method to solve integer programming. However， the efficiency of the algorithm needs to be improved. The paper elaborates the steps of solving linear integer programming problem by the method of branch and bound， then through then achieve branch and bound method for parallelization of algorithms in the use of parallelism supported by matlab. Analysis the running time of both before and after parallel to study the parallelization algorithms for efficiency.

Key words： linear integer programming； branch and bound； matlab； algorithm efficiency； parallel processing

1 分支定界法简介

在线性规划问题中，有些最优解可能是分数或小数，但对于某些具体问题，常常会遇到一些变量的解必须是整数。例如，变化量表示的是机器的台数，工作的人数或装货的车数等。为了满足整数解的需求，一般来说只要化整已经得到了的非整数解。但是事实上化整也不一定能得到可行解和最优解，因此需要有特定的方法来求解整数规划[1]。

上个世纪60年代LandDoig和Dakin等人提出了可以求解整数或者是混合整数线性规划问题的分支定界算法。

该算法的思想是把有约束条件的最优化问题所拥有的所有可行的解空间进行搜索。具体执行算法时，会不断地分割所有可行的解空间成为越来越小的子集，然后将每个分割出的子集里面的目标函数值计算一个下界或上界。在每次分支之后，对所有界限超过了已知的可行解的值的那些子集不再分支。这样就可以去掉许多的子集，因此缩小了搜索的范围。重复这一过程一直到找出可行解的值不大于任何子集界限的可行解的位置。所以这个算法一般可以求得最优解[1]。

要将分支定界算法由串行计算转换为并行计算，难点在于要解决对二叉树的每个左右分支都实施并行计算所面临的计算数据组织、通信处理问题[2]。

接下来以下例来阐述分支定界法解线性整数规划的步骤。

由此可知，分支定界就是根据现有解不断将问题化为子问题，并更新上下界，直到求得我们需要的答案的过程。

2 在matlab中并行化的实现

2.1 Matlab并行计算的基本概念

Matlab依赖以下两个工具来实现并行计算架构：Matlab并行计算工具箱和分布式程序。用户使用Matlab提供的并行计算工具可以更加专注于并行计算算法的设计，很大程度上减少了用户用于解决网络通信等问题上投入的工作和精力[3]。

Matlab并行计算可以分为两类问题：第一类是distributed任务，各个作业之间完全独立，不需要进行数据通信，各个作业可以异步执行；第二类是parallel任务，任务的各个作业之间需要进行数据通信，必须同步执行[4]。

进行并行计算时，工作单元有job、task、client、worker。其中client相当于计算机的界面，负责完成几乎所有的用户交互操作；job负责管理worker和分配task，每一个job包含多个task，每个task都要通过job分配给worker执行，并将执行结果返回[5]。client、job、worker运行在同一台或者是多台网络上的计算机上。

程序执行时，task是Matlab处理待完成的并行计算的基本单元，每个任务都是由一个或者是多个task组成的。由用户编写并行程序来创建和划分job和task来完成待解决的并行计算任务。

开发Matlab并行程序首先要采用串行方法运行程序；然后选择合适的并行方法，采用Matlab并行结构或者创建通用的并行计算程序；之后再控制数据和任务分配；然后采用pmode调试并行功能；配置local，在本地多核计算机执行并行任务[6]。

2.2 Matlab中的并行计算支持

为了支持并行计算，Matlab为开发者提供了许多的并行结构，这些结构中包括了Parfor循环结构，SPMD并行结构，分布式阵列，分布式数值处理算法和消息传递函数等。本文采用的是Parfor循环结构来实现分支定界法解线性规划问题的并行化。

由for关键字表示的循环可以通过使用parfor关键字代替进行并行。Matlab执行代码过程中，如果循环体使用的是for关键字，则采用串行方式执行；如果循环体使用的是parfor关键字，则采用并行方式执行。

在使用parfor关键字代替for关键字并行执行循环时，会将循环分为很多部分，每个部分交给不同的worker执行。因此对于执行效率来说，假设使用的worker的数量为n，循环次数为m，则m如果能被n整除的话，则将循环均匀划分；如果不能被整除的话，则将循环非均匀划分，其中某些worker会执行较多的循环次数。

默认情况matlab启动时只有一个进程，因此默认情况下执行parfor关键字标志的循环时是串行执行的。因此在执行前必须先打开Matlab并行计算池。

Matlab并行计算池管理很多个worker，每个worker都可以执行分配的并行计算任务，其对应的物理单元即处理器或处理器核。

Parfor循环将for循环分解为子循环，分解后得到的子循环由不同的处理单元处理，用此来减少整个循环执行所需要的时间，提高计算效率。而在使用Parfor循环代替for循环之前一定要先使用matlabpool命令启动所需要的处理单元，然后将循环体中的for关键字修改为parfor关键字，通过Matlab的程序解释器将此循环交由matlabpool启动的多个处理单元完成[7]。

3 用matlab实现分支定界法解线性规划并行化

解决线性规划问题时，分支定界法是一项相当重要的方法。因此，研究该算法的并行化对于提高解决线性规划问题而言是特别有意义的。

在使用分支定界法时，最重要的就是分支和剪枝。并且耗时最长循环最多的地方也是这里，因此我们选择将这一部分并行处理。

我们仍然用开头所用的例子来进行测试，比较使用了并行和未并行的情况下计算出结果分别所使用的时间。

因为使用了matlab所提供的计算线性规划的函数linprog，因此我们需要将求解最大值问题转换为求解最小值问题。只需要将函数加负号就能解决，而且这并不影响我们的测试[8]。

用matlab提供的时间函数来记录程序运行的时间，分别记录开启并行时和未开启时分别的运行速度来进行比较。

测试使用的是一台四核计算机，理论来说的话上可以将计算速度提高四倍，然而实际效果却达不到这个效果。这是由于该算法对二叉树的每个左右分支实施并行计算及并行计算数据组织、通信与处理时对算法运行效率影响较高，因此达不到理想效果。但是从测试结果来看，并行化后的程序的确大大提升了运行效率。

参考文献：

[1] 孙小玲， 李端. 整数规划新进展[J]. 运筹学学报， 2014， 18（1）： 40-65.

[2] Jack Dongarra.并行计算综论[M]. 北京： 电子工业出版社， 2005

[3] 胡良剑， 孙晓君. Matlab 数学实验[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006.

[4] 陈国良. 并行算法实践[M]. 北京： 高等教育出版社， 2004.

[5] 楼顺天. Matlab程序设计语言[M]. 西安： 西安电子科技大学出版社， 1997.

[6] 陈国良. 并行算法实践[M]. 北京： 高等教育出版社， 2004.

整数规划范文第2篇

【 关键词 】 数据库架构；全局数据库；中心数据库；数据清洗；数据转换

The Overall Planning of University Data Integration

Du Wei

( Southwest University of Science and Technology Network Information Center SichuanMianyang 621010 )

【 Abstract 】 database integration is the cornerstone of University information, as the University information system and the rapid development of digital campus, university data integration approach can not meet its requirements. The following three models from the start database integration, itemized analysis of the advantages and disadvantages of each method, and data from which to seek consistent development model integrated university program.

【 Keywords 】 database structure;global database;center database;data cleaning;data conversion

目前很多高校的数据集成仍旧停留在“按需集成、自下而上”的单点工作模式。随着高校业务系统逐渐增加，系统间的数据关系也日趋多元化。如果仍然使用原有的构架对数据进行集成显然是不科学的，同时也无法满足信息化校园建设的需求。因此从整体上重新规划数据的集成构架，设计出符合高校信息化建设要求的数据集成环境，已成为当务之急。

1 高校数据库集成现状分析

1.1 架构分析

现行高校的业务系统，一般采用相互独立的业务系统，如：财务系统、人事系统都有其相对独立的数据系统。这种单一的存储方式虽然简化了各个部门的管理，提高了独立部门的工作效率，但是就整个校园的数据架构而言，数据之间并没有构成相互的连接通道，每个部门都是一个单独的信息源。换言之各个部门的数据形式存在方式为孤岛点。

另一方面，就实际的系统搭建环境而言，其环境可能在时间、存储格式、存储形式上也是不统一的。

1.2 工作环境关系分析

毕竟，学校是一个整体，每个部门之间存在着相互的工作关系，其数据是需要交互的。例如：财务系统需要从人事系统中提取新招聘教工的相关信息；教务系统需要从财务系统获取学生的缴费情况等。

目前很多高校都是从“需要到实现”，并没有从整个的工作环境去分析，只是单纯的从工作需要去进行被动的数据交互，其弊端所显现的杂、乱是显而易见的。

综上所述，如何对高校的数据库进行科学、合理的集成设计尤为重要。

2 数据库集成框架讨论

2.1 网状架构

网状架构是数据库集成的最初雏形，它是一个点对点的结构，在高校信息化建设的初期，各个部门的的业务系统刚刚使用，数据集成是一种自发的“按需集成”。

当某个部门需要某数据时才会进行数据的提取、交换、集成。方式多采用的是邮件传输、磁盘拷贝等方式。集成周期也不确定通常是“即用即采”。

数据集成在点对点架构中存在着：集成范围小、质量差、周期混乱、方式落后等弊端，从根本上就满足不了快速增长的高校信息化建设。

2.2 星形架构

所谓的星形架构就是每两个业务系统之间互有关联，从而形成一个大的星形结构。

在星形架构下，任意两点间需要数据交换、集成；

另一方面，操作方式，开始使用ETL（Extract、Transform、Load）等工具对数据进行抽取、转换、集成、清洗等工作，当然对异构的数据结构集成也做到了相应的加强。

这里要特别强调的是，星形结构使高校数据集成彻底了告别了“信息孤岛”。

但是星形结构下还是存在着以下问题：

虽然星形结构解决了单点问题，但是在可扩展性、抗干扰、数据统一、安全等方面还是存在着不足的地方。

试想如果在星形结构中添加一个中心节点，类似于在多个计算机之间加一个集线器以完成它们之间的通信。以上星形结构中所显现的问题是否可以解决呢？

2.3 中心节点结构

通过设计一个中心节点，使得星形结构成为辐射状。也就是说，在核心节点做一个数据的集成，使得各个系统对于其自身感兴趣的数据进行集成，其工作的具体流程如下：

(1)所有的业务系统按照统一的模型将自己的数据加载到中心节点；

(2)按照各个部门所感兴趣的数据，集成到各个业务系统中去。

中心节点的数据结构充分的解决了星形结构中的问题，是较为先进的一种数据集成方式。

以上我们分析了数据库集成的三种方式，从中找到了一种适合高校数据库集成的架构，下面我们对“中心节点”进一步的分析，使其更加符合高校的数据库集成环境。

首先我看下面这张图2，下图展示的是高校数据集成的一个模板图，可以在此基础上进行扩展、衍生。

名词解释：

* 业务系统数据库：业务系统数据库是高校中各个部门最基础数据的提供者、受益者。各个库把互相感兴趣的数据提交到中心数据库，已达到互相交换的目的。

* 全局数据库：全局数据库是面向综合应用的业务数据源.

* 数据仓库：主要功能是数据的统计、分析挖掘等数据存储。其基本数据来源是从数据集成平台提供数据，按照相应的约定、规则（如：时间）来进行数据的存储和集成。

* 数据集成平台：数据集成平台主要完成的是数据的集成过程，主要完成的功能有集成、调用、转换以及加载。一般情况下使用的工具有Oracle的ODI等。

数据集成平台提供的功能主要有：

在数据集成平台存在一个临时的数据存储空间，一般我们定义它为数据集成中心库，该库的作用是：保证数据及时、有效的集成。它不面向任何一般的用户，其中存在时间戳、操作位等明显的字段标识。

3 符合高校数据集成架构特点

3.1 数据库集成流程图

整个集成过程分为三个阶段：

第一阶段：数据集成平台通过ETL过程把业务系统中的数据抽取到集成中心数据库，抽取到集成中心数据库的数据经过清洗转换，使格式变得标准能够供其他业务系统所用。各个业务系统根据自身需要，从集成中心数据库中提取自身需要的数据，经过集成平台清洗转换为自有业务系统所要求的格式；

第二阶段：数据集成平台提供数据给全局数据库，用以支撑全局数据应用；

第三个阶段：数据仓库从数据集成平台中获取各业务系统中的主题数据，为统计数据分析、数据挖掘所用。

将整个数据集成工作划分为以上三个阶段，在条理、结构上变得清晰。并且能够和应用进行关联，可以了解到每个阶段的用户价值。

3.2 架构中的数据流向

在整体架构中，从数据流向上来看，数据集成平台与业务系统之间的数据流是双向的，即业务系统中的业务数据可以上行到数据集成中心，数据集成平台的数据也可以下行给各业务系统；数据集成平台与全局数据库之间的数据流也是双向的，即数据集成平台中的数据下行至全局数据库，提供基础业务数据，全局数据库提供校数据标准，为其他业务系统使用；数据集成平台与数据仓库的数据流是单项的，即数据集成平台的数据提供给数据仓库，用户数据的分析和辅助决策。

3.3 以数据集成平台为中心节点

通过以上分析不难看出，我们建立了一个以数据集成平台为中心的交互平台，一方面提供了包含全局，一致的、细节的、当前或接近当前的数据，用于系统间集成；另一方面，通过对集成过程中数据的沉淀，起到了全局数据落定的效果。

此平台可以保证：

(1)保证数字化校园信息编码的统一；

(2)保证任何两个业务系统之间没有冗余业务数据；

(3)保证“谁产生、谁维护”原则；

(4)保证所有的数据都只有唯一的维护者；

(5)保证提供反映整个学校的全面信息；

(6)保证为整个学校决策提供所需的数据信息。

4 分析

4.1 将全局库作为中心节点的不合理性

在很多高校的数据库集成部署方案中，将全局数据库作为整个架构的中心节点。从全局的部署来看是合理的，能够满足我们以上所提出的架构方案，但是在具体的实践中却暴露出很多问题：

我们定义的全局数据库是为上层应用服务的，是为数据需求者进行数据分析、查询等工作提供基础数据的。既然是最“基层”的数据提供者，那么对其本身的架构要求必然是稳定的，而实际数据库集成过程中是要经常变动的。

其次，从整个系统性能上来讲：假设全局数据库即为上层应用服务又要完成中心数据库的工作，那么势必影响整个系统架构的性能。

最后，从安全性的角度出发，如果经常在全局数据库上操作，势必影响其为“上层应用”服务。

综上所述，把全局数据库作为中心节点是不科学的。只能将其脱离出来，只完成其为上层应用服务的功能就能够解决以上问题。

5 结束语

信息化校园建设要达成高效、统一的建设目标需要校内各个部门相互协作，而各个部门的数据库关联又是重中之重，只有找到一种科学的、合理的集成方案才能达到其目的。所以说一个合理的数据库架构集成方案才是信息化校园建设的基石！

参考文献

[1] 《异构数据库集成中数据传输问题的研究》张良,佟俐鹃.北京机械工业学院.

[2] 《数据仓库元数据集成技术研究与应用》 李瑞旭,李扬.烟台大学.

[3] 《基于共享数据库的数据集成方案的改进》周长春,徐宏炳,张小伟.东南大学.

整数规划范文第3篇

关键词：混合整数双层线性规划 全局最优解 对偶间隙

层次性是大系统和复杂系统的主要特征。多层规划产生的主要目的是为了研究层次性，在研究的过程中逐渐形成一个新的运筹学分支。由于人们一般将决策系统看作双层决策系统，从而使得双层规划成为多层规划中最常见的形式。要使双层规划的情况下作出符合全局利益决策的规划，就必须将非合作层进行有序组合，首先让上层给下层一定的信息，下层按照自己的利益对这些信息给予一定的反应，上层再根据下层的反应做出决策，这样才能够使得决策体现全局性。

一、混合整数双层线性规划的全局优化方法模型及其定义

1.混合整数双层线性规划的全局优化方法模型

双层优化问题中，在变量的取值上面都有一定的要求，一般要求取整数值的变量较多。比较有代表性的规划是城市交通网络的设计中、企业生产设备的分配中、企业人力资源的规划等，对于这些规划的变量一般都要求取整数值。变量的离散性分析一般会使得一些较为简单的混合整数双层线性规划问题出现无解的情况。为了保证分支定界求解算法收敛，采用Moore和Bard讨论上下层都有离散变量的混合整数上层线性规划问题，当分支定界求解算法上层无连续变量的时候，就会出现收敛现象。Moore和Bard主要研究的是上下层变量为0～1型变量的混合整数上层线性规划问题，对参数整数的规划求解从中得到分支定界的方法。

假设x为上层决策者控制的n维列向量，y为下层决策者控制的m维列向量，可以将混合整数双层线性规划问题的一般形式写为：

（P1）minF（x，y）=c1x+d1y，s.t.A1x+B1y≤b1 xj=0或1（1≤j≤n）。

其中，y解为（P2）minyf（x，y）=d2y，s.t.A2x+B2y≤b2 y≥0。

其中 ，（P1）为混合整数双层线性规划的全局优化方法的上层问题，（P2）为混合整数双层线性规划的全局优化方法的下层问题。MIBLPP的约束域为S，其中S={（x，y）：A1x+B1y≤b1A2x+B2y≤b2，xj=0或1（1≤j≤n），y≥0}，设T为S在上层决策空间上的投影，则T={x：（x，y）∈S}。对于规划中的x∈T，记作S（x）={y：（x，y）∈S}。

2.混合整数双层线性规划的全局优化方法定义

（1）下层问题的合理反应集为P（x）={y：y∈argmin[f（x，y）：y∈S（x）]}，则混合整数双层线性规划的全局优化方法的诱导域为IR={（x，y）∈S：y∈P（x）}。

（2）对于一个集合（x，y）∈IR，如果存在（X*，y*）∈IR满足条件F（x*，y*）≤F（x，y），则可以将（x*，y*）称为混合整数双层线性规划的全局优化方法的全局最优解。

下层问题的合理反应集Px一定程度上定义了下层决策者的反应情况，IR作为可行解集合对上层决策者给出了一定的优化空间，通常情况下，可以将连续双层线性规划问题称作混合整数双层线性规划的全局优化方法的松弛问题：

（RP）minF（x，y）=c1x+d1y s.t.A1x+B1y≤b1 x≥0

其中y解为minf（x，y）=d2y 当s.t.A2x+B2y≤b2 得出y≥0

将S={（x，y）：A1x+B1y[b1，A2x+B2y≤b2，x≥0，y≥0}记作是（RP）的约束，域，从中可以得出S在上层决策空间上的投影即：T={x：（x，y∈S）}。综合定义可以得到P（x）为（RP）下层问题的合理反应集，IR为（RP）的诱导域。如果将S设为非空紧凸集，并且满足决策x∈T，此外，（RP）的下层问题都有唯一最优解，就可以得到如下结论。

结论1：S∈S，IRIR，结论2：如果S≠φ则IR≠φ，IR中的可行点就会落在凸多面体S的边界上，结论3：如果S≠φ，则混合整数双层线性规划的全局优化方法一定会有最优解，并且其最优解可以在S的边界上面找到。

二、双层线性规划的理论与算法

为了将混合整数双层线性规划的全局优化方法的问题方便地叙述出来，需要将枚举数中节点的序号用k表示出来。

当上层给出x∈T的决定之后，混合整数双层线性规划的全局优化方法的下层就会及时反应为解线性规划问题：（Px）minyf（x，y）=d2y s.t.B2y≤b2-A2x y≥0。

从中可以得出Px的对偶规划为（Dx）maxz（x，u）=u（A2x-b2） s.t.-uB2≤d2 u≥0 uT∈E，U={uT∈Eq：-uB2≤d2，u≥0}，其中，U中所有极点组成的集合为uT。通过线性规划对偶理论可以得到两个定理。

定理1：当存在u*∈UE，（x*，y*，u*）是一个特定函数的最优解时，则有（x*，y*）是混合整数双层线性规划的全局优化方法的最优解，具体证明如下：

当（x*，y*）为混合整数双层线性规划的全局优化方法的最优解时，对于给定的x*，y*，则认为其为下层问题的唯一最优解。通过对偶理论可以得出u*∈UE，其中u*为（Dx*）的最优解。并且d2y*=u*（A2x*-b2）由对偶理论得出y，u分别为Px的最优解。通过上述证明可以得出当给定x∈T时候，就会有（x，y）∈IR，F（x，y）

定理2：（xk，yk）是混合整数双层线性规划的全局优化方法的全局最优解。

证明：通过结论3和定理1可以得出5个步骤：

1.令F=+∞，使用线性规划的方式求出UE={u1，u2…ut}然后再转向步骤2。

2.使用混合整数线性规划的方法可以解出MILP（uk），如果不能得到有效解，可以转向步骤4，若是能够算出有效解，可以将最优解记作（xk，yk），将最优目标函数记作Fk=F（xk，yk）然后再转向步骤3。

3.若是Fk≥F，将计算转向步骤4，否则，令（x*，y*）=（xk，yk），F=Fk，再转向步骤4。

4.如果k

5.若F=+∞则混合整数双层线性规划的全局优化方法无可行解，否则，混合整数双层线性规划的全局优化方法的一个全局最优解为（x*，y*），从中可以找出对应的目标函数值F。

通过算法可以得出，双层规划作为多层规划的特例，主要对两个各具目标函数决策者之间非合作和有序的方法相互作用情况进行分析。上下层之间的行为和决策是相互影响相互作用的，但是上下层之间的选择行为不受对方的控制和左右。在双层规划性问题中，不论上层所取的允许决策如何，下层对偶问题的可行域都不会发生相应的变化。一定程度上也会使得可行域所对应的有限个极点保持不变。从整个问题的角度进行考虑，当下层问题的规模和变量都不大时，就会使得线性规划问题的极点比较容易实现。算法的关键也就是线性规划的极点问题。通过讨论混合整数双层线性规划问题，对于U中对求的最优解的问题起到关键作用和不起作用的现象应该进行深层研究和探讨。

三、结语

在经济模型领域或是网络交通、数据库、集成电路设计、化学工程、图像处理等控制中，全局优化的应用相当广泛。传统的非线性问题只能用于求得局部最优解，不能将其应用于全局优化问题中。由于全局优化在各个领域的重要性使得全局优化分析方法相对复杂，从而出现了一种混合整数双层线性规划的全局优化分析方法。本文主要针对上层所有变量0～1型变量和下层所有变量为连续型变量的混合整数上层线性规划问题进行求解，从中寻找全局最优解的方法。在求解的过程中，首先对下层问题的对偶问题可行域上的极点进行计算，使用的方法是线性规划技术。求出极点以后，再将问题转化为标准的混合整数线性规划问题，可以得出原问题的最优解是目标函数达到最小值的混合整数线性规划的最小值。

参考文献

[1]贾新花 赵茂先 胡宗国 等 一类混合整数双层线性规划的枚举法[J].山东科技大学学报（自然科学版），2009，（1）。

[2]武莹莹 刘卫伟 混合整数双层线性规划的全局优化算法[J].中国科技博览，2009，（21）。

[3]刘浪 陈建宏 郑海力 等 模糊预测型线性规划在矿山产能分配中的应用[J].中南大学学报（自然科学版），2012，（2）。

整数规划范文第4篇

随着城市化、信息化进程的日益加快，城市规划、建设、管理与服务方式急需变革、运用科学、整体、系统的思想来营造现代化城市已成为时代的必然。这样也为城市规划建设管理工作提出了更高的要求：如何有效的利用已有的城市规划信息资源来提高城市规划的水平，加强城市规划工作效率，满足城市可持续发展、市场经济和建设现代化国际性区域的需要。如何解决这些问题，也就被提到了议事日程上来。

二、相关情况

江阴市作为全国县级市中经济建设的排头兵，这几年城市发展比较迅速，特别是城市建设的发展日新月异，江阴市规划局面临着规划的编制、规划审批等繁重的规划业务的问题。为了加快办公进程，提高工作效率，提高整个江阴市的现代化管理水平，解决城镇发展速度加快与城镇规划、建设管理手段较为落后的矛盾。逐步使江阴市建设管理进入规范化、标准化、数据化与网络化的新阶段，产生出较大的经济、社会效益。规划局领导经过统筹规划，深思熟虑，决定从内部抓起，积极走深化信息化的道路，以达到提高规划信息数据的利用效率的目的。也正是为了适应这些新的要求，通过整合现有的规划信息数据，将先进的计算机技术与城市空间地理数据以及建发局业务流程相结合，以城市空间地理数据和城市规划信息数据库为核心，形成以图文一体化和工作流为主要技术特点的管理信息系统，实现网络化的计算机辅助办公及办公管理的自动化,为城市规划工作提供基于空间地理数据的管理支持信息，为规划工作的科学决策提供强有力的技术，信息支持。

通过近十几年来的积累，我局有丰富的城市规划信息数据如：我局从96年开始的运行的基于MapInfo的规划管理信息系统、基于MicroStation的地形图管理系统、地下管线数据以及江阴的总体规划和控制性详细规划、修建性详细规划等规划数据。为了更合理的利用现有的城市规划信息数据，江阴市规划局提出：通过对现有规划数据的整合建立一套适合江阴市具体实际情况的数据信息规范化、标准化技术方案体系，建立一个全市统一数据规范的开放型的基础地理空间数据库（包括规划信息数据库、多种比例尺地形图数据库、遥感影象数据库、地下管线数据库）。在建立基础地理空间数据库的同时，以基础地理空间数据库为数据平台，开发江阴市规划局规划管理信息系统。通过先进的GIS技术、数据库技术、工作流技术，形成以图文一体化和工作流为主要技术特点的管理信息系统，实现网络化的计算机辅助办公及办公管理的自动化,为城市规划提供基于空间地理数据的管理支持信息，帮助规划管理部门科学决策。

三、相关技术、方法

如何将规划信息数据合理有效的整合，使这些规划信息数据更好的为规划工作。对此通过对江阴市规划局积累的城市规划信息数据的详细分析，将这些数据分为三类：地理信息数据（包括地形数据，地下管线数据，遥感数据，航片数据等）、规划办公管理数据（主要是规划办公管理信息系统的数据）、规划成果数据（包括总体规划、详细规划、城市设计等数据）。

1、通过基础地理空间数据库实现对基础地理信息数据和规划成果数据的管理。它主要包括城市基础平面和高程测量控制网，现行国家标准1：500、1：2000城市地形图所包括的基本地形要素，城市地下管线数据库等有关描述城市设施、环境及城市其他要素的基础信息，还包括规划成果数据的管理等。基础地理空间数据库管理与应用系统是整个系统的核心。江阴市规划局规划管理信息系统，应建立在基础空间信息管理系统之上；我们通过开发江阴市规划管理信息系统来实现对规划办公管理数据和规划成果数据的整合。这涉及到如下一些技术：

数据库方面的技术。这里包含数据库技术等。由于地理信息数据的信息量很大（包括地形数据，地下管线数据，遥感数据，航片数据等），所以在数据存储和数据传输方面有很高的要求。现在的数据仓库（Data Warehouse）技术基本上满足了数据存储的要求。数据仓库是存储供查询和决策分析用的集成化信息仓库。数据仓库具有两个主要功能：首先，数据仓库从各信息源提取出所需要的数据，经加工处理后，存储起来；其次，能直接在数据仓库上处理用户的查询和决策分析请求，尽量避免再去访问信息源。国外基于状态空间优化的优化器、查询触发器、视图自维护系统、第三层存储结构等部件的研制，已初具规模。采用Oracle 9i企业版作为数据库管理系统，因为它是业界公认的最高效、最稳定的大型数据库管理系统之一，能管理大量的空间和非空间信息数据，此外有非常强大的应用开发能力。

整数规划范文第5篇

【关键词】土地利用总体规划；同步编制；规划数据库

为满足新一轮土地利用总体规划对县乡规划成果的要求，实现县乡两级规划的控制指标、空间布局的一致以及规划成果的“图数一致”，本文提出结合规划数据库的建设，同步编制县乡规划的思路。落实上级规划下达的规划任务，严格保护耕地特别是基本农田，合理安排各类建设用地和生态环境保护用地，优化城乡建设用地结构和布局，划定土地用途区，实行建设用地空间管制，完成土地整治补充耕地任务，保障规划的顺利实施。

1.规划编制技术路线

规划编制过程中，采用GIS技术编制规划图件，统计分析规划指标数据，建设规划数据库，实现县乡两级规划一致以及规划成果的“图数一致”，从而更好地统筹土地资源的开发、利用和保护，充分发挥土地利用规划对土地资源的宏观调控作用。

规划编制主要经历以下四个阶段：方案编制、图件编制、数据建库和成果输出（见图1）。

2.方案编制

按照国土资源部对县乡规划成果“图数一致”的要求，确定县乡两级规划以第二次土地调查（以下简称“二调”）成果数据为基础，编制土地利用总体规划。

2.1基期转换 以二调成果为基础，首先进行地类转换，将二调土地分类转换为规划分类，然后依据历年土地利用现状变更调查数据进行基期回推，得到规划基期年的基期数据。

2.2指标分解 县乡两级土地利用总体规划通过自上而下分解下达用地主要控制指标，实现县级规划对乡级规划的控制与指导。县级规划确定各乡（镇）的耕地保有量、基本农田保护面积、城乡建设用地规模、人均城镇工矿用地、新增建设用地占用耕地、土地整治补充耕地义务量等约束性指标[1]；乡级规划按照县级规划下达的指标同步编制，并及时反馈信息，县级规划针对不合理的指标进行论证、调整和修改。两级规划相互衔接、反复沟通最终确定调控指标，保障县乡主要控制指标的一致性与合理性。

2.3空间布局 按照上级规划目标，参照相关规划，结合实际情况，以乡（镇）为单位在土地利用现状图上布局各项用地指标。县乡两级规划在安排基本农田，划定城乡建设用地规模边界和扩展边界，布局重点建设项目，确定土地整治重点区域与重点项目，划定土地用途分区与建设用地空间管制分区边界等过程中，要特别注重上下级规划的协调和衔接。县级规划确定的用地安排，在乡级规划中要严格落实，县级规划不做具体安排的用地，在乡级规划中的安排不能与县级规划相冲突，实现两级规划主要用地空间布局上的一致[2]。

3.图件编制

县乡规划图件编制的思路：以二调和变更调查的1:1万成果图件为基础编制乡级图件，在乡级图件的基础上编制1：5万或1：10万县级图件。

3.1土地利用现状图 先将二调数据库通过地类转换和基期修改，形成规划基期库，然后以基期库为基础编制土地利用现状图。

3.2土地利用规划图 县乡级规划图主要包括：土地利用总体规划图、基本农田保护规划图、建设用地管制分区图、土地整治规划图、重点建设项目用地布局图等。土地利用规划图的编制主要经历以下三个过程：

3.2.1编制规划草图 首先按照确定的规划目标拟订多个规划方案并布局在现状图上，然后对各方案逐一进行论证并提出推荐方案，最后通过规划协调确定最终规划方案，编制规划草图。

3.2.2核对规划数据 检查规划草图的各项指标与下达指标是否符合。首先提取规划草图中布局的相关专题要素，然后利用基期库统计各乡（镇）规划指标的面积，最后与下达指标相比较，若不符合则重新编制规划草图，如果符合则可以建立规划数据库[3]。

3.2.3编制土地利用规划图 以现状图为基础，提取规划草图中的土地用途分区、建设用地空间管制分区边界、重点建设项目等相关专题要素为主要表达内容，编制县乡两级土地利用规划图。

4.数据建库

县乡规划建库的思路：首先将二调数据库转换形成覆盖全县的1:1万基期数据库，然后以基期库为基础建立乡级规划数据库，最后在乡级规划库的基础上经过投影转换、缩编整合等处理后，形成1：5万或1：10万县级规划库。数据建库要经历以下三个阶段：

4.1数据入库 首先提取规划目标数据（主要指规划地类图斑）、分区规划（主要指土地用途分区和建设用地管制分区）和专题规划（主要指土地整治重点项目和重点建设项目）等要素，然后对各要素进行空间拓扑关系和属性数据的正确性和完整性检查[4]，并按数据库建设标准处理和完善后映射导入到数据库中。

4.2统计汇总 对各类规划数据进行分析、量算和统计，逐级汇总直到县级，从而得到县乡两级的规划汇总数据。

4.3指标检查 将各级汇总数据与上级下达的指标进行对比查看，如果与指标不符则调整规划方案，直到符合指标才能进入下一环节。

5.成果输出

规划数据库建成后，导出规划库中的统计表格，用于完善规划文本中的规划表格；同时利用规划库输出符合制图规范的县乡两级土地利用总体规划的成果图件[5]。

6.结论

在县乡两级规划同步编制过程中，结合规划数据库的建设确定规划指标和用地空间布局，确保了规划成果的“图数一致”。通过分析数据库的统计数据，能及时反馈和解决乡级规划落实县级规划下达的任务时存在的问题与困难，有效地保障了县乡两级规划主要控制指标、用地空间布局的一致性和合理性。

参考文献

[1]中华人民共和国国土资源部.县级土地利用总体规划编制规程(TDT 1024-2010)北京;中国出版社.2010

[2]中华人民共和国国土资源部.乡（镇）土地利用总体规划编制规程(TDT 1025-2010) 北京;中国出版社.2010

[3]程雄,张王菲等.用GIS 软件编制土地利用总体规划图.2007