武漢市建筑信息調(diào)查工作的實(shí)踐與思考

劉瑩，婁坤，孟泉毅，李瓊，劉亞紅

(武漢市測(cè)繪研究院，湖北 武漢 430000)

1 武漢市建筑信息調(diào)查工作背景

建筑是城市的重要資源，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體，更是城市空間形態(tài)的重要表現(xiàn)形式。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅速的背景下，從自然規(guī)律來看，中國(guó)大部分城市(包括武漢)的環(huán)境承載能力已達(dá)到或接近上限，今后的規(guī)劃編制工作將由重視“量”的覆蓋向重視“質(zhì)”提升轉(zhuǎn)變，編制重點(diǎn)也將逐漸從重視增量規(guī)劃向存量、減量規(guī)劃轉(zhuǎn)變[1]。城市規(guī)劃逐漸轉(zhuǎn)向土地的內(nèi)部挖潛，如“城市更新”、“三舊改造”、“舊區(qū)整治”等，加強(qiáng)對(duì)內(nèi)部功能的調(diào)控[2]。而建筑是城市的主要構(gòu)成要素之一，2011年武漢市編制舊城改造規(guī)劃時(shí)就概略調(diào)查過改造區(qū)內(nèi)建筑的現(xiàn)狀信息并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[3]。2015年，武漢市啟動(dòng)了新一輪總規(guī)修編及其一系列專項(xiàng)支撐課題研究工作，為解決城市精細(xì)化規(guī)劃編制對(duì)城市建筑空間及屬性信息的迫切需求，武漢國(guó)土資源和規(guī)劃局在都市發(fā)展區(qū)范圍內(nèi)全面開展了城市建筑信息調(diào)查工作，分步驟、分范圍，逐步建立建筑編碼標(biāo)準(zhǔn)和建筑用途分類標(biāo)準(zhǔn)，摸清了武漢市現(xiàn)有建筑體量、分布和功能用途，并計(jì)劃制定長(zhǎng)效更新維護(hù)機(jī)制，以保障建筑信息的持續(xù)更新，保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整、準(zhǔn)確、權(quán)威，滿足今后精細(xì)化城市規(guī)劃的要求。

2 調(diào)查的內(nèi)容、方法和主要成果

2.1 基本內(nèi)容

開展建筑信息調(diào)查工作的目的是調(diào)查掌握武漢市各類建筑的體量構(gòu)成和基本情況，及時(shí)為武漢市的城市規(guī)劃、管理提供可靠的數(shù)據(jù)源。通過對(duì)《武漢城市總體規(guī)劃2009-2020》[4]、《武漢2049遠(yuǎn)景發(fā)展戰(zhàn)略》[5]以及其他城市相關(guān)規(guī)劃的研究，分析規(guī)劃對(duì)建筑信息的需求主要集中在建筑的空間坐落、規(guī)模、用途和高度等方面。經(jīng)過梳理，明確了三大類18項(xiàng)調(diào)查指標(biāo)，如表1所示。

建筑信息調(diào)查指標(biāo)表 表1

2.2 調(diào)查方法

調(diào)查工作采用“地形圖定量”“規(guī)劃資料定性”、“外業(yè)核實(shí)補(bǔ)充”的工作路線。首先利用 1∶2 000數(shù)字地形圖提取建筑地理坐標(biāo)位置、形狀、層數(shù)等基本空間信息，并搭建基礎(chǔ)庫(kù)框架；再通過建筑地理坐標(biāo)與其他各項(xiàng)規(guī)劃、審批、竣工資料進(jìn)行關(guān)聯(lián)，逐項(xiàng)提取所需信息入庫(kù)，整合形成調(diào)查基礎(chǔ)庫(kù)；最后將調(diào)查信息導(dǎo)入外業(yè)調(diào)查平臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)和補(bǔ)充調(diào)查，再次整理錄入，形成所需建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)。技術(shù)流程圖如圖1所示。

2.3 調(diào)查成果

武漢市建筑信息調(diào)查工作2015年開始啟動(dòng)，當(dāng)年完成主城區(qū) 678 km2范圍的建筑信息調(diào)查和建庫(kù)，2016年將調(diào)查范圍拓展到都市發(fā)展區(qū) 3 260 km2。兩年的分步調(diào)查工作投入內(nèi)/外業(yè)技術(shù)力量600余人，獲取的有效調(diào)查信息近70萬(wàn)條，按每條建筑信息含18項(xiàng)信息項(xiàng)計(jì)算，總共采集信息項(xiàng)達(dá)數(shù)百萬(wàn)項(xiàng)。同時(shí)每棟建筑皆拍攝外形照片1張～3張，獲取的建筑照片超過80萬(wàn)張，存儲(chǔ)容量達(dá)到 900 G。

圖1 技術(shù)路線圖

項(xiàng)目完成后其成果已應(yīng)用于武漢市2049規(guī)劃戰(zhàn)略深化、武漢市新一輪三規(guī)修編和不動(dòng)產(chǎn)登記等工作，為武漢城市發(fā)展和空間布局規(guī)劃編制、城市管理提供了翔實(shí)的建筑信息數(shù)據(jù)。同時(shí)還與武漢市規(guī)劃編制和研究相關(guān)單位合作開展了一系統(tǒng)建筑量專題研究，在研究城市各類功能建筑的空間分布、量化評(píng)價(jià)規(guī)劃實(shí)施效果、科學(xué)精確布局城市空間、更好地服務(wù)社會(huì)民生和節(jié)約利用城市土地等方面發(fā)揮了巨大作用。

3 結(jié)合地理大數(shù)據(jù)建設(shè)的思考

3.1 成果拓展調(diào)查建庫(kù)將成為城市測(cè)繪工作的新常態(tài)

首先是我國(guó)城市規(guī)劃逐漸由增量規(guī)劃轉(zhuǎn)型為增量規(guī)劃與存量規(guī)劃并存，城市規(guī)劃的轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)城市測(cè)繪內(nèi)容要求的更為深入、細(xì)致。城市規(guī)劃是城市測(cè)繪工作的主要服務(wù)對(duì)象之一，隨著城市規(guī)劃的轉(zhuǎn)型升級(jí)，規(guī)劃范圍和規(guī)劃內(nèi)容精細(xì)度的逐步提升，關(guān)注的內(nèi)容將由以往的地物形狀、大小、位置等單純空間信息，已逐漸深入到每項(xiàng)自然地理要素或者地表人工設(shè)施的屬性數(shù)據(jù)和信息采集。其次，城市測(cè)繪的工作內(nèi)容和成果形式也在逐漸發(fā)生變化。2015年6月國(guó)務(wù)院批復(fù)通過的《全國(guó)基礎(chǔ)測(cè)繪中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要(2015-2030年)》中指出，下一階段將逐步實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)測(cè)繪的轉(zhuǎn)型發(fā)展，要實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息的多尺度融合和聯(lián)動(dòng)更新，不再局限于按計(jì)劃生產(chǎn)紙質(zhì)地形圖[6]。尤其在對(duì)《綱要》做出的解讀中對(duì)“基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)升級(jí)與動(dòng)態(tài)更新”工作內(nèi)容也做了強(qiáng)調(diào)，“要增加要素在人口、經(jīng)濟(jì)等方面的重要屬性信息。數(shù)據(jù)庫(kù)中的要素內(nèi)容選取及精度不再按照比例尺確定，而是可根據(jù)需要靈活確定，實(shí)現(xiàn)不同尺度、不同精度的基礎(chǔ)地理信息要素的高度融合統(tǒng)一，促進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)及行業(yè)之間的信息共享，更加有利于方便應(yīng)用，同時(shí)減少重復(fù)測(cè)繪”[7]。在2016年國(guó)家測(cè)繪地理信息局印發(fā)的《測(cè)繪地理信息事業(yè)“十三五”規(guī)劃》中也明確指出，要進(jìn)一步豐富地理信息數(shù)據(jù)內(nèi)容，拓展社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人文、資源、環(huán)境等要素，建成綜合性強(qiáng)、應(yīng)用面廣、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)體系[8]。今后同類的測(cè)繪信息拓展調(diào)查和建庫(kù)工作將成為城市測(cè)繪工作的常態(tài)，武漢市建筑信息調(diào)查和建庫(kù)工作的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，對(duì)開展此類工作具有較強(qiáng)的示范和借鑒意義。

3.2 大數(shù)據(jù)帶來的質(zhì)量控制問題

武漢市建筑信息調(diào)查項(xiàng)目采用了地毯式調(diào)查方式，前后兩年時(shí)間完成了都市發(fā)展區(qū) 3 260 km2的建筑信息調(diào)查工作，調(diào)查總量近70萬(wàn)棟，采集信息項(xiàng)達(dá)數(shù)百萬(wàn)項(xiàng)，獲取建筑照片80余萬(wàn)張。面對(duì)如此數(shù)量級(jí)的地理信息數(shù)據(jù)，如何保證其準(zhǔn)確性成為項(xiàng)目質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)。

項(xiàng)目前期明確為規(guī)劃服務(wù)的需求導(dǎo)向，針對(duì)規(guī)劃需求制定相關(guān)信息標(biāo)準(zhǔn)(包括建筑信息采集標(biāo)準(zhǔn)、建筑編碼規(guī)則、建筑用途分類表等)，制定了完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(包括技術(shù)方案、數(shù)據(jù)采集要求、信息項(xiàng)填寫要求、數(shù)據(jù)檢查要求等)，并強(qiáng)調(diào)認(rèn)識(shí)統(tǒng)一，重視技術(shù)培訓(xùn)，貫徹到每一位調(diào)查員。在項(xiàng)目推進(jìn)中，將調(diào)查員分成若干隊(duì)，確定分隊(duì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)人，統(tǒng)一部署、分工協(xié)同；加強(qiáng)過程監(jiān)控，在過程中抓質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)通報(bào)，統(tǒng)一整改。同時(shí)還開發(fā)了基于規(guī)則的數(shù)據(jù)檢查系統(tǒng)進(jìn)行100%上機(jī)檢查，采用現(xiàn)場(chǎng)抽查、影像對(duì)照和全景圖對(duì)照等多種方式進(jìn)行成果抽樣核查，以保證調(diào)查成果質(zhì)量。

3.3 大數(shù)據(jù)帶來的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和快速處理問題

目前武漢市建筑信息調(diào)查數(shù)據(jù)量近70萬(wàn)條，采用的是基于ArcGIS 10.2的數(shù)據(jù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)庫(kù)因存儲(chǔ)量超過 2 GB，采用了企業(yè)地理數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)模式。在實(shí)際編輯處理時(shí)，因包含數(shù)據(jù)量過大，在編輯、存儲(chǔ)、檢查、處理時(shí)都會(huì)有速度過慢、內(nèi)存不足等問題出現(xiàn)，只能將大數(shù)據(jù)切分到較小地理單元后再進(jìn)行相關(guān)操作。但在進(jìn)行空間分析操作時(shí)，又需對(duì)多個(gè)地理單元數(shù)據(jù)分別分析再整合結(jié)果，增加工作量的同時(shí)也不利于數(shù)據(jù)問題的發(fā)現(xiàn)與修改。

今后隨著年度建筑信息現(xiàn)勢(shì)庫(kù)和歷史庫(kù)的更新維護(hù)工作展開，數(shù)據(jù)量會(huì)越來越大。同時(shí)根據(jù)用戶需求，還應(yīng)對(duì)我市規(guī)劃管理部門開放地理信息實(shí)時(shí)分析服務(wù)，并可疊加其他地理信息數(shù)據(jù)如城市交通、土地利用、人口分布、生態(tài)綠地等進(jìn)行綜合分析和分析結(jié)果的可視化呈現(xiàn)?，F(xiàn)有的GIS發(fā)布服務(wù)在大數(shù)據(jù)量的地理信息實(shí)時(shí)分析和圖形展現(xiàn)等方面還需進(jìn)一步技術(shù)攻關(guān)，以解決基于網(wǎng)絡(luò)的地理信息數(shù)據(jù)計(jì)算和分析的處理需要。

4 下一步工作設(shè)想

(1)建立長(zhǎng)效更新機(jī)制，動(dòng)態(tài)掌握建筑變化情況

為全面掌握和監(jiān)測(cè)城市建筑在時(shí)間維度的變化情況，需建立建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)的長(zhǎng)效年度更新維護(hù)機(jī)制。在技術(shù)層面，探索日常信息更新和定期外業(yè)補(bǔ)充調(diào)查相結(jié)合的更新辦法；在工作組織層面，利用規(guī)劃審批、竣工驗(yàn)收等資料進(jìn)行多渠道日常更新；在經(jīng)費(fèi)保障層面，爭(zhēng)取推動(dòng)設(shè)立年度專項(xiàng)固定經(jīng)費(fèi)，保障建筑信息能夠持續(xù)更新，數(shù)據(jù)能保持完整、準(zhǔn)確、權(quán)威，以滿足精細(xì)化城市規(guī)劃的要求。

(2)深入挖掘、加強(qiáng)分析，推廣調(diào)查成果

深入了解城市規(guī)劃和城市管理用戶對(duì)建筑相關(guān)信息的分析需求，關(guān)注建筑與其他自然地理、人文要素之間的關(guān)系，加強(qiáng)建筑信息與其他相關(guān)數(shù)據(jù)的融合與集成，開發(fā)建立統(tǒng)計(jì)分析模型庫(kù)，為用戶提供針對(duì)性的、形式直觀、樣式豐富的地理信息分析服務(wù)，為城市規(guī)劃和管理用戶提供科學(xué)決策服務(wù)支撐。

(3)加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，促進(jìn)建筑信息的共享服務(wù)

實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的建筑大數(shù)據(jù)計(jì)算和分析服務(wù)，滿足用戶的定制數(shù)據(jù)處理分析需要。同時(shí)開發(fā)客戶終端，內(nèi)嵌GIS軟件系統(tǒng)，能通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端口具備直接調(diào)用數(shù)據(jù)和信息、輔助地理空間智能分析的功能，以促進(jìn)建筑大數(shù)據(jù)的共享和服務(wù)。

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