陳鑫祥，吳錦超，劉雪俊

（廣東省國土資源技術中心，廣東 廣州 510075）

0 引 言

針對土地資源供需矛盾日益緊張等現(xiàn)實性問題，廣東省在全國率先提出向舊城鎮(zhèn)、舊廠房、舊村莊（簡稱“三舊”）謀取發(fā)展空間的新思路[1]?！叭f”改造的本質是建設用地再開發(fā)[2]，其在國外發(fā)達城市早就運行的比較成熟，如意大利的羅馬、法國的巴黎、美國的賓西佛尼亞大街等。廣東省提出“三舊”改造是建設用地再開發(fā)在廣東的特色實踐，其將國土空間所有低效建設用地全部納入擬改造范圍，并推出個性化的改造方向，如生態(tài)退建、保護修復、拆除重建等，這一舉措盤活了存量建設用地，滿足了廣東省國民經濟社會發(fā)展對土地資源的供給需求[3]。

在“三舊”改造監(jiān)管信息系統(tǒng)建設方面，雖然國外亦有相關信息系統(tǒng)建設，但像廣東一樣進行全省、全生命周期統(tǒng)一監(jiān)管比較罕見。為了能對“三舊地塊識別、改造方向控制、改造潛力評估和改造過程督查”等重要問題進行精細化管理，實現(xiàn)了全省“三舊”改造工程全生命周期、多尺度、多維度的立體化在線綜合監(jiān)管[4]，廣東省開展了“三舊”改造監(jiān)管信息系統(tǒng)建設。本文提出基于“天地圖·廣東”提供的服務框架，對全省“三舊”改造地塊數(shù)據(jù)資源的服務進行聚合，建立一套針對全省所有“三舊”地塊的監(jiān)管信息系統(tǒng)，有效地保障了廣東省“三舊”改造工作的順利開展。

1 系統(tǒng)總體設計

1.1 系統(tǒng)建設目標

廣東省“三舊”改造監(jiān)管信息系統(tǒng)建設目標是：通過“三舊”改造地塊標圖建庫及監(jiān)管技術，整合利用廣東省“三舊”改造信息化成果，依托“天地圖·廣東”的數(shù)據(jù)和服務資源，從“三舊”改造地塊管理、改造項目批后監(jiān)管、改造進度監(jiān)測、改造效益評價以及成果展示等進行有效結合，利用智能化的監(jiān)管技術，全面掌握廣東省“三舊”改造用地的總體情況和實施改造工作動態(tài)。系統(tǒng)建設將有利于加強對“三舊”改造的有效監(jiān)管，規(guī)范管理“三舊”改造工作，提高“三舊”改造信息化管理水平。項目建設平臺直接提供給全省各級“三舊”業(yè)務部門使用，避免了各自建設的不一致性，實現(xiàn)了全省“三舊”改造工作的統(tǒng)一監(jiān)管。

1.2 總體技術路線

廣東省“三舊”改造監(jiān)管信息系統(tǒng)主要建設內容包括“三舊”改造專題數(shù)據(jù)庫建設、“三舊”改造地塊監(jiān)管系統(tǒng)建設以及基于專題數(shù)據(jù)庫和監(jiān)管系統(tǒng)基礎之上的創(chuàng)新性技術研究。整體實現(xiàn)技術路線如圖1所示。

圖1 廣東省“三舊”改造信息監(jiān)管系統(tǒng)技術路線Fig.1 Technical route of "Three Olds" renovation supervision management information system in Guangdong Province

2 “三舊”改造專題數(shù)據(jù)庫建設

2.1 數(shù)據(jù)庫內容

廣東省“三舊”改造專題數(shù)據(jù)庫以現(xiàn)有“天地圖·廣東”的地理空間框架數(shù)據(jù)為基礎，建庫內容主要包括：矢量數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、圖件數(shù)據(jù)、表格數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)庫采用Oracle11g作為數(shù)據(jù)庫平臺，空間數(shù)據(jù)庫引擎作為交互引擎來存儲數(shù)據(jù)[5]，根據(jù)所選的數(shù)據(jù)庫和GIS平臺按照如下方式進行數(shù)據(jù)組織和存儲：

1）基礎信息庫

基礎信息庫基于“天地圖·廣東”母庫數(shù)據(jù)，涵蓋遙感影像、線劃地形圖、土地利用現(xiàn)狀、土地利用規(guī)劃等基礎底圖信息，是支撐整個數(shù)據(jù)庫的最基礎底層數(shù)據(jù)。

2）專題信息庫

專題數(shù)據(jù)庫指的是“三舊”改造地塊所相關的位置、范圍、現(xiàn)狀及規(guī)劃用途等信息，通過地理空間位置與基礎底圖數(shù)據(jù)庫進行關聯(lián)，實現(xiàn)圖屬聯(lián)動管理；該數(shù)據(jù)庫結構設計靈活，可以根據(jù)不斷豐富的地塊屬性進行及時擴充;“三舊”專題圖層的字段屬性結構表見表1。

表1 “三舊”改造專題圖層屬性結構表Tab.1 Attribute structure table of "Three Olds" layers

3）統(tǒng)計表庫

統(tǒng)計表庫主要是存儲專題統(tǒng)計數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，主要包括地塊數(shù)量面積信息、權屬信息、土地利用現(xiàn)狀信息、改造類型信息、土地利用規(guī)劃信息等方面。

4）效益評價庫

“三舊”改造地塊效益評價通過項目資料收集、空間影像判識、實地調查、走訪問卷等方式對各地“三舊”改造標圖建庫中項目的土地利用狀況、經濟因素、社會因素、生態(tài)環(huán)境因素、政策因素等方面進行全面調查，對調查結果進行匯總、分析，獲取效益評價指標體系[6]。效益評價信息數(shù)據(jù)是在基礎信息數(shù)據(jù)的基礎上，添加各地塊效益評價指標信息值而構成的，效益評價指標體系采用理論分析法和專家咨詢法對影響評價目標的因子進行分析，分為準則層、次準則層和評價指標層。

2.2 數(shù)據(jù)建庫流程

“三舊”改造專題數(shù)據(jù)庫以全省各市縣上交的數(shù)據(jù)為基礎數(shù)據(jù)，包含有矢量數(shù)據(jù)、圖件及表格，經過數(shù)據(jù)預檢查修改數(shù)據(jù)拓撲、坐標、字段內容等錯誤；數(shù)據(jù)入庫前進行規(guī)劃、現(xiàn)狀及影像符合性檢查，確保入庫的每一宗地都符合政策要求；數(shù)據(jù)入庫前將數(shù)據(jù)整理成統(tǒng)一命名規(guī)則的數(shù)據(jù)，以縣（區(qū)）級行政區(qū)進行數(shù)據(jù)管理；數(shù)據(jù)入庫后，利用開發(fā)的圖件審核系統(tǒng)進行統(tǒng)計匯總，并將匯總結果直接入庫，矢量數(shù)據(jù)與圖件表格分別存放在各自的表空間中。數(shù)據(jù)庫建庫流程如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)庫建庫流程Fig.2 Database building process

2.3 “三舊”改造監(jiān)管信息系統(tǒng)開發(fā)與建設

廣東省“三舊”改造監(jiān)管信息系統(tǒng)在充分調研“三舊”改造業(yè)務應用和管理需求的基礎上，依托“天地圖·廣東”的運行支撐環(huán)境、二次開發(fā)接口及框架數(shù)據(jù)服務進行應用系統(tǒng)的構建；采用WebService、地圖服務、XML等技術和開放標準協(xié)議，實現(xiàn)基于OGC標準規(guī)范的地理信息Web服務[7]，系統(tǒng)的開發(fā)與建設內容主要包括以下幾個模塊，系統(tǒng)的功能界面如圖3所示。

圖3 “三舊”改造監(jiān)管信息系統(tǒng)功能界面Fig.3 Function interface of "Three Olds" renovation supervision management information system

1）“三舊”改造標圖建庫模塊

標圖建庫模塊功能主要包括地圖瀏覽、放大、縮小、漫游、坐標定位、點選查詢、測距測面、圖層管理、圖例、打印、全屏、清除等常用GIS功能；同時還提供地塊查詢、地名查詢、多時相對比、統(tǒng)計報表、坐標疊加、三維地圖、用戶指南以及平臺管理等功能。

2）項目批后監(jiān)管模塊

項目批后監(jiān)管模塊實現(xiàn)了對“三舊”改造項目批后監(jiān)管的業(yè)務管理，包括對年度實施計劃管理、批文備案管理、項目備案管理，還包括對市縣項目審批情況、正在改造項目、完成改造項目進行跟蹤監(jiān)管以及對項目改造成效進行統(tǒng)計分析。

3）信息公開模塊

該模塊主要面向對象為社會公眾，提供“三舊”改造項目信息管理和信息發(fā)布等功能，以便對“三舊”改造項目信息做到實時公開，讓社會公眾知悉項目進展和項目狀態(tài)。

4）項目進度監(jiān)測模塊

該模塊利用基于衛(wèi)片等遙感影像的改造項目進度監(jiān)測技術研究成果，對“三舊”改造項目進度進行有效的分析、統(tǒng)計以及展示，主要功能包括數(shù)據(jù)方案、區(qū)域選擇、監(jiān)測分析與結果展示等。

5）項目效益評價模塊

項目效益評價模塊集成“三舊”改造項目信息、評價指標體系、評價權重、數(shù)據(jù)處理方式、評價模型，測算“三舊”改造項目評價值，全面分析掌握“三舊”改造用地效益，為政府提供“三舊”改造決策作參考。主要功能包括指標管理、指標體系、效益評價模型與結果展示等。

6）三維展示模塊

三維展示模塊功能主要有模型方案、項目定位、模型對比與信息瀏覽等，可以實現(xiàn)三維漫游、查詢、定位、統(tǒng)計、項目改造前后三維模型對比分析等，更加直觀、立體地為“三舊”改造地塊監(jiān)管業(yè)務服務。

3 關鍵技術研究

3.1 基于影像變化檢測的項目改造進度監(jiān)測技術

“三舊”改造項目在拆舊、平整、建新、完工等各階段在遙感影像上都會呈現(xiàn)不同的影像特征，利用這些影像特征進行對應變化地物類別信息的檢測，可直觀反映項目的改造階段。針對“三舊”改造地塊在各個階段具有判別性的地物類別，分別對各期影像進行分類，通過空間疊加分析地類變化，建立一定的規(guī)則集，根據(jù)規(guī)則集推斷地塊所處的改造階段。如基期影像為房屋建筑，后期影像為裸露地表，則推斷該地塊處于拆舊階段；若后期影像為硬化地表或臨時構筑物，則推斷其處于施工階段；若后期影像表現(xiàn)為規(guī)則的房屋建筑、人工綠化或水體，則認為其處于完工階段。在特征提取方面，提取影像的光譜、紋理、形態(tài)及面向對象等特征，從不同影像視角提供互補的地物類別判定信息，構建多角度兼顧、多特征集成的技術方法，改善地物類別在空間上的連續(xù)性，提高地物之間的可區(qū)分度，從而有效判別“三舊”在各個階段的地物類別；在影像分類方面，為有效緩解因光譜可變性導致的“同物異譜”與“同譜異物”等問題，充分考慮地物的幾何位置信息，構建點對點（P2P）局部空間語義分類算法，并基于類別概率將其結果與最大似然或者支持向量機分類結果進行加權融合，提高影像地物的分類與變化檢測精度；在影像分類后處理階段，對分類結果進行小地塊歸并、最大/最小鄰域分析、聚合等后處理操作，去除椒鹽噪聲影響，保證分類結果的準確性[8]。

3.2 基于多源信息的三維快速建模技術

“三舊”改造項目快速三維建模，主要對象是已經完工或歷史資料較為缺乏的改造項目，需要建立改造前后兩個時期的三維模型，傳統(tǒng)的航空攝影測量建模、車載激光雷達建模等建模制作工藝與流程都無法順利達到要求。本項目利用“三舊”地塊區(qū)域的數(shù)字線劃圖、歷史衛(wèi)星影像和街景等基礎數(shù)據(jù)，快速進行歷史場景的重現(xiàn)。采用三維快速建模技術，通過歷史影像獲取地塊建筑的平面空間位置，結合樓層數(shù)推斷建筑的高度，再根據(jù)歷史影像和街景信息來修改建筑的結構以及高度，形成位置、大小、高度相對精確的模型成果[9]，該模型成果可以直觀反映“三舊”改造項目改造后在節(jié)地率、容積率等方面的效果，為“三舊”改造提供較真實、客觀的數(shù)據(jù)參考。同時，相比傳統(tǒng)的三維建模流程，快速三維建模技術可大幅降低成本，在工作效率上也有大幅提高[10]。

3.3 “三舊”改造效益評價技術

對“三舊”改造項目進行有效性、合理性、節(jié)地率等方面的定量化評價是“三舊”改造項目監(jiān)管的重要內容。本項目構建“三舊”改造評價指標體系，制定涵蓋土地利用狀況、經濟因素、社會因素、政策因素等多方面的效益評價指標，其中，項目土地利用狀況指標包括地塊景觀格局狀況、地塊建筑物狀況、開發(fā)強度狀況、土地權屬狀況等; 項目經濟因素指標包括地塊基準地價、地塊投資強度、區(qū)域人均純收入等；社會因素包括區(qū)域人口密度、區(qū)域社會福利設施、區(qū)域基礎設施、區(qū)域綠化程度、區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況等；政策因素包括項目補償安置情況、實施響應情況、項目管理情況等。通過建立體現(xiàn)各指標標準化權重值的“三舊”改造效益評價計算模型，測算 “三舊”項目改造的效益值，為進一步掌握“三舊”改造情況、評估改造潛力、更加規(guī)范管理項目提供依據(jù)。

4 結束語

廣東省“三舊”改造是我國進行土地節(jié)約集約利用制度創(chuàng)新的示范性工程，“三舊”改造監(jiān)管信息系統(tǒng)通過集成已有“天地圖·廣東”的數(shù)據(jù)資源和支撐環(huán)境，為管理者提供統(tǒng)一的監(jiān)管平臺，實現(xiàn)了“數(shù)據(jù)資源高度共享，信息服務功能齊全，決策支持科學高效”的統(tǒng)一監(jiān)管目標。系統(tǒng)目前已上線運行，真正實現(xiàn)了全省“三舊”改造地塊的精細化管理，有效提升了國土業(yè)務監(jiān)管水平，取得了較好的應用效果。但系統(tǒng)目前也存在著數(shù)據(jù)會交智能化程度偏低、系統(tǒng)未能實現(xiàn)實時更新等不足之處。后期計劃將研發(fā)網絡在線實時會交和審核系統(tǒng)，增強系統(tǒng)的動態(tài)更新能力，更好地為全省“三舊”改造業(yè)務管理工作提供技術支撐服務。