崔健 田家寬張再俠趙若鵬姚國標(biāo)

(1.山東建筑大學(xué) 測繪地理信息學(xué)院,山東濟(jì)南250101；2.濟(jì)南市房產(chǎn)測繪研究院,山東濟(jì)南250001；3.濟(jì)南市勘察測繪研究院,山東濟(jì)南250101)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展,我國制定了一系列關(guān)于簡政放權(quán)、創(chuàng)新監(jiān)管、高效服務(wù)的政策措施。其中,在工程建設(shè)項目審批制度改革方面提出了具體的實施意見,明確了工程建設(shè)項目審批制度改革的內(nèi)涵和外延,重點對建筑工程領(lǐng)域內(nèi)涉及到相關(guān)行政審批的測繪服務(wù)內(nèi)容全面推行“多測合一”新作業(yè)模式,實現(xiàn)“一次委托、統(tǒng)一測繪、成果共享”[1-2]。由一家具備相應(yīng)測繪資質(zhì)的測繪服務(wù)機構(gòu)承擔(dān)起規(guī)劃竣工核實、房產(chǎn)測量以及地籍測繪等全流程測繪服務(wù),避免在測繪過程中的交叉作業(yè),其最終目的是降低測繪成本,為建設(shè)單位減輕負(fù)擔(dān),同時提高測繪工作的服務(wù)效能。

長期以來,由于規(guī)劃竣工核實、房產(chǎn)測量和地籍測繪等工作涉及的數(shù)據(jù)類型、來源、時間節(jié)點等要素不同,以及數(shù)據(jù)處理復(fù)雜,入庫標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等原因,相關(guān)數(shù)據(jù)管理部門沒有及時、規(guī)范、有效地整合建筑工程項目審批驗收所涉及的測繪數(shù)據(jù),導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在海量與異構(gòu)的特性,這勢必成為“多測合一”推行過程中新舊數(shù)據(jù)整合管理的障礙。如何解決歷史數(shù)據(jù)在整合管理方面存在的問題,將海量異構(gòu)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行快速整合,實現(xiàn)新舊數(shù)據(jù)的有效整合管理,對“多測合一”新模式真正落地實施至關(guān)重要[3-7]。

文章以規(guī)劃竣工核實工作為例,針對建筑工程規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)不規(guī)范、數(shù)據(jù)處理過程繁瑣、入庫效率低下等問題,通過對相關(guān)歷史數(shù)據(jù)深入分析,結(jié)合ModelBuilder建模、ArcEngine二次開發(fā)等技術(shù),提出了一套高效的數(shù)據(jù)整合方法,實現(xiàn)了規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)批量處理、轉(zhuǎn)換,以及多格式數(shù)據(jù)的快速讀取、高效率入庫,為實現(xiàn)“多測合一”新模式下規(guī)劃竣工核實、房產(chǎn)測量以及地籍測繪等工作產(chǎn)生的海量異構(gòu)數(shù)據(jù)自動化整合提供了技術(shù)支持。

1 規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)整合流程

1.1 現(xiàn)狀數(shù)據(jù)分析

建筑工程規(guī)劃竣工核實是對建筑工程的建設(shè)情況是否與建設(shè)工程規(guī)劃許可證及附件、附圖相符的一項核實工作。其作為“多測合一”的重要內(nèi)容之一,數(shù)據(jù)的規(guī)范化整合與入庫,對于下一步“多測合一”管理平臺數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和管理具有重要意義,不僅能夠提高測繪部門處理現(xiàn)狀地理信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和工作效率,更能夠為“多測合一”中的房產(chǎn)測量和地籍測繪工作的歷史數(shù)據(jù)整合提供一定的技術(shù)支持。

文章對某單位2008—2018年共計1 200個已完成的建設(shè)工程規(guī)劃竣工核實項目數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,其數(shù)據(jù)來源見表1。主要包括城市規(guī)劃部門的建設(shè)工程規(guī)劃許可證、CAD圖件、相關(guān)規(guī)劃文本說明書,以及其他具有說明作用的輔助性數(shù)據(jù)；測繪部門的竣工測量數(shù)據(jù),包括竣工測量總平面圖、立面圖、成果報表等內(nèi)容[8-9]。

表1 規(guī)劃竣工核實測量成果數(shù)據(jù)來源表

通過分析,以上數(shù)據(jù)存在以下3個方面的問題:

(1)數(shù)據(jù)體量大、內(nèi)容復(fù)雜 規(guī)劃竣工核實包括的內(nèi)容眾多,同時隨著事件的不斷推移,數(shù)據(jù)的不斷累積,使得數(shù)據(jù)體量不斷增大,為了使歷史數(shù)據(jù)得到有效管理,若采用常規(guī)方法需要消耗大量的人力物力去整合；

(2)數(shù)據(jù)類型多,處理困難 隨著測量工作中測量技術(shù)的不斷豐富、標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新,所獲得的數(shù)據(jù)格式也因此持續(xù)增加,數(shù)據(jù)類型也復(fù)雜多樣,尤其是較為久遠(yuǎn)的歷史數(shù)據(jù),給數(shù)據(jù)的整合和共享帶來了很大的困難；

(3)數(shù)據(jù)時間跨度大,標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一 由于規(guī)劃竣工核實歷史數(shù)據(jù)來源、時間節(jié)點和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不同,在空間幾何信息、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和屬性表達(dá)上會存在差異。

1.2 技術(shù)流程

通過現(xiàn)狀數(shù)據(jù)分析,針對存在的問題,文章在深入研究數(shù)據(jù)整合常規(guī)方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合 Model Builder建模和ArcEngine二次開發(fā)技術(shù),設(shè)計規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)整合優(yōu)化方法,其技術(shù)流程如圖1所示。主要包括:(1)通過AutoCAD、Office等軟件對規(guī)劃竣工核實所涉及的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查,規(guī)范數(shù)據(jù)格式；(2)通過ModelBuilder建模技術(shù)建立批量處理模型,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的批量處理；(3)通過ArcEngine二次開發(fā)技術(shù)構(gòu)建多源數(shù)據(jù)入庫軟件,實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的批量入庫；(4)在竣工核實數(shù)據(jù)管理平臺中完成數(shù)據(jù)整合的質(zhì)量檢核。

圖1 規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)整合技術(shù)流程圖

2 規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)整合優(yōu)化方法設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

(1)圖形數(shù)據(jù)復(fù)核

通過AutoCAD對竣工核實數(shù)據(jù)中的建筑工程總平面竣工圖、立面圖等原始空間數(shù)據(jù)的精度、現(xiàn)實性和完整性進(jìn)行檢查,保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(2)屬性數(shù)據(jù)核查

通過Office軟件、圖片查看器以及PDF閱讀器對規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)中的規(guī)劃許可證信息、竣工工程項目信息及規(guī)劃建筑單體信息等屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,檢查數(shù)據(jù)是否存在不符合數(shù)據(jù)規(guī)范、材料不齊全等問題,并對錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行符合規(guī)定的補漏、處理,保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(3)規(guī)范數(shù)據(jù)格式

數(shù)據(jù)入庫的自動化程度,取決于數(shù)據(jù)格式的規(guī)范化程度,為了避免數(shù)據(jù)重復(fù)錄入、提高規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)的整合效率,針對屬性數(shù)據(jù)特點,將規(guī)劃竣工核實屬性數(shù)據(jù)集按照該數(shù)據(jù)存儲模板格式保存,為數(shù)據(jù)自動化入庫奠定基礎(chǔ)。

2.2 基于ModelBuilder建模技術(shù)的數(shù)據(jù)批量處理

由于規(guī)劃竣工核實測量數(shù)據(jù)來源多樣,數(shù)據(jù)格式不同,數(shù)據(jù)的坐標(biāo)以及要素類型等未得到有效的統(tǒng)一,尤其是在2018年全面完成其它坐標(biāo)系向國家大地坐標(biāo)系CGCS2000的轉(zhuǎn)換工作以前,數(shù)據(jù)在空間幾何信息、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和屬性表達(dá)上會存在差異[10-11]。而為了完成數(shù)據(jù)的整合與共享,所有數(shù)據(jù)的格式、坐標(biāo)類型、要素類型等內(nèi)容是完全統(tǒng)一的,所以,在數(shù)據(jù)整合錄入系統(tǒng)之前,要對數(shù)據(jù)進(jìn)行格式、要素類型和坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換[12]。

常規(guī)方法的操作流程如下:

(1)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換 規(guī)劃竣工核實測量成果中的空間數(shù)據(jù)為CAD格式,為了滿足數(shù)據(jù)整合、共享的需求,需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理并轉(zhuǎn)換為GIS的數(shù)據(jù)格式。

(2)要素類型轉(zhuǎn)換 在二維GIS中,要素類型主要分為點、線、面3類要素[13],但原CAD數(shù)據(jù)為線狀圖形,不同的要素類型具有不同的實體表達(dá),所以要對原始數(shù)據(jù)中關(guān)于建筑物、地下車庫等線狀要素轉(zhuǎn)化為面狀要素保存,將項目范圍線要素予以保留,并提取項目中心點。

(3)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換 借助GIS技術(shù),對坐標(biāo)系存在差異的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析與處理。

常規(guī)方法雖然可以完成數(shù)據(jù)的處理工作,但是由于歷史數(shù)據(jù)的累積,數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜繁瑣,工作人員面對海量的規(guī)劃竣工核實測量數(shù)據(jù)資源,在數(shù)據(jù)處理過程中每一步操作都需要人工干預(yù),不僅會降低生產(chǎn)效率、提高生產(chǎn)成本,而且更容易產(chǎn)生錯漏問題。文章結(jié)合 ArcGIS平臺提供的 ModelBuilder建模技術(shù),設(shè)計了數(shù)據(jù)批量處理模型,解決了常規(guī)處理方法所產(chǎn)生的問題。

2.2.1 數(shù)據(jù)批量處理流程

ModelBuilder是ArcGIS提供的用于構(gòu)建空間數(shù)據(jù)處理工作流和腳本的可視化模型構(gòu)建器[14-16]。利用 ModelBuilder技術(shù),把ArcToolbox中已有工具及Python擴展的腳本工具中大量的通用性操作步驟集合到一個模型工具中,將會大大提高工作效率。通過對規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)常規(guī)處理過程的梳理分析,結(jié)合ArcToolbox工具箱提供的處理工具,設(shè)計數(shù)據(jù)批量處理流程,如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)批量處理流程圖

2.2.2 數(shù)據(jù)批量處理模型構(gòu)建

在數(shù)據(jù)批量處理流程設(shè)計完成后,結(jié)合ModelBuilder的特性及ArcMap工具箱所提供的工具進(jìn)行模型構(gòu)建。數(shù)據(jù)批量處理模型構(gòu)建主要分為以下幾步:

(1)通過“CADToGeodatabase”工具將 CAD要素復(fù)制到地理數(shù)據(jù)庫要素。

(2)通過“迭代要素類”工具,將導(dǎo)入的要素數(shù)據(jù)集中的線要素作為輸入要素,輸出的要素類作為下一步的輸入要素,輸出的名稱作為其他工具的行內(nèi)變量。

(3)通過“Select選擇”工具,將上一步輸出的名稱作為行內(nèi)變量進(jìn)行篩選,分別將建筑物線要素、地下車庫線要素以及項目范圍線要素分別篩選出來,并通過“FeatureToPolygon”工具,分別將建筑物線要素和地下車庫線要素轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的面要素。

(4)最后通過“Transform轉(zhuǎn)換”工具,對各要素類進(jìn)行坐標(biāo)變換,轉(zhuǎn)換為CGCS2000坐標(biāo)系下的要素,完成數(shù)據(jù)處理。

數(shù)據(jù)批量處理模型流程如圖3所示。

圖3 自動化數(shù)據(jù)批量處理模型流程簡圖

數(shù)據(jù)批量處理模型的構(gòu)建實現(xiàn)了CAD格式數(shù)據(jù)向GIS格式數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化、要素類型的轉(zhuǎn)換以及空間坐標(biāo)系的統(tǒng)一等過程的自動化處理,解決了實際工作中數(shù)據(jù)處理的低效率、反復(fù)操作等問題,將大量的機械性操作集合到一個模型中,工作人員只需這一個工具即可完成數(shù)據(jù)處理的全部過程,可大大提高工作效率。

2.3 基于ArcEngine二次開發(fā)技術(shù)的多源數(shù)據(jù)批量入庫

為了確保規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)能夠為地理信息產(chǎn)業(yè)提供數(shù)據(jù)支撐,提高數(shù)據(jù)的再利用價值,需要將規(guī)范化模板中的屬性數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理后的shp矢量數(shù)據(jù)掛接,導(dǎo)入到同一數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行管理。常規(guī)入庫方法即多窗口信息逐項填寫保存,如圖4所示。

圖4 常規(guī)數(shù)據(jù)入庫界面圖

雖然常規(guī)入庫方法可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入、存儲、管理,但是在錄入數(shù)據(jù)時需要大量的人工操作,這使得規(guī)劃竣工核實測量數(shù)據(jù)入庫過程復(fù)雜繁瑣,而且人為反復(fù)調(diào)取數(shù)據(jù)很難保證數(shù)據(jù)錄入準(zhǔn)確性,勢必會造成信息錯誤。結(jié)合ArcEngine、NPOI技術(shù),通過二次開發(fā)編程實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的批量入庫。

2.3.1 多源數(shù)據(jù)批量入庫程序設(shè)計

針對規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)入庫中存在的問題,為了保證空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的無誤掛接,提高工作效率,實現(xiàn)成果數(shù)據(jù)的批量自動化導(dǎo)入,結(jié)合GIS二次開發(fā)技術(shù),數(shù)據(jù)批量入庫,設(shè)計流程如圖5所示。

圖5 入庫方案設(shè)計流程圖

2.3.2 關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)數(shù)據(jù)整合現(xiàn)狀需求,結(jié)合數(shù)據(jù)入庫方案設(shè)計流程,利用 ArcEngine組件及 ArcSDE技術(shù),在.NET開發(fā)環(huán)境中,使用 C#開發(fā)語言,結(jié)合 SQL Server 2012數(shù)據(jù)庫,設(shè)計了規(guī)劃竣工核實成果數(shù)據(jù)入庫輔助系統(tǒng)。其關(guān)鍵步驟實現(xiàn)如下:

(1)多源數(shù)據(jù)讀取 NPOI是一套能夠幫助開發(fā)者在沒有安裝微軟Office的情況下讀寫Office文件的.NET類庫[17-18],通過開源組件NPOI提供的接口與方法進(jìn)行開發(fā),可對規(guī)范化存儲模板的信息進(jìn)行快速識別與讀取。同時,采用 AE提供的IQueryFilter接口讀取Shapefile數(shù)據(jù),查詢Shapefile數(shù)據(jù)的空間幾何信息和唯一標(biāo)識符信息,為導(dǎo)入Feature Class做準(zhǔn)備。

(2)數(shù)據(jù)庫連接 ArcSDE作為對SQL Server數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互的空間數(shù)據(jù)引擎[19],在數(shù)據(jù)讀取完成后,針對Shape空間數(shù)據(jù),通過ArcSDE連接數(shù)據(jù)庫為后續(xù)空間數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入奠定基礎(chǔ)。而面對屬性數(shù)據(jù)則采用SQL server直連的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫連接。

(3)數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入 在數(shù)據(jù)導(dǎo)入過程中,用IFeatureClass.CreateFeatureBuffer方法無法實現(xiàn)存在空值字段的空間要素數(shù)據(jù)的保存。將需要存儲的數(shù)據(jù)以唯一標(biāo)識符信息為依據(jù),將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一放入到游標(biāo)中,等待數(shù)據(jù)存儲完整后通過觸發(fā)器一并導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中。

批量數(shù)據(jù)入庫程序的構(gòu)建解決了人工錄入過程中工作量巨大、準(zhǔn)確性低、效率低等問題,實現(xiàn)了對多源數(shù)據(jù)自動化識別、讀取、入庫及掛接等過程的自動化處理,提高了工作效率。

2.4 質(zhì)量檢查

規(guī)劃竣工核實測量數(shù)據(jù)整合是保證歷史數(shù)據(jù)能夠得到有效利用,其整合質(zhì)量檢查主要取決于其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性[20-21]。檢查方式主要從以下3個方面進(jìn)行:

(1)圖屬一致性檢查,即主要檢查圖形的空間形態(tài)與原始數(shù)據(jù)是否一致；

Simulation on Trunk-Branch Route Network for Ports Sharing Berth Resources……

(2)屬性一致性檢查,即主要檢查數(shù)據(jù)本身的屬性是否完整、正確；

(3)文件完整性檢查,即主要檢查提交的文件材料是否完整。

3 規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)整合應(yīng)用實例

為了驗證設(shè)計的規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)整合方法的可行性,對已完成的建設(shè)工程規(guī)劃竣工核實項目成果數(shù)據(jù)進(jìn)行實例應(yīng)用。

(1)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

通過AutoCAD對規(guī)劃竣工總平面圖中圖形信息的完整性與準(zhǔn)確性進(jìn)行檢查。同時,將需要整合入庫的建筑圖層、地下車庫圖層以及項目范圍邊界圖層,分別規(guī)范命名為LZ、CK、KZX。針對成果屬性信息,通過word、excel、圖片查看器、pdf閱讀器對每個項目成果屬性信息的完整性與準(zhǔn)確性進(jìn)行檢查,并將需要單獨入庫的數(shù)據(jù)存放在制定的數(shù)據(jù)存儲模板中。

(2)數(shù)據(jù)批量處理

將規(guī)范好的規(guī)劃竣工總平面圖加載到構(gòu)建的數(shù)據(jù)處理模型工具中,如圖6所示。設(shè)置好數(shù)據(jù)輸出路徑,點擊確認(rèn)即可完成格式轉(zhuǎn)換、要素類型轉(zhuǎn)換以及坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換等工作。

圖6 數(shù)據(jù)批量處理模塊界面圖

(3)數(shù)據(jù)批量入庫

數(shù)據(jù)自動入庫工具界面如圖7所示。分別選擇數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)存儲模板(Excel表格)與數(shù)據(jù)處理階段生成的shp數(shù)據(jù),點擊導(dǎo)入即刻完成多元數(shù)據(jù)的讀取、導(dǎo)入及掛接等工作。

圖7 數(shù)據(jù)批量入庫模塊界面圖

(4)質(zhì)量檢查

在規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中對圖屬性一致性、圖層內(nèi)屬性和文件完整性進(jìn)行檢查即可科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐瓿烧麄€項目的數(shù)據(jù)整合工作。

利用文章的方法與常用方法進(jìn)行數(shù)據(jù)整合效率對比,結(jié)果如圖8所示。應(yīng)用結(jié)果表明,通過此方法進(jìn)行規(guī)劃竣工核實數(shù)據(jù)批量整合,可以大大縮減入庫時長,減少操作流程,提高入庫效率,保證入庫質(zhì)量,同時也增加了數(shù)據(jù)管理的安全性與精確性,并且隨著數(shù)據(jù)量的增加,優(yōu)勢更為明顯。

圖8 數(shù)據(jù)整合效率對比圖

4 結(jié)語

全面推行“多測合一”對測繪地理信息行業(yè)而言,既是機遇又是挑戰(zhàn)。如何在“多測合一”背景下,打破傳統(tǒng)作業(yè)模式間的壁壘,完善規(guī)范制度,有效解決長期存在于規(guī)劃竣工核實、房產(chǎn)測量以及地籍測繪等工作生產(chǎn)數(shù)據(jù)中的問題,對推動“一次委托、統(tǒng)一測繪、成果共享”模式有效落地實施至關(guān)重要。文章結(jié)合規(guī)劃竣工核實測繪工作,針對海量異構(gòu)數(shù)據(jù)無法高效整合應(yīng)用的問題,深入分析原因,利用Model Builder建模技術(shù)、ArcEngine二次開發(fā)等技術(shù),提出了一套完整、高效、規(guī)范的數(shù)據(jù)整合方法。實例應(yīng)用表明,該方法實現(xiàn)了數(shù)據(jù)整合的自動化和規(guī)范化,有效地提高了數(shù)據(jù)整合工作效率,減輕了建設(shè)單位負(fù)擔(dān),產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益,并得到了生產(chǎn)和組織單位的認(rèn)同和推廣,對“多測合一”規(guī)劃竣工核實、房產(chǎn)測量、地籍測繪數(shù)據(jù)的長效管理具有重要推動作用。