王忠芳 張浩 陳功勛

引言

2020年6月，國務(wù)院辦公廳發(fā)布關(guān)于開展第一次全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險普查的通知，明確普查內(nèi)容包括：主要自然災(zāi)害致災(zāi)調(diào)查與評估，房屋建筑等承災(zāi)體調(diào)查與評估，歷史災(zāi)害調(diào)查與評估，綜合減災(zāi)能力調(diào)查與評估，重點隱患調(diào)查與評估，主要災(zāi)害風(fēng)險評估與區(qū)劃以及災(zāi)害綜合風(fēng)險評估與區(qū)劃等。房屋建筑普查是承災(zāi)體調(diào)查的重要內(nèi)容之一，調(diào)查信息包含：基本信息、建筑信息、使用情況和房屋照片等，可謂普查內(nèi)容多、工作任務(wù)重、專業(yè)要求高。此次普查不僅對我國自然災(zāi)害防治和應(yīng)急管理工作具有重要價值，而且對我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展意義重大。

在普查工作中，若無相關(guān)成果基礎(chǔ)，傳統(tǒng)普查方法是通過內(nèi)業(yè)收集資料和外業(yè)現(xiàn)場調(diào)查，逐個填報調(diào)查信息表，這種方式效率低、難度大、成本高。若開展過相關(guān)工作，則可將現(xiàn)有成果融合成所需信息。

考慮到全國各地已開展過“第三次全國國土調(diào)查”（“三調(diào)”）和不動產(chǎn)登記工作，“三調(diào)”數(shù)據(jù)中包含的地類信息以及不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)中包含的權(quán)利人和地址信息，可作為房屋基本信息填報數(shù)據(jù)源；自然資源部門擁有的大比例尺地形圖數(shù)據(jù)，包含精確的房屋輪廓圖形以及高分辨率遙感影像解譯的房屋圖形，均可作為調(diào)查底圖；住建部門擁有豐富的檔案資料和相關(guān)名錄資料，包含房屋的結(jié)構(gòu)類型、用途、減隔震等信息，可作為建筑信息填報數(shù)據(jù)源。

本文通過多源數(shù)據(jù)融合對這些數(shù)據(jù)進行分析處理，將融合結(jié)果應(yīng)用到房屋建筑普查中，能夠提高工作效率，減輕外業(yè)工作量，降低人力成本，取得事半功倍的效果。

普查內(nèi)容及流程

房屋建筑普查工作基于住建部開發(fā)的“全國房屋建筑和市政設(shè)施調(diào)查系統(tǒng)”開展，總體流程為：底圖制備、資料收集、數(shù)據(jù)融合和外業(yè)調(diào)查。

（一）普查內(nèi)容

調(diào)查系統(tǒng)原始底圖僅包含房屋圖斑和編號。房屋建筑普查信息包括：基本信息、建筑信息、使用情況和房屋照片。

基本信息包括：所屬行政區(qū)劃、房屋類別、建筑名稱、小區(qū)名稱（城鎮(zhèn)住宅）、建筑地址、戶數(shù)（城鎮(zhèn)住宅建筑）、單位名稱（非住宅建筑）、產(chǎn)權(quán)單位、是否進行產(chǎn)權(quán)登記和戶主姓名（農(nóng)村住宅）等。其中，所屬行政區(qū)劃包含所屬省、市、區(qū)縣、街鎮(zhèn)和村居；建筑地址根據(jù)房屋類別分為城鎮(zhèn)房屋所在路（街/巷）、號和棟，農(nóng)村房屋所在組、路（街/巷）和號；房屋類別根據(jù)用地類型分為城鎮(zhèn)房屋和農(nóng)村房屋，根據(jù)用途又分為住宅和非住宅。

建筑信息包括：建筑層數(shù)、建筑面積、建筑高度、建造時間/年代、結(jié)構(gòu)類型、房屋用途（非住宅建筑）、是否采用減隔震、是否為保護性建筑、是否專業(yè)設(shè)計建造和安全鑒定情況（農(nóng)村房屋）等。

使用情況包括：變形損傷、改造情況、抗震加固情況和物業(yè)管理情況。

房屋照片包括：現(xiàn)場照片、抗震措施照片和變形損傷照片。

（二）普查技術(shù)流程

調(diào)查系統(tǒng)原始底圖是通過解譯2019—2020年不同時相的遙感影像制備，僅包含房屋圖斑，且存在部分圖斑現(xiàn)勢性不滿足調(diào)查時點（2020年12月31日）要求，部分圖斑與房屋實際不符，應(yīng)合并未合并、應(yīng)拆分未拆分等問題。如果對所有信息都逐棟房屋調(diào)查，會增加工作難度，降低工作效率，提高人力成本。

在此情況下，依據(jù)內(nèi)外業(yè)一張圖的原則，我們制定了一套調(diào)查技術(shù)流程，主要工作是：數(shù)據(jù)收集與分析、多源數(shù)據(jù)融合、外業(yè)調(diào)查（圖1）。其中，多源數(shù)據(jù)融合具體包括底圖優(yōu)化和內(nèi)業(yè)信息填報：底圖優(yōu)化是對原始底圖的房屋圖形進行優(yōu)化，內(nèi)業(yè)信息填報是增加房屋基本信息、建筑信息等調(diào)查內(nèi)容。具體技術(shù)流程圖如圖2所示。

圖1 外業(yè)調(diào)查

圖2 技術(shù)流程圖

多源數(shù)據(jù)及用途介紹

（一）圖形數(shù)據(jù)源

（1）大比例尺地形圖：大比例尺地形圖位置精度高，能夠用精確的圖形表示單棟房屋輪廓。本次房屋建筑普查的對象是房屋建筑單體，即單棟房屋，而國家下發(fā)的工作底圖為房屋圖斑，存在一個圖斑包含多棟房屋、多個圖斑表示一棟房屋的情況。因此對于大比例尺地形圖覆蓋良好的區(qū)域，可用其替換國家工作底圖的房屋圖斑。

（2）高分辨率遙感影像：國家工作底圖大多采用2019年遙感影像制備，現(xiàn)勢性不強。2020年遙感影像與2019年遙感影像相比，包含2019—2020年間新建的房屋，對于2020年拆除的房屋不再顯示，同時高分辨率遙感影像能夠清晰顯示每棟房屋的輪廓。因此，通過解譯2020年高分辨率遙感影像，可對原始工作底圖進行優(yōu)化，從而得到符合現(xiàn)實情況的底圖。

（二）屬性數(shù)據(jù)源

（1）第三次全國國土調(diào)查數(shù)據(jù)（簡稱“三調(diào)”）：“三調(diào)”數(shù)據(jù)包含豐富的地類信息，反映了全國地類分布及利用狀況，還包含國、省、市、縣及村級的行政范圍界線。

本次房屋建筑普查需要按土地所有權(quán)將房屋分為城鎮(zhèn)房屋和農(nóng)村房屋，按用途將房屋分為住宅和非住宅，填報不同的調(diào)查表，待填信息包含房屋所屬行政區(qū)劃。因此，考慮根據(jù)“三調(diào)”數(shù)據(jù)地類圖斑層中的城鎮(zhèn)村屬性碼、地類編碼區(qū)分城鎮(zhèn)房屋、農(nóng)村房屋及住宅和非住宅，根據(jù)行政區(qū)層中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)代碼、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)名稱和村級調(diào)查區(qū)層中的坐落單位代碼、坐落單位名稱確定房屋所屬的鎮(zhèn)街、村居。

（2）不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)：不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)中權(quán)利人圖層的權(quán)利人名稱信息，宗地基本信息圖層的坐落信息，自然幢圖層的房屋結(jié)構(gòu)、建筑物高度、竣工日期、實測建筑面積、地上層數(shù)、地下層數(shù)信息，可作為房屋建筑普查中戶主姓名、單位名稱、建筑地址、結(jié)構(gòu)類型、建成時間、調(diào)查面積、層數(shù)等的權(quán)威信息源。

（3）城建檔案館資料：包括總平面圖、竣工驗收報告、測繪面積表、建筑竣工圖等?？衫玫男畔⒂校航ㄖ娣e、建筑結(jié)構(gòu)、建筑層數(shù)、建筑年代、建筑用途、是否減隔震、建筑高度、套數(shù)、是否抗震加固及加固時間。

（4）文物保護單位名錄：文物保護單位名錄中可用信息包含房屋的單位名稱、時代、詳細地址、面積等，與房屋建筑普查中的單位名稱、戶主姓名、建成時間/建造年代、建筑地址、調(diào)查面積、是否保護性建筑等信息對應(yīng)。

（5）校安工程名錄：校安工程名錄中可用信息包含房屋的學(xué)校名稱、建筑物用途、校安工程、校安年度、建筑物名稱、竣工日期、建筑層數(shù)、建筑面積、危房鑒定等級、危房鑒定日期等，與房屋建筑普查中的單位名稱、房屋用途、是否進行過抗震加固、加固時間、建成時間/建造年代、建筑名稱/房屋名稱、層數(shù)、調(diào)查面積、是否經(jīng)過安全鑒定、鑒定或評定結(jié)論、鑒定時間等信息對應(yīng)。

（6）農(nóng)村危房改造資料：包括農(nóng)戶檔案信息、危房改造資料、農(nóng)房抗震資料?？捎眯畔簯糁餍彰?、地址、房屋安全性等級、結(jié)構(gòu)類型、施工方式、設(shè)計方式、改造后房屋面積、建成時間和是否抗震加固及加固時間。

數(shù)據(jù)融合方法及效果

在對不同數(shù)據(jù)源進行融合時，要處理好坐標不一致、格式不一致、空間圖形不匹配、屬性不匹配等問題。正如將基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)與地理國情普查數(shù)據(jù)進行融合時，對于屬性不一致與圖形不一致的情況要采取模式融合和實例要素融合處理。將多源數(shù)據(jù)融合為房屋建筑普查信息時也需要進行圖形、屬性處理。

（一）圖形處理方法

1. 底圖優(yōu)化

房屋建筑普查要求工作底圖用矢量圖形表示單棟房屋輪廓。原始工作底圖存在部分圖斑現(xiàn)勢性不滿足調(diào)查時點要求，未標繪20平方米以下的房屋，對連片建筑未拆分等問題。

對2020年高分辨率遙感影像進行機器解譯和人工解譯，將解譯結(jié)果與原始底圖對比，通過圖斑變化檢測、識別原始底圖中缺失、多出、應(yīng)合并未合并和應(yīng)拆分未拆分的房屋圖斑。然后，通過GIS軟件的矢量新增、刪除、合并和拆分等編輯操作，對原始底圖的房屋圖形進行優(yōu)化，底圖優(yōu)化流程如圖3所示。

圖3 原始底圖優(yōu)化流程圖

2. 格式轉(zhuǎn)換

由于不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)為dwg格式，與房屋建筑普查數(shù)據(jù)要求的shapefile格式不一致，需要進行格式轉(zhuǎn)換。具體操作流程如下。

首先使用ArcGIS的CAD to Geodatabase工具將不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為File GeoDatabase格式，得到面、線和注記數(shù)據(jù)；然后對面數(shù)據(jù)使用Feature to Polygon工具轉(zhuǎn)為shapefile格式的面數(shù)據(jù)，對注記數(shù)據(jù)使用Feature to Point工具轉(zhuǎn)為shapefile格式的點數(shù)據(jù)；再根據(jù)屬性對點數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清洗和分類；最后將點數(shù)據(jù)的屬性賦值到面數(shù)據(jù)，得到包含豐富屬性信息的shapefile格式不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)。

3. 空間分析

調(diào)查時需要填報房屋所屬的行政區(qū)劃信息，由于調(diào)查以區(qū)縣為單位，房屋所屬省、市、區(qū)縣已確定，還需確定所屬街鎮(zhèn)、村居。

考慮到“三調(diào)”結(jié)束后，各地存在行政區(qū)劃調(diào)整情況，因此，首先需要結(jié)合民政部門最新的行政區(qū)劃范圍和代碼，對“三調(diào)”數(shù)據(jù)的行政區(qū)范圍及代碼進行調(diào)整；然后將房屋圖形數(shù)據(jù)與調(diào)整后的行政區(qū)范圍進行空間疊加分析，根據(jù)行政區(qū)層中鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)名稱和代碼確定房屋所屬鎮(zhèn)街名稱及編碼；最后根據(jù)村級調(diào)查區(qū)層中的坐落單位名稱和代碼確定房屋所屬村居名稱和編碼。

4. 地名地址匹配

由于收集的文本資料沒有空間信息，無法與房屋圖形進行關(guān)聯(lián)。因此，需要通過GIS的地名地址匹配方法，確定文本資料中地址的空間坐標，進而關(guān)聯(lián)到對應(yīng)房屋圖形。

（二）屬性處理方法

1. 數(shù)據(jù)清洗和分類

不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)與房屋建筑普查的信息項非一一對應(yīng)，且存在不合格信息，需要進行數(shù)據(jù)清洗和分類。以“權(quán)利人”字段為例，其中包含“未申報”等非法字符，還分為戶主姓名、單位名稱、小區(qū)名稱、建筑名稱等多類信息，首先要剔除非法字符，然后按字符長度和關(guān)鍵字將權(quán)利人屬性內(nèi)容進行歸類。

2. 語義匹配

多源數(shù)據(jù)與房屋建筑普查數(shù)據(jù)同類屬性的含義范圍不同，需要進行語義匹配。

（1）通過“三調(diào)”數(shù)據(jù)區(qū)分房屋類別。

通過將“三調(diào)”數(shù)據(jù)的用地類型與土地所有權(quán)（“國有土地”或“集體土地”）進行語義匹配，區(qū)分房屋類別。

首先根據(jù)地類圖斑層中的城鎮(zhèn)村屬性碼區(qū)分城鎮(zhèn)、農(nóng)村房屋。城鎮(zhèn)村屬性碼字段值“201或201A”表示“城鎮(zhèn)用地”，字段值“202或202A”表示“建制鎮(zhèn)用地”，字段值“203或203A”表示“村莊用地”，字段值“204”和“205”分別表示城鎮(zhèn)村外部的鹽田及采礦用地和特殊用地。為了確保區(qū)分城鎮(zhèn)和農(nóng)村房屋時不遺漏房屋，按城鎮(zhèn)村屬性碼字段條件選取字段值為“201、201A、202、202A”的圖斑，融合得到城鎮(zhèn)范圍界線。界內(nèi)的房屋類別為城鎮(zhèn)房屋，界外的房屋類別為農(nóng)村房屋。

然后根據(jù)地類圖斑層中的地類編碼區(qū)分住宅、非住宅房屋。地類編碼字段值“05H1”表示“商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地”，“0508”表示“物流倉儲用地”，“0601”表示“工業(yè)用地”，“0602”表示“采礦用地”，“08H1”表示“機關(guān)團體新聞出版用地”，“08H2”表示“科教文衛(wèi)用地”，“0809”表示“公用設(shè)施用地”，“1005”表示“交通服務(wù)場站用地”，“1202”表示“設(shè)施農(nóng)用地”。為了確保區(qū)分住宅和非住宅房屋時不遺漏房屋，按地類編碼字段條件選取字段值為“05H1、0508、0601、0602、08H1、08H2、0809、1005、1202”的 圖斑，融合得到非住宅范圍界。界內(nèi)的房屋類別初定為非住宅，界外的房屋類別初定為住宅?！叭{(diào)”數(shù)據(jù)與房屋建筑普查數(shù)據(jù)的字段對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 “三調(diào)”數(shù)據(jù)與房屋建筑普查數(shù)據(jù)字段對應(yīng)表

（2）通過不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)提取房屋基本信息和建筑信息。

將不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)中權(quán)利人、宗地基本信息、自然幢圖層與房屋建筑普查數(shù)據(jù)圖層進行字段關(guān)聯(lián)和語義匹配，可提取房屋的基本信息和建筑信息，其與房屋建筑普查數(shù)據(jù)的字段關(guān)聯(lián)如表2所示。

表2 不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)與房屋建筑普查數(shù)據(jù)字段關(guān)聯(lián)表

（三）融合效果

通過多源數(shù)據(jù)融合，城鎮(zhèn)房屋39個調(diào)查項，有7項信息全部房屋已填報，23項信息部分房屋已填報，剩余9項需現(xiàn)場調(diào)查；農(nóng)村住宅44個調(diào)查項，有7項信息全部房屋已填報，21項信息部分房屋已填報，剩余16項需現(xiàn)場調(diào)查；農(nóng)村非住宅44個調(diào)查項，有7項信息全部房屋已填報，21項信息部分房屋已填報，剩余16項需現(xiàn)場調(diào)查。

以南通市海門區(qū)為例，通過對不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)融合信息進行分析統(tǒng)計，將信息分為房屋單位名稱、小區(qū)名稱、戶主姓名等名稱類信息和所處路、號、組、棟等地址類信息，將房屋按“含名稱類、地址類信息”、“僅含名稱類信息”、“僅含地址類信息”和“其他”分為四類，各類房屋分布如圖4所示。按“城鎮(zhèn)房屋”“農(nóng)村住宅”“農(nóng)村非住宅”類型統(tǒng)計，各類房屋數(shù)量和所占比例如表3所示。

圖4 房屋數(shù)據(jù)融合程度分布圖

表3 房屋數(shù)據(jù)融合程度表

由圖表得出，通過融合不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)，占總量23%的房屋含有名稱類和地址類信息，占總量36%的房屋僅含有名稱類信息，占總量5%的房屋僅含有地址類信息。總的來說，約65%的房屋含有名稱類或地址類信息，且主要分布在農(nóng)村區(qū)域。原因是不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)主要為農(nóng)村不動產(chǎn)數(shù)據(jù)，農(nóng)村房屋信息豐富，城鎮(zhèn)房屋信息較少。

通過多源數(shù)據(jù)融合，形成外業(yè)調(diào)查工作一張圖。外業(yè)調(diào)查人員只需核實補充部分屬性和現(xiàn)場拍照，極大減輕了外業(yè)工作量，提高了普查效率，保障了成果質(zhì)量。

此方法在普查國家試點中摸索，并形成了推廣經(jīng)驗，在普查全面鋪開中得到了良好應(yīng)用。

結(jié)束語

房屋建筑普查是自然災(zāi)害風(fēng)險普查中的一項系統(tǒng)性工程，需要多方協(xié)同，收集資料，開展多源數(shù)據(jù)融合、外業(yè)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)建庫等工作。

在自然災(zāi)害風(fēng)險普查等相關(guān)工作中，測繪地理信息行業(yè)大有可為。在信息獲取方面，傳統(tǒng)測繪、無人機測繪和遙感影像解譯可以助力底圖制備和普查信息采集；在多源數(shù)據(jù)融合方面，GIS能發(fā)揮空間信息融合能力，對數(shù)據(jù)進行清洗、轉(zhuǎn)換和重組。通過空間和屬性一體化的多源數(shù)據(jù)融合方法，能夠?qū)崿F(xiàn)多項信息的內(nèi)業(yè)填報，減輕外業(yè)調(diào)查負擔(dān)，提高普查工作效率，保證普查成果質(zhì)量，可作為同類普查的高效技術(shù)路線。