黃偉濤，谷少鵬

（1. 廣州市城市更新規(guī)劃研究院，廣東 廣州 510031；2. 廣州九三科技有限公司，廣東 廣州 510630）

城市更新是整治提升城市空間形態(tài)和功能的活動，可改善市民生活質(zhì)量、提升人居環(huán)境，尤其可緩解發(fā)達城市建設(shè)用地緊張、盤活土地。在城市更新舊村改造中，不同利益主體的關(guān)注點各不相同，但均以占地面積、建筑面積等測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，因此如何保障拆遷補償環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)準確、科學判斷、維護各方利益成為一個重難點。傳統(tǒng)人工模式存在諸多管理難點：①拆遷周期長、任務重，管理難度大；②涉及利益大，易出現(xiàn)數(shù)據(jù)篡改現(xiàn)象；③過程環(huán)節(jié)多，數(shù)據(jù)標準不穩(wěn)定，反復修改數(shù)據(jù)、工作量大；④數(shù)據(jù)多版本共存，上下游數(shù)據(jù)缺乏連接，誤差出錯率高；⑤簽約補償計算項多，調(diào)整過程復雜，人員變動大，資料交接不完整；⑥多種補償方式下的成本測算需求。隨著GIS 技術(shù)的快速發(fā)展，基于GIS 的拆遷補管理系統(tǒng)建設(shè)能有效解決上述問題，實現(xiàn)拆遷環(huán)節(jié)的精細化管理，達到全周期多維度數(shù)據(jù)查看、實時監(jiān)控、一體化管理的效果。本文采用GIS、傾斜攝影、AI、單體化建模等先進技術(shù)，集成城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建設(shè)拆遷管理系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)源頭開始有效管控，實現(xiàn)整個拆遷過程的高效自動化管理，為拆遷工作科學決策提供強有力的技術(shù)支撐。

1 主要需求分析

結(jié)合拆遷實施實際情況，主要需求分析為：

1）數(shù)據(jù)應用?！耙粡垐D”的信息化拆遷管理模式，整合城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，形成“一張圖”瀏覽與快速查詢。城市更新非傳統(tǒng)拆遷測量，需要大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為支撐，以輔助整個項目的各種決策，如規(guī)劃調(diào)整、拆遷時序、進度控制等。“一張圖”模式能綜合分析整個項目情況，輔助快速科學決策。

2）技術(shù)處理。測量數(shù)據(jù)成圖與面積計算自動化，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)輸入，自動化生成房屋丈量圖；支持CAD 環(huán)境下人工改圖，可直接啟動CAD 軟件進行修改；拆遷補償計算表自動化，基于前期數(shù)據(jù)的準確性，自動化生成補償計算表。通過軟件研發(fā)，自動化處理，既能保障數(shù)據(jù)的客觀性，又能解放人力，同時避免人為錯誤。

3）管理決策。多版本測量數(shù)據(jù)比對，分析其差異性；房屋資料歸檔管理，可實現(xiàn)房屋“一對一”資料按目錄歸檔。

2 總體設(shè)計

1）架構(gòu)設(shè)計。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，邏輯上分為用戶層、應用層、服務層、應用支撐層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)層（圖1），用戶分為4大類，各類用戶具有不同角色的權(quán)限可自由控制，實現(xiàn)用戶角色隔離；應用層主要用于體現(xiàn)整個系統(tǒng)的業(yè)務，具有成圖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)生成、上傳到測繪數(shù)據(jù)管理、動遷管理、簽約管理、審批、支付等一系列的系統(tǒng)業(yè)務流轉(zhuǎn)功能；服務層主要是支撐應用層正常運行的系統(tǒng)服務；應用支撐層承載著整個系統(tǒng)的運行，包括但不限于服務器主機、地圖數(shù)據(jù)處理軟件、負載均衡、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、JVM 平臺；網(wǎng)絡(luò)層負責各模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)層包括整個系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)。

2）數(shù)據(jù)庫設(shè)計。由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)種類較多，為使數(shù)據(jù)組織清晰、相關(guān)服務調(diào)取數(shù)據(jù)高效便捷[1]，采取不同的數(shù)據(jù)存儲形式：地理信息相關(guān)數(shù)據(jù)采用SQL Server數(shù)據(jù)庫、3D-Tile數(shù)據(jù)格式，便于三維數(shù)據(jù)展示和相關(guān)業(yè)務圖層信息的編輯[2]；業(yè)務數(shù)據(jù)采用MySQL和Redis數(shù)據(jù)庫，MySQL用于數(shù)據(jù)持久化，Redis用于系統(tǒng)輔助，提升系統(tǒng)相關(guān)功能的性能。文件服務器主要用于存儲簽約合同掃描件、村民身份證、房產(chǎn)證、現(xiàn)場照片等文件信息。

3 關(guān)鍵新技術(shù)

3.1 一體化入庫技術(shù)

由于城市更新涉及的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)種類繁多、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不一，如何管理這些多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)成果準確高效入庫，是數(shù)據(jù)后期應用的關(guān)鍵[3]。將原始數(shù)據(jù)的圖形要素整理成符合數(shù)據(jù)庫建庫規(guī)范的成果數(shù)據(jù)，這一過程基本由人工操作，易存在主觀或客觀錯誤。多源數(shù)據(jù)入庫對GIS技術(shù)提出了更高的要求，F(xiàn)ME自動化數(shù)據(jù)入庫技術(shù)可實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的自動化入庫，以提高數(shù)據(jù)精度和準確度，形成標準數(shù)據(jù)，為后續(xù)拆遷工作提供強有力的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時，系統(tǒng)通過圖、庫、表的規(guī)則關(guān)系實現(xiàn)了圖形修改，使數(shù)據(jù)庫、表格、文本等聯(lián)動同步更新，真正實現(xiàn)一體化更新。

3.2 基于地理實體的自動化測繪成圖技術(shù)

拆遷周期漫長，存在多次測量，形成多個版本數(shù)據(jù)，人工處理的工作量巨大。通過成圖規(guī)則，基于房屋的地理實體，結(jié)合外業(yè)丈量數(shù)據(jù)，通過軟件開發(fā)實現(xiàn)成圖自動化（圖2），極大地提高了工作效率，以節(jié)省更多的人力投入到其他環(huán)節(jié)。

圖2 成圖配置界面（局部）

3.3 實景三維與單體化建模技術(shù)

無人機傾斜攝影測量技術(shù)可高精度、高清晰度全方面感知大范圍復雜場景，進而生產(chǎn)實景三維模型和高精度單體化模型。單體化模型能準確反映地物的方位、外觀等信息，提供真實、實時、快速、全面的三維場景瀏覽，并可有效提升三維模型的生產(chǎn)效率。相較于二維，地理信息的三維可視化表達能更直觀、更真實、更精細地展現(xiàn)空間位置和地理面貌，能在整個拆遷環(huán)節(jié)使管理層真實準確地判斷現(xiàn)場情況，為規(guī)劃、建設(shè)、管理科學決策提供數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)中的每棟房屋均具有唯一編碼以及對應的單體化模型，“一房一碼一模型”為后續(xù)基于AI的建筑物信息智能提取夯實了數(shù)據(jù)底板。

3.4 基于AI的建筑物智能提取與檢查技術(shù)

人工目視對比多版本數(shù)據(jù)檢查易出現(xiàn)人為判斷失誤，且需再次進入現(xiàn)場核對情況。本文在高分辨率遙感影像、單體化三維模型的基礎(chǔ)上，利用AI對建筑物信息進行智能提取，在極短時間內(nèi)完成了衛(wèi)星、無人機等遙感影像、單體化模型的快速解譯以及模型中有效信息的快速提取，并智能比對了多版測量數(shù)據(jù)，判斷了測量數(shù)據(jù)的準確性，有效減少了人員現(xiàn)場核對、重測工作，室內(nèi)輔助科學分析數(shù)據(jù)差異存在的原因。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 “一張圖”數(shù)據(jù)瀏覽

“一張圖”集成了三維模型、高清遙感影像圖、土地利用總體規(guī)劃、土地利用現(xiàn)狀、控制性詳細規(guī)劃、權(quán)屬范圍、改造范圍等城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了二三維數(shù)據(jù)疊加可視化。用戶可選擇不同圖層數(shù)據(jù)疊加瀏覽、查詢、面積統(tǒng)計等，輔助整個項目科學決策。

4.2 智慧測繪成圖模塊

智慧測繪成圖模塊集成了測繪新技術(shù)進行大膽創(chuàng)新應用：①導入測量數(shù)據(jù)后可按測量規(guī)范直接生成房屋丈量圖，包含標準圖框整飾、面積注記等，由于數(shù)據(jù)標準不穩(wěn)定，避免了修改某個數(shù)據(jù)，則全部平面圖需人工重新繪制的情況，極大地解放了人力、提高了工作效率；②由于面積是由測量原始數(shù)據(jù)導入后在系統(tǒng)中生成的，能有效防止人為篡改數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)的客觀性；③加入了自定義配置參數(shù)模版，由于補償存在不同模式，該功能使開發(fā)商可在不同的補償標準下，填寫不同參數(shù)，自動計算補償面積，在前期進行多種成本測算，制定合適的補償方案；④支持在CAD環(huán)境中改圖，經(jīng)上層管理員授權(quán)后，若圖形需修改，點擊“編輯”即可在線啟動CAD軟件修改圖形，保存后可同步更新到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，并實現(xiàn)圖、庫、表、文本一體化聯(lián)動自動更新；⑤智能檢查數(shù)據(jù)準確性，以高清遙感影像圖和三維模型為基礎(chǔ)，加入單體化建模技術(shù)，在每棟待拆除的三維模型房屋上附加屬性信息，在系統(tǒng)上即可實現(xiàn)如臨現(xiàn)場般的管理，同時結(jié)合AI 技術(shù)，在單體化模型上智能提取建筑物各方面信息，與多個版本測量數(shù)據(jù)進行比對，智能判斷測量數(shù)據(jù)的準確性，既為數(shù)據(jù)準確性提供了客觀依據(jù)，又避免了人為判斷失誤。

4.3 拆遷管理模塊

拆遷管理模塊實現(xiàn)了成圖后從數(shù)據(jù)審批、簽約管理到檔案管理的流程。成圖后經(jīng)過智能檢查的結(jié)果將直接生成對比表和圖轉(zhuǎn)為管理員審批數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)審批合格則自動生成拆遷安置補償計算表[4]、補償協(xié)議、承諾書等，與村民現(xiàn)場簽約。房屋檔案功能將過程中的房屋丈量圖、房屋照片、記錄表等材料進行歸檔，以便隨時調(diào)取查閱，所有文件（包括丈量圖）支持在線查閱，無需人工轉(zhuǎn)換格式即可上傳系統(tǒng)歸檔。整個拆遷環(huán)節(jié)形成了系統(tǒng)性管理，在線審批，杜絕弄虛作假的同時極大地提高了工作效率。

5 結(jié) 語

基于GIS 的城市更新拆遷系統(tǒng)是GIS 技術(shù)的典型行業(yè)應用，基于廣州市城市更新項目實際需求而開發(fā)，是廣州城市更新項目拆遷管理首個平臺建設(shè)思路。廣州市城市更新舊村改造項目規(guī)模大、周期長、項目復雜、難度大，給政府部門、開發(fā)商和村民都帶來了一定的挑戰(zhàn)。目前該系統(tǒng)已應用到多個城市更新舊村拆遷工作中，得到用戶的普遍認可，取得了良好的效果，對加快推進廣州市城市更新工作起到了一定的促進作用，后續(xù)在實踐中將根據(jù)實際需求進一步完善改進系統(tǒng)。