基于WebGIS的建設(shè)工程生命周期管理模式

陳 思，樊 瑋，高 山，羅 瓊

（武漢市國土資源和規(guī)劃信息中心，湖北武漢430014）

基于WebGIS的建設(shè)工程生命周期管理模式

陳 思，樊 瑋，高 山，羅 瓊

（武漢市國土資源和規(guī)劃信息中心，湖北武漢430014）

建設(shè)工程從項(xiàng)目立項(xiàng)、規(guī)劃審批、土地供應(yīng)、建設(shè)施工、竣工驗(yàn)收到運(yùn)營管理是一個(gè)完整的“生命周期”。以行政審批為主線，探討了建設(shè)工程的生命周期管理的流程，重點(diǎn)研究了項(xiàng)目數(shù)據(jù)組織和關(guān)聯(lián)方法，提出了基于WebGIS對(duì)建設(shè)工程進(jìn)行全生命周期的管理模式，并以武漢市為例，開發(fā)了平臺(tái)框架。

WebGIS；建設(shè)工程；生命周期；管理模式

中國是當(dāng)今世界上城市發(fā)展最快的地區(qū)之一，根據(jù)我國“十二五”規(guī)劃，到2015年，全國城市化水平將達(dá)到51.5%，這將是人類歷史上規(guī)模最大的一次城市化的浪潮。建設(shè)工程是城市發(fā)展的重要管理對(duì)象[1]，基本農(nóng)田保護(hù)、城市生態(tài)環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都與之息息相關(guān)。采用信息化手段對(duì)建設(shè)工程實(shí)施全面管理，是城市建設(shè)發(fā)展的重要命題[2]。建設(shè)工程從項(xiàng)目立項(xiàng)、規(guī)劃審批、土地供應(yīng)、建設(shè)施工、竣工驗(yàn)收到運(yùn)營管理是一個(gè)完整的“生命周期”。目前，這些環(huán)節(jié)分散在不同部門辦理，各個(gè)部門都開發(fā)了信息系統(tǒng)，但系統(tǒng)之間沒有進(jìn)行有效的連接，信息共享困難，這是全面動(dòng)態(tài)掌控城市建設(shè)規(guī)模和現(xiàn)狀的瓶頸。因此，有必要基于地理信息服務(wù)對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目進(jìn)行綜合管理，建立一個(gè)覆蓋建設(shè)工程整個(gè)“生命周期”的規(guī)劃建設(shè)管理平臺(tái)，連接城市規(guī)劃、建設(shè)、管理與服務(wù)的各個(gè)部門，實(shí)現(xiàn)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目審批、施工和監(jiān)管等環(huán)節(jié)的全過程電子化協(xié)同，提高城市規(guī)劃建設(shè)領(lǐng)域整體行政能力和工作效率。

1 建設(shè)工程的全生命周期

1.1 建設(shè)工程概述

建設(shè)工程是指土木工程、建筑工程、線路管道和設(shè)備安裝工程及裝修工程[3]。

從城市行政管理部門的職能角度對(duì)建設(shè)工程進(jìn)行劃分，可分為市政工程和建筑工程。建筑工程是新建、改建或擴(kuò)建房屋建筑物和附屬構(gòu)筑物設(shè)施所進(jìn)行的規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)和施工、竣工等各項(xiàng)技術(shù)工作和完成的工程實(shí)體，是指各種房屋、建筑物的建造工程，本文針對(duì)建筑工程進(jìn)行探討。

本文對(duì)單項(xiàng)工程、單位（子單位）工程和分部（子分部）工程加以分析，以建設(shè)項(xiàng)目在規(guī)劃部門的報(bào)建對(duì)象為依據(jù)，沒有分部建設(shè)的項(xiàng)目認(rèn)為是單項(xiàng)工程；含有分部工程的項(xiàng)目為單位工程，單位工程所包含的分期建設(shè)項(xiàng)目為分部工程。

1.2 建設(shè)工程管理的生命周期

城市建設(shè)工程項(xiàng)目的管理過程是由眾多環(huán)節(jié)構(gòu)成的，這些環(huán)節(jié)的管理和服務(wù)職責(zé)分別由城建領(lǐng)域的各級(jí)職能部門承擔(dān)。以建設(shè)工程項(xiàng)目行政審批為主線，關(guān)聯(lián)發(fā)展改革、規(guī)劃、國土、城建、房產(chǎn)、人防、交管、消防、園林等行政主管部門，對(duì)城市建設(shè)工程項(xiàng)目進(jìn)行了劃分（如圖1所示）。

2 建設(shè)工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理模式

2.1 基于地理空間的項(xiàng)目數(shù)據(jù)組織

建設(shè)項(xiàng)目審批的最初階段是規(guī)劃部門的選址，需要調(diào)用權(quán)威的地理空間信息，其審批是其他部門審批、辦理后續(xù)程序的先決條件。在建設(shè)部門、房管部門開展行政審批時(shí)，往往需要調(diào)用規(guī)劃報(bào)建圖紙來進(jìn)行項(xiàng)目審核與分析；將這些規(guī)劃報(bào)建圖紙電子化，統(tǒng)一集成到地理空間信息上來，是各部門項(xiàng)目管理信息集成的關(guān)鍵。

項(xiàng)目從立項(xiàng)到規(guī)劃報(bào)建的過程中，是以劃定的用地邊界作為項(xiàng)目的管理對(duì)象。對(duì)于需要分期建設(shè)的項(xiàng)目（即分部工程）限定在項(xiàng)目用地邊界，也就是建設(shè)工程規(guī)劃邊界中劃分；在施工階段，已規(guī)劃審定的邊界中（單體工程邊界或分部工程邊界）再分標(biāo)段施工，或者在幾個(gè)分部工程同時(shí)施工的情況下，先綜合幾個(gè)分部工程再分標(biāo)段施工；在房產(chǎn)預(yù)售階段，預(yù)售許可通常是針對(duì)已規(guī)劃審定的邊界（單體工程邊界或分部工程邊界）中的某幾個(gè)分部工程一起核發(fā)，也可能是針對(duì)某個(gè)分部工程中的某一棟樓核發(fā)許可。經(jīng)過以上分析，得出以下結(jié)論：

圖1 建設(shè)工程的生命周期

1）整個(gè)生命周期中的所有相關(guān)部門的審批信息都可以掛接在以規(guī)劃部門劃定的用地邊界或建設(shè)工程規(guī)劃邊界上；

2）以立項(xiàng)、規(guī)劃、建設(shè)、房管等幾個(gè)主要行政管理部門為例，施工許可、預(yù)售許可與規(guī)劃許可的關(guān)系是“多對(duì)多”的關(guān)系。

綜上所述，本研究明確了建設(shè)工程的空間管理對(duì)象和數(shù)據(jù)組織方法為：

1）以用地許可邊界線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目定義為一個(gè)建設(shè)工程項(xiàng)目；

2）對(duì)于單項(xiàng)工程，將規(guī)劃部門的用地許可邊界線作為單項(xiàng)工程的空間管理對(duì)象，用地許可邊界線為用地規(guī)劃許可審批信息掛接對(duì)象；

3）對(duì)于分期建設(shè)的項(xiàng)目，用地許可邊界線是單位工程的空間實(shí)體，建設(shè)工程規(guī)劃許可邊界線是分部工程的空間管理對(duì)象，建設(shè)工程規(guī)劃許可邊界線為施工許可、竣工驗(yàn)收、預(yù)售許可的審批信息掛接對(duì)象；

4）通過用地許可邊界線和建設(shè)工程規(guī)劃許可邊界線的空間關(guān)系，將 2個(gè)空間管理對(duì)象的行政審批信息全部關(guān)聯(lián)起來。

2.2 全生命周期的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

以用地規(guī)劃許可和建設(shè)工程規(guī)劃許可為核心，對(duì)建設(shè)工程全生命周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)管理（如圖2所示）。

2.3 基于WebGIS的信息集成

Web服務(wù)給空間信息服務(wù)提供了一個(gè)新的集成思路[4]，即在不改變?cè)邢到y(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建基于XML的系統(tǒng)間標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)和功能的互操作。地理信息Web服務(wù)（GISWeb Service）是Web Service技術(shù)在GIS領(lǐng)域中的應(yīng)用[5]，是指使用數(shù)據(jù)和相關(guān)功能以完成基本地學(xué)處理任務(wù)的Internet應(yīng)用程序。這些任務(wù)包括：地址匹配、鄰近搜索、路徑選擇、制圖等。由于Web Service是工作在代碼級(jí)的[6]，能夠被其他軟件調(diào)用，并與其他軟件交換數(shù)據(jù)，最終形成一個(gè)能與用戶交互的應(yīng)用系統(tǒng)，因此地理信息Web服務(wù)可以在更高層次上解決基于組件式GIS不能很好解決的在大范圍內(nèi)GIS數(shù)據(jù)集成和共享這一難題。

圖2 以規(guī)劃許可為核心的全生命周期數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

本文采用面向服務(wù)（SOA）的設(shè)計(jì)思想、多層體系結(jié)構(gòu)[7]，實(shí)現(xiàn)了面向空間實(shí)體及其關(guān)系的數(shù)據(jù)組織、高效海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與索引、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、維護(hù)和共享。這里把地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)和功能服務(wù)抽象成一種資源，通過標(biāo)準(zhǔn)的Web Service格式傳輸資源來進(jìn)行通信，每一種資源都有唯一的URI。其他系統(tǒng)調(diào)用本系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)，需提供的符合OGC標(biāo)準(zhǔn)的Web服務(wù)接口，就可實(shí)現(xiàn)各種空間數(shù)據(jù)服務(wù)和本地系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的集成。

3 全生命周期管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)上述建設(shè)工程的管理模式，搭建 B/S模式的地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建設(shè)領(lǐng)域各部門的電子化協(xié)同，形成權(quán)威、統(tǒng)一的綜合管理平臺(tái)。

3.1 平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

本平臺(tái)建立一個(gè)分布式的地理信息資源共享網(wǎng)絡(luò)，并在該網(wǎng)絡(luò)的支持下，提供地理信息的查詢、瀏覽、發(fā)布、訪問和在線分析等功能（如圖3所示）。數(shù)據(jù)層采用Oracle和ArcSDE管理各種地理空間數(shù)據(jù)。采用IIS和ArcGISServer搭建服務(wù)層，采用ArcGISServer將空間數(shù)據(jù)發(fā)布成符合OGC標(biāo)準(zhǔn)的WebGIS服務(wù)，IISWeb Server調(diào)用GISServer上的服務(wù)并負(fù)責(zé)與表示層進(jìn)行交互，客戶端通過瀏覽器或其他支持Web服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的訪問[8]。

圖3 平臺(tái)總體架構(gòu)

在具體實(shí)現(xiàn)上，采用ArcGISServerREST架構(gòu)，將數(shù)據(jù)訪問和功能調(diào)用封裝成統(tǒng)一的接口；采用負(fù)載均衡技術(shù)，將ArcGISServer分布式部署在多臺(tái)服務(wù)器上；建立多級(jí)緩存，采用池式服務(wù)模型等提高平臺(tái)運(yùn)行效率。

3.2 應(yīng)用成果

1）實(shí)現(xiàn)了武漢市各相關(guān)管理部門對(duì)建設(shè)工程生命周期的關(guān)聯(lián)，將建設(shè)工程生命周期簡化為規(guī)劃設(shè)計(jì)階段、施工階段、竣工階段和預(yù)（銷）銷售階段，可以查詢項(xiàng)目所處的各個(gè)階段中建設(shè)工程所處的狀態(tài)、施工進(jìn)度、建設(shè)量、資金投入量等信息，為城市建設(shè)規(guī)模的動(dòng)態(tài)把握提供了科學(xué)高效的平臺(tái)（如圖4、圖5所示）。

圖4 項(xiàng)目生命周期各階段信息的關(guān)聯(lián)和發(fā)布

圖5 項(xiàng)目施工信息

2）實(shí)現(xiàn)了基于 Web Service的地理信息共享，開發(fā)了符合OGC標(biāo)準(zhǔn)的Web服務(wù)接口，采用統(tǒng)一通用的URL描述每一種Web服務(wù)。其他系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用這些接口的URL，可以將空間數(shù)據(jù)服務(wù)嵌入到自己的應(yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了各種空間數(shù)據(jù)服務(wù)和本地系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的集成（見圖6）。

圖6 基于地理信息服務(wù)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)組織

4 結(jié) 語

電子化協(xié)同是政府實(shí)施城市建設(shè)工程管理的必經(jīng)之路，然而往往存在著技術(shù)、政策和觀念上的諸多阻礙。在具體的實(shí)現(xiàn)過程中，首先需要關(guān)注的技術(shù)難題是數(shù)據(jù)管理模式，研究解決多個(gè)部門間異構(gòu)信息的數(shù)據(jù)組織方法。地理空間信息是信息集成的理想載體，而Web服務(wù)是構(gòu)建分布式、互操作WebGIS的理想技術(shù)。因此，以規(guī)劃部門的空間數(shù)據(jù)作為信息集成的管理對(duì)象，基于地理信息服務(wù)的數(shù)據(jù)管理是一種解決建設(shè)工程全生命周期管理的理想模式。

[1] 惠國輝.淺談我國建設(shè)工程管理的信息化發(fā)展[J].科技信息，2007(19):390

[2] 劉東立,吳原華.基于GIS技術(shù)的上海市建設(shè)工程管理信息系統(tǒng)開發(fā)[J].測(cè)繪與空間地理信息，2008,31(2):130-133

[3] 中華人民共和國國務(wù)院.建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例[Z].北京:國務(wù)院,2000

[4] 王家耀.地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)[J].測(cè)繪學(xué)報(bào),2010,39(2):115-119

[5] LIN Liyu and HUANG Chuahuang.An Integrated Information System forRealEstate Agency Based on Service-Oriented Architecture[J].IEEE International Symposium on Service-Oriented System Engineering,2008:184-189

[6] Muracevic D,Orucevic F.Spatial Data Based on SOA[C].50th International Symposium ELMAR,Zadar,Croatia,2008:277-280

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[8] 李宗華,彭明軍,樊瑋.面向服務(wù)的地理信息公共服務(wù)平臺(tái)研究[J].地理信息世界,2010(4):12-17

Life-cycle Management Model of Construction Project Based on WebGIS

by CHEN Si

Construction project is a complete“l(fā)ife cycle”from the project planning approval,land supply,building construction to the operational management.The construction project life cycle management process was analyzed in this paper and data organization and linking method were discussed,and the model of construction project life cycle management based on GIS web service was proposed.Finally,by taking Wuhan as a case study,the construction project life cycle management system framework was deployed.

WebGIS，constructionproject，life-cycle，model of management

2012-02-23

項(xiàng)目來源：國家“十一五”科技支撐資助項(xiàng)目（2006BAJ15B02）。

P208

B

1672-4623(2012)03-0168-04

陳思，碩士，工程師，從事“數(shù)字城市”建設(shè)研究工作。