武漢市建筑信息調查工作的實踐與思考

劉瑩，婁坤，孟泉毅，李瓊，劉亞紅

(武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430000)

1 武漢市建筑信息調查工作背景

建筑是城市的重要資源，是社會經濟發展的重要載體，更是城市空間形態的重要表現形式。在經濟社會發展迅速的背景下，從自然規律來看，中國大部分城市(包括武漢)的環境承載能力已達到或接近上限，今后的規劃編制工作將由重視“量”的覆蓋向重視“質”提升轉變，編制重點也將逐漸從重視增量規劃向存量、減量規劃轉變[1]。城市規劃逐漸轉向土地的內部挖潛，如“城市更新”、“三舊改造”、“舊區整治”等，加強對內部功能的調控[2]。而建筑是城市的主要構成要素之一，2011年武漢市編制舊城改造規劃時就概略調查過改造區內建筑的現狀信息并進行統計分析[3]。2015年，武漢市啟動了新一輪總規修編及其一系列專項支撐課題研究工作，為解決城市精細化規劃編制對城市建筑空間及屬性信息的迫切需求，武漢國土資源和規劃局在都市發展區范圍內全面開展了城市建筑信息調查工作，分步驟、分范圍，逐步建立建筑編碼標準和建筑用途分類標準，摸清了武漢市現有建筑體量、分布和功能用途，并計劃制定長效更新維護機制，以保障建筑信息的持續更新，保持數據的完整、準確、權威，滿足今后精細化城市規劃的要求。

2 調查的內容、方法和主要成果

2.1 基本內容

開展建筑信息調查工作的目的是調查掌握武漢市各類建筑的體量構成和基本情況，及時為武漢市的城市規劃、管理提供可靠的數據源。通過對《武漢城市總體規劃2009-2020》[4]、《武漢2049遠景發展戰略》[5]以及其他城市相關規劃的研究，分析規劃對建筑信息的需求主要集中在建筑的空間坐落、規模、用途和高度等方面。經過梳理，明確了三大類18項調查指標，如表1所示。

建筑信息調查指標表 表1

2.2 調查方法

調查工作采用“地形圖定量”“規劃資料定性”、“外業核實補充”的工作路線。首先利用 1∶2 000數字地形圖提取建筑地理坐標位置、形狀、層數等基本空間信息，并搭建基礎庫框架；再通過建筑地理坐標與其他各項規劃、審批、竣工資料進行關聯，逐項提取所需信息入庫，整合形成調查基礎庫；最后將調查信息導入外業調查平臺進行現場核實和補充調查，再次整理錄入，形成所需建筑信息數據庫。技術流程圖如圖1所示。

2.3 調查成果

武漢市建筑信息調查工作2015年開始啟動，當年完成主城區 678 km2范圍的建筑信息調查和建庫，2016年將調查范圍拓展到都市發展區 3 260 km2。兩年的分步調查工作投入內/外業技術力量600余人，獲取的有效調查信息近70萬條，按每條建筑信息含18項信息項計算，總共采集信息項達數百萬項。同時每棟建筑皆拍攝外形照片1張～3張，獲取的建筑照片超過80萬張，存儲容量達到 900 G。

圖1 技術路線圖

項目完成后其成果已應用于武漢市2049規劃戰略深化、武漢市新一輪三規修編和不動產登記等工作，為武漢城市發展和空間布局規劃編制、城市管理提供了翔實的建筑信息數據。同時還與武漢市規劃編制和研究相關單位合作開展了一系統建筑量專題研究，在研究城市各類功能建筑的空間分布、量化評價規劃實施效果、科學精確布局城市空間、更好地服務社會民生和節約利用城市土地等方面發揮了巨大作用。

3 結合地理大數據建設的思考

3.1 成果拓展調查建庫將成為城市測繪工作的新常態

首先是我國城市規劃逐漸由增量規劃轉型為增量規劃與存量規劃并存，城市規劃的轉型升級對城市測繪內容要求的更為深入、細致。城市規劃是城市測繪工作的主要服務對象之一，隨著城市規劃的轉型升級，規劃范圍和規劃內容精細度的逐步提升，關注的內容將由以往的地物形狀、大小、位置等單純空間信息，已逐漸深入到每項自然地理要素或者地表人工設施的屬性數據和信息采集。其次，城市測繪的工作內容和成果形式也在逐漸發生變化。2015年6月國務院批復通過的《全國基礎測繪中長期規劃綱要(2015-2030年)》中指出，下一階段將逐步實現基礎測繪的轉型發展，要實現基礎地理信息的多尺度融合和聯動更新，不再局限于按計劃生產紙質地形圖[6]。尤其在對《綱要》做出的解讀中對“基礎地理信息數據庫升級與動態更新”工作內容也做了強調，“要增加要素在人口、經濟等方面的重要屬性信息。數據庫中的要素內容選取及精度不再按照比例尺確定，而是可根據需要靈活確定，實現不同尺度、不同精度的基礎地理信息要素的高度融合統一，促進系統內及行業之間的信息共享，更加有利于方便應用，同時減少重復測繪”[7]。在2016年國家測繪地理信息局印發的《測繪地理信息事業“十三五”規劃》中也明確指出，要進一步豐富地理信息數據內容，拓展社會、經濟、人文、資源、環境等要素，建成綜合性強、應用面廣、標準化程度高的基礎地理信息數據庫體系[8]。今后同類的測繪信息拓展調查和建庫工作將成為城市測繪工作的常態，武漢市建筑信息調查和建庫工作的經驗和實踐，對開展此類工作具有較強的示范和借鑒意義。

3.2 大數據帶來的質量控制問題

武漢市建筑信息調查項目采用了地毯式調查方式，前后兩年時間完成了都市發展區 3 260 km2的建筑信息調查工作，調查總量近70萬棟，采集信息項達數百萬項，獲取建筑照片80余萬張。面對如此數量級的地理信息數據，如何保證其準確性成為項目質量控制的關鍵點。

項目前期明確為規劃服務的需求導向，針對規劃需求制定相關信息標準(包括建筑信息采集標準、建筑編碼規則、建筑用途分類表等)，制定了完整的技術標準(包括技術方案、數據采集要求、信息項填寫要求、數據檢查要求等)，并強調認識統一，重視技術培訓，貫徹到每一位調查員。在項目推進中，將調查員分成若干隊，確定分隊項目負責人和數據負責人，統一部署、分工協同；加強過程監控，在過程中抓質量，發現問題及時通報，統一整改。同時還開發了基于規則的數據檢查系統進行100%上機檢查，采用現場抽查、影像對照和全景圖對照等多種方式進行成果抽樣核查，以保證調查成果質量。

3.3 大數據帶來的數據存儲和快速處理問題

目前武漢市建筑信息調查數據量近70萬條，采用的是基于ArcGIS 10.2的數據平臺，數據庫因存儲量超過 2 GB，采用了企業地理數據庫的存儲模式。在實際編輯處理時，因包含數據量過大，在編輯、存儲、檢查、處理時都會有速度過慢、內存不足等問題出現，只能將大數據切分到較小地理單元后再進行相關操作。但在進行空間分析操作時，又需對多個地理單元數據分別分析再整合結果，增加工作量的同時也不利于數據問題的發現與修改。

今后隨著年度建筑信息現勢庫和歷史庫的更新維護工作展開，數據量會越來越大。同時根據用戶需求，還應對我市規劃管理部門開放地理信息實時分析服務，并可疊加其他地理信息數據如城市交通、土地利用、人口分布、生態綠地等進行綜合分析和分析結果的可視化呈現。現有的GIS發布服務在大數據量的地理信息實時分析和圖形展現等方面還需進一步技術攻關，以解決基于網絡的地理信息數據計算和分析的處理需要。

4 下一步工作設想

(1)建立長效更新機制，動態掌握建筑變化情況

為全面掌握和監測城市建筑在時間維度的變化情況，需建立建筑信息數據庫的長效年度更新維護機制。在技術層面，探索日常信息更新和定期外業補充調查相結合的更新辦法；在工作組織層面，利用規劃審批、竣工驗收等資料進行多渠道日常更新；在經費保障層面，爭取推動設立年度專項固定經費，保障建筑信息能夠持續更新，數據能保持完整、準確、權威，以滿足精細化城市規劃的要求。

(2)深入挖掘、加強分析，推廣調查成果

深入了解城市規劃和城市管理用戶對建筑相關信息的分析需求，關注建筑與其他自然地理、人文要素之間的關系，加強建筑信息與其他相關數據的融合與集成，開發建立統計分析模型庫，為用戶提供針對性的、形式直觀、樣式豐富的地理信息分析服務，為城市規劃和管理用戶提供科學決策服務支撐。

(3)加強關鍵技術攻關，促進建筑信息的共享服務

實現基于網絡的建筑大數據計算和分析服務，滿足用戶的定制數據處理分析需要。同時開發客戶終端，內嵌GIS軟件系統，能通過網絡服務端口具備直接調用數據和信息、輔助地理空間智能分析的功能，以促進建筑大數據的共享和服務。

[1] 施為良，鄒兵，金忠民等. 面對存量和減量的總體規劃[J]. 城市規劃，2014，38(11)：16～21.

[2] 陳宏勝，王興平，國子健. 規劃的流變——對增量規劃、存量規劃、減量規劃的思考[J]. 現代城市研究，2015(9)：44～48.

[3] 李黎，張歡，帥勤輝. 舊城改造規劃編制中的建筑物現狀信息調查[J]. 城市勘測，2011(5)：46～48.

[4] 武漢市國土資源和規劃局. 《武漢城市總體規劃2009-2020》 [R]. 2009. [2011-11-30]

[5] 武漢市國土資源和規劃局.《武漢 2049 遠景發展戰略總報告》[R]. 2014.[2014-10-21]

[6] 國家測繪地理信息局. 《全國基礎測繪中長期規劃綱要(2015-2030年)》[R]. 2015. [2015-06]

[7] 王東華，商瑤玲. 新型基礎測繪建設內容與特征——《全國基礎測繪中長期規劃綱要(2015-2030年)》解讀[R]. 2015. [2015-06-18]

[8] 國家發展改革委. 國家測繪地理信息局關于印發《測繪地理信息事業“十三五”規劃》的通知(發改地區[2016]1907號)[R]. 2016. [2016-08-31]