淺談福清市數字化城市管理系統城市部件普查建庫

高誠鵬趙淑玲

（1.福州市勘測院，福建 福 州350300；2.黑龍江第三測繪工程院，黑龍江 哈爾濱150086）

0.引言

數字化城市管理就是指以信息化手段和移動通信技術手段來處理、分析和管理整個城市的所有部件和事件信息，促進城市人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢與協調。它是以城市單元網格為基礎，以城市部件為核心，應用3S（GPS、RS、GIS）技術、網絡技術、空間數據庫等技術，將城市資源、信息有機結合在一起的城市綜合管理系統。

為了實現城市管理的信息化、標準化、精細化、動態化，同時按照總體規劃、分期實施、資源共享、逐步擴展的原則，福清市開展福清市數字化城市管理系統部件普查Ⅱ期工程建設。對福州全市域統一基礎網格進行劃分和整合，規范了網絡化數據建設，全面調查了福清市主城區基礎部件規模、分布情況，以及各個部門所管轄的部件現狀及構成，進一步查實各單位部件的基本情況，實現了網格化信息共享和福州市網格一張圖的建設。

1.基礎部件普查建庫項目整體設計

基礎部件普查數據建庫的目的就是要將所有相關的數據有效地組織起來，并根據其地理分布建立統一的空間索引，進而可以快速調度數據庫中任意范圍的數據，達到對整個數據的無縫漫游和管理。

1.1 城市普查部件內容

城市普查部件是城市的最小組成單元，部件普查的內容為室外公共空間的城市管理公共設施，普查的部件包含七大類：公用設施類、交通設施類、市容環境類、園林綠化類、其他設施類、擴展類。調查城市部件的空間位置、物理屬性及管理屬性，根據有關技術規范要求，通過普查分類獲取城市部件的各種屬性數據，建立部件數據庫。

1.2 數據庫整體設計

福清市數字化城市管理系統基礎部件普查建庫（Ⅱ期）是在Ⅰ期項目建設的基礎上進行新增普查與更新普查。數據庫內容主要包含了福清市數字城管基礎數據庫、單元網格數據庫、部件數據庫以及地理編碼數據庫4大子庫。數據庫整體設計（如圖1所示）：

圖1數據庫整體設計

1.2.1 基礎部件數據庫

部件數據庫包括空間位置屬性部分和其他部件屬性部分。空間位置屬性主要體現部件的位置與范圍等。部件其他屬性主要包括了編碼、權屬、材質、規格、現狀及狀態等相關屬性。可以體現部件的歸屬和現勢狀況，為市政管理和維護指揮提供數據支持。

1.2.1.1 編碼原則

部件代碼由10位數字組成，依次為：6位縣級及縣級以上行政區劃代碼、2位大類代碼、2位小類代碼。部件代碼可參考《數字化城市管理信息系統 第1部分：單元網格》（GB/T 30428.1-2013）。部件編碼（如圖2所示）：

圖2部件編碼

（1）縣級及縣級以上行政區劃代碼為6位，按照GB/T 2260的規定執行；

（2）大類代碼為2位，表示部件大類，從01開始順序編排；

（3）小類代碼為2位，表示部件小類，前四個部件大類細分的小類從01～79順序編排，80～99用于擴充的小類；

（4）依照部件小類從01～99由小到大順序編寫。

1.2.1.2 部件數據屬性信息

（1）每個部件均應賦予唯一標識碼；

（2）標識碼的結構應為：部件代碼順序+代碼；

（3）順序代碼為6位，表示部件定位標圖順序號，依照部件定位標圖從000001開始由小到大順序編寫。

例如，福州市臺江區五一中路南側，古田路口西50m處步行道上一路燈井蓋，按照本標準的編碼規則，臺江區的行政區劃代碼為350103，其部件大類代碼為01，小類代碼為06，其普查測繪和標圖定位的流水號為1525，順序代碼為001525，則該路燈井蓋的編碼為3501030106001525。

1.2.1.3 數據結構

基礎部件數據結構（如表1所示）：

表1基礎部件數據結構

1.2.2 單元網格數據庫

單元網格數據庫主要包括行政區劃層和單元網格層。行政區劃包括市、區、街道、社區四級界線，單元網格層則是以社區界作為基礎劃分的單元網格。其數據結構（如表2所示）：

表2單元網格數據結構

1.2.3 地理編碼數據庫

地理編碼數據庫內容包括門牌地址、興趣點地址、標志物地址等，通過外業調查資料準備、外業調查，獲取與城市管理有著密切關系的地址標準名稱，建設福清地址信息數據庫。其數據結構（如表3所示）：

表3地理編碼數據結構

1.2.4 基礎數據庫

本項目利用福清市1∶500、1∶2000政務電子地圖作為數字城管系統基礎部件普查建庫項目的基礎數據庫。其數據結構（如表4所示）：

表4基礎數據數據結構

1.3 數據庫整體構架

數據庫主要包含了四個子數據庫，每個子數據庫獨立存儲、獨立維護、避免數據交叉存儲的混亂，明確責任，提高了數據庫管理的安全性。數據庫構架（如圖3所示）：

圖3數據庫構架圖

業務讀寫并發量很高，數據量也很大，通常需要實施分組+分片的數據庫架構：

（1）通過分片來降低單庫的數據量，線性提升數據庫的寫性能；

（2）通過分組來線性提升數據庫的讀性能，保證讀取數據庫的高效。

2.技術路線及方案

2.1 基礎部件普查流程

基礎部件普查前期主要包括人員組織、資料準備等工作。開始外業普查工作后，根據調繪片進行普查，外業填寫普查記錄表，內業錄入采集信息，外業檢查合格后，錄入部件數據庫，內業進行檢查等步驟。基礎部件普查技術流程（如圖4所示）：

圖4基礎部件普查技術流程圖

2.1.1 普查準備工作

2.1.1.1 權屬確認

（1）準備工作：設計部件權屬確認表和相關圖紙，打印表格及圖紙資料。

（2）部件認領：由相關部門召集各委辦局開協調會，對部件開展認領工作，項目組發放“路網分布圖”圖紙和表格資料。

（3）部件初步確權：部件各相關管理單位針對所認領的部件進行初步確權，明確各類部件的管轄范圍和屬性特征。

項目組根據匯交的資料進行整理，初步理清部件權屬關系。資料整理過程中，對于權屬不明或有爭議的部件，項目組負責對問題進行收集整理，由業主協調相關管理單位進行確認。

2.1.1.2 組織準備

普查準備工作包括普查人員的組織分工、任務安排、項目培訓等工作。召集外業普查人員進行專業的外業普查培訓，講解外業調查工作內容與主要技術要求和需要注意的技術要點，調查方法與調查精度要求。

2.1.1.3 資料準備

需要準備現有的數據資料，進行數據預處理后打印出圖，同時需要準備外業調查表格等資料，以便外業普查工作的開展。

2.1.2 外業普查

外業將部件的空間位置標繪到地理地圖上,將其屬性信息填寫到調查表中,兩者通過標識碼一一對應起來。

作業隊以街道為普查范圍，作業組以社區為普查范圍進行任務分配，每組4-5人。一個新的單元網格開始普查前，普查小組首先要踏勘現場，了解本區域的范圍和部件分布情況。外業普查中使用全站儀（或其他能滿足精度要求的方法）對部件進行定位，定位時注意流水號，記錄其各項信息和流水號并拍照。

2.1.3 數據整理錄入

2.1.3.1 內業數據整理入庫與成果檢查

把通過外業質量檢查合格的數據進行內業整理并錄入，部件空間表達按《城市管理部件空間表達和附加屬性要求一覽表》執行。首先要進行數據內業自檢處理，然后進行數據質量檢查，有必要的則需要去外業實地進行逐一核對檢查。檢查確認完成的單元網格圖、表資料和電子數據成果后，將圖、表資料裝入資料袋中，在封面填寫相應內容，電子數據資料經殺毒確認后交機房統一入庫處理。

2.1.3.2 內外業數據匹配掛接

內外業數據經錄入檢查確認無誤則進行掛接，以流水號作為掛接的匹配屬性，在ArcGIS中進行掛接。完成后進行檢查，無誤后生成部件數據庫。格式擬采用*.shp格式，并按部件分層。

2.1.3.3 唯一性檢核

在ArcGIS中對數據庫進行唯一性檢核，確保每個流水號唯一不重復，可跳編，完成最終成果部件數據庫。

2.2 單元網格數據建庫流程

2.2.1 行政界線確定

以現有行政界線的圖紙作為基礎，在區和街道辦的協助下，進一步在圖紙上劃清各區、各街道、社區的界線。經確認無誤，則使用ArcGIS對行政區劃層中的數據進行相應編輯。

2.2.2 實地調查

將修改好的數據，保留街道、社區界與影像底圖打印成圖，由調查小組到實地調查，與當地管理單位溝通，在圖紙上用線條將社區劃分為若干網格。每個網格面積約10000平方米左右，且保持社區內各小區和單位的完整性。

2.2.3 數字化及編碼

將數據庫中單元網格層的單元網格要素數字化。每個社區內，單元網格在一個社區內由01開始按從西到東、由北至南的順序進行編碼，并在前面統一加編區、街道編碼，并完善相關屬性。

2.2.4 修改及建庫

經過修改之后，將更新好的市、區、街道、社區四級行政界線和修改好的單元網格數據整合為單元網格數據庫。

2.3 地理編碼數據庫建設

地理編碼數據庫建設，即采集、整理與城市管理有著密切關系的地址的標準名稱。通過外業調查資料準備、外業調查，建設福清地址信息數據庫。其建設步驟主要包括四個部分：外業調查資料準備、外業調查、內業加工、檢查入庫。

3.項目實施主要應用創新點

3.1 數據庫準確性保障方面

在外業不斷核查的基礎上，利用ArcGIS進行二次開發，自主研發了城管部件普查軟件，對普查數據庫進行自檢查圖，作為數據庫的內業檢查工具，減少人工內業檢查的出錯率，確保了數據庫標準化和準確性。部件普查軟件界面（如圖5所示）：

圖5部件普查軟件

城管部件普查軟件功能主要包括：

（1）地圖自動切割。根據當前配置的地圖切割輸出jpg圖片，以便打印出圖，輸出jpg圖片時，可以添加制圖信息，包括圖幅號、比例尺、制圖員簽名、外業作業員簽名、內業作業員簽名欄等信息。如果按圖幅切割輸出，則jpg文件名稱自動以圖幅號命名。

（2）按范圍導出MDB數據庫。可以根據用戶設置的范圍導出MDB、及相應關聯的圖片，導出的范圍可以是用戶選擇的面狀要素范圍、任意拉框范圍、任意多邊形范圍。

（3）合并MDB數據庫。圖層加載數據：是根據用戶設置導入映射關系，將MDB數據庫合并；系統自動根據圖層名稱或分類碼匹配圖層合并映射關系；自動根據字段名稱匹配字段對應關系，匹配字段對應關系時忽略下劃線；設置圖層合并對應關系時可以使用全選、清除、反選功能。

部件屬性連接模式：是根據用戶設置導入映射關系，將源MDB數據庫中的相關字段屬性，以公共字段OBJID為關聯字段，把源MDB中具有相同OBJID值的對象，賦值到目標MDB庫中，典型應用為部件項目中將內業處理的六個部件連接字段屬性填入外業MDB庫中。

（4）空間關聯屬性賦值。根據空間位置關系進行屬性賦值，目前支持的空間位置關系為相交關系。用戶設置處理的目標圖層、參考圖層、關聯字段、關聯容差，系統遍歷目標圖層的每個地物要素，檢查地物要素和參考圖層地物是否相交，如果相交則將參考圖層地物的屬性字段自動復制到目標圖層地物要素屬性字段中。

（5）部件標識碼賦值。根據部件標識碼編碼標準自動對部件進行編碼，編碼規則為：6位行政區劃碼+4位分類碼+6位流水號。標識碼編碼時，查詢部件所在行政區劃獲取行政區劃碼，根據圖層名稱獲取部件分類碼，根據系統查詢到的順序，自動生成流水號，如果當前部件編碼不符合編碼要求，則自動順延編碼。該功能可以用于部件標識碼初始化，及部件標識碼修復。

（6）網格編碼賦值。查詢部件所在單元網格，將單元網格編碼復制到部件單元網格編碼屬性中，查詢時使用空間相交關系，如果部件跨單元網格，則自動使用第一個單元網格編碼。

（7）部件分層。根據部件分類碼與圖層對應關系，自動將源圖層的地物，自動分層到部件分類圖層中。

（8）數據檢查。屬性檢查、OBJID檢查、BGID檢查、圖片檢查、重復點線面檢查。

3.2 數據庫信息化使用方面

3.2.1 構建了符合原有平臺需求格式的部件唯一標識編碼體系

依據現行國家標準，并結合地方管理實際情況，構建了符合地方管理的部件唯一標識編碼體系，并將該數據庫無縫融入到原有中心平臺，實現與已有數據的整合，實現數據源間的共建共享。

3.2.2 通過GNSS定位技術和部件標識編碼體系實現精確化維護巡查

實現了部件空間和屬性信息的快速感知定位，提高了部件巡檢的可視化、自動化和智能化程度。運用GIS等技術將部件位置和屬性等信息在手持移動終端設備中可視化，與傳統部件管理方式相比，部件無需人工的比對匹配，只需觸發部件自動感知即可完成部件情況識別，極大地提升了部件巡查的自動化和智能化。

3.2.3 形成了一套的網格城市管理任務的一體化處理方法

增強了城市管理任務處理的流程的可擴展性，強化了數字城市管理項目建設的可用性。相對于分散并且僵硬的部門管理城市的管理方式，本項目實現了統一全面的任務處理方法，同時采用責任制、限時制的管理方式，在簡化任務處理流程的基礎上，還提高了任務的處理效率。

4.項目實施難點及經驗總結

（1）隱蔽性部件。由于綠化、停車等原因，部分井蓋，消防設施等部件被遮擋，給部件調查增加了難度。此類部件解決通過項目組多次質量檢查，逐步解決。

（2）部件遺漏、部分部件權屬調查錯誤等現象。發現的問題已退回項目組整改，整改成果經過項目管理部、檢查驗收組復核，存在的錯漏等缺陷已修改。

（3）存在有難以辨別權屬的通信立桿。經調查，通信立桿的權屬單位一般歸于電信、移動、聯通三家通訊運營公司，在外業部件采集的過程中，通信立桿無明顯可以辨別權屬單位的屬性特征，也有出現多個運營商的權屬部件掛接在同個立桿周圍。鑒于福州市“數字城管”一期的經驗，建議采取由各通信運營商按照一定的時間輪流管理通信立桿。

5.結束語

部件普查是數字城市建設，城市管理的基礎，因此不論在國外還是國內，其研究與實施都較早。我國幅員遼闊，不同地區、不同城市的差異很大，尤其是各個城市建設進程不一致，部件普查建設實施的要求也就不一樣。因此，應結合地方實際需求，構建滿足地方城市管理的數字城管體系。本項目在借鑒同類技術的基礎上，積極地對現有技術進行優化拓展，不僅滿足福清地方城市管理需求，也進一步完善了整個普查流程，縮短了工期，提高了數據準確性。