第一次全國自然災害綜合風險普查
——房屋建筑和市政設施調查底圖制備和軟件系統建設實踐

文｜于靜 張寧 武彥清

2018年10月10 日，習近平總書記主持召開中央財經委第三次會議，專題研究提高自然災害防治能力，將實施“災害風險調查和重點隱患排查工程”作為提高自然災害防治能力“九項重點工程”的第一項也是基礎性工程，強調要開展全國自然災害綜合風險普查。為此，經李克強總理批準，國務院決定于2020年至2022年開展第一次全國自然災害綜合風險普查，成立了由國務院領導同志任組長的普查工作領導小組，全面組織領導全國自然災害綜合風險普查工作，應急管理部、自然資源部、住房和城鄉建設部、交通部、水利部等17 個部門共同參與，確定普查標準時點為2020年12月31日。

住房和城鄉建設部負責全國房屋建筑和市政設施承災體調查工作組織，調查對象包括城鎮房屋、農村房屋、市政道路、市政橋梁、市政供水廠站、市政供水管網。住房和城鄉建設部信息中心承擔全國范圍房屋建筑和市政設施工作底圖制備和調查軟件系統建設工作。

1 總體技術路線

房屋建筑和市政設施調查由住房和城鄉建設部組建技術組，編制房屋建筑和市政設施調查實施方案和技術標準規范，統一制備全國房屋建筑和市政設施調查工作底圖，作為外業調查的基礎空間數據；統一開發調查軟件系統，進行部省兩級部署，地市和區縣通過網絡接入訪問使用；各級人民政府房屋建筑和市政設施調查責任部門組織收集整理基礎資料，數據錄入過程采用“先內業-后外業-再內業”的工作模式進行，縣（區）完成數據采集后，需開展縣（區）、地（市）、省、部逐級數據質檢、審核以及匯交工作，最終由住房和城鄉建設部向國務院普查辦匯交全國房屋建筑和市政設施調查成果庫，調查全過程均通過全國房屋建筑和市政設施調查軟件系統開展。

2 房屋建筑和市政設施底圖制備

房屋建筑和市政設施底圖制備工作主要是利用國家地理信息公共服務平臺“天地圖”為空間參考，結合全國優于1 米的遙感影像服務，根據各類房屋建筑要素的解譯標志，通過遙感解譯與多源信息輔助判讀的方法，采集房屋建筑單體化面矢量成果，采集市政設施（道路和橋梁）線矢量成果，并對采集的矢量數據進行質量檢查和成果集成，確保底圖數據成果滿足普查工作質量要求，為全國房屋建筑和市政設施承災體調查提供基礎數據。

2.1 技術路線

根據工作內容，技術路線可分為需求分析、數據資料收集整理、矢量數據采集、圖斑屬性完善、質量檢查、成果集成提交等環節，技術路線見圖1。

圖1 底圖制備技術路線圖

（1）需求分析

根據工作實際需求，制定詳細的需求調查表，明確工作時間、工作范圍、工作內容等。根據需求調查結果認真分析和歸納，形成需求分析說明書，保證項目得以正確和順利實施。

（2）數據資料收集整理

根據項目需求收集整理所需的數據，包括普查辦下發優于1 米分辨率的影像、天地圖、普查區劃等相關數據資料，為后續底圖制備做準備。

（3）矢量數據采集

基于衛星遙感影像，通過內業遙感解譯的技術方法，采集房屋建筑外輪廓范圍，完成圖斑屬性填寫，形成房屋建筑要素底面數據集。

（4）質量檢查

對房屋建筑和市政設施數據進行100%質量檢查，確保采集的數據成果數學基礎、位置精度、完整性等滿足底圖制備技術指標要求。

（5）成果集成與提交

對質檢合格后的房屋建筑和市政設施底圖制備成果進行集成，形成滿足房屋建筑和市政設施承災體調查要求的底圖成果（圖2）。

圖2 房屋建筑和市政設施底圖成果樣例

2.2 組織實施

住房和城鄉建設部信息中心認真貫徹習近平總書記關于提高自然災害防治能力重要論述精神，加強組織領導，落實責任，強化統籌協調，調動各方力量，協同推進底圖制備工作。

2021年7 月，信息中心通過招投標方式確定組織23 個承建單位共同開展全國房屋建筑和市政設施底圖制備工作。在信息中心統籌規劃、統一組織、協調和監督下，23 個承建單位嚴格按照有關標準和規范，分項實施，建立良好的工序流程，確保底圖制備工作按照既定目標順利完成，管理組織機構如圖3所示。

圖3 管理組織機構圖

信息中心部署開展全國房屋建筑和市政設施底圖制備工作以來，在既定的過程質量控制和實施保證措施之下，為保障地方外業調查有圖可用，在時間緊工作量巨大的情況下，認真組織、積極協調監督、預防預控、科學合理規劃，統籌保障底圖制備工作穩步推進，取得了良好的成效。當前已基本完成2804 個區縣的底圖制備，預計完成采集房屋建筑圖斑達6 億多，為全國房屋建筑和市政設施外業調查提供基礎底圖保障。

3 房屋建筑和市政設施調查軟件系統

本次普查全國房屋建筑和市政設施調查工作量巨大，“工欲善其事必先利其器”，為有效提高調查工作的效率和質量，由住房和城鄉建設部信息中心統一開發建設了全國房屋建筑和市政設施調查軟件系統，實行部省兩級部署，即“1+32”(1 套部級系統+32 套省級系統)模式，部省之間互聯互通。

3.1 需求分析

全國房屋建筑和市政設施調查涉及9 張調查表，涵蓋城鎮住宅、城鎮非住宅、農村獨立住宅、農村集合住宅、農村非住宅、市政道路、市政橋梁、市政供水廠站和供水管網，涉及調查指標200 余項，具有專業性強業務復雜的特點；本次調查對象體量巨大，涉及海量空間數據的服務發布和在線編輯操作，既要保證響應速度又要保障數據安全；調查工作涉及范圍廣，用戶覆蓋部、省、市、縣四級，預計超過50 萬人參與調查工作；本次調查基層工作者占比較高，用戶信息化水平參差不齊；系統需支持數據采集、質檢、核查、數據審核、匯交等調查全鏈條的工作，為滿足“內-外-內”作業模式，需提供PC 端和APP端應用功能，且保證關鍵環節數據留痕?；谝陨锨闆r，本次調查對軟件系統建設要求極高，對軟件可靠性、易用性、安全性、質控能力等均提出了挑戰。

3.2 總體設計

如圖4所示，全國房屋建筑和市政設施調查系統基于統一的政策法規體系、標準規范體系、安全保障體系和運維管理體系，集成了基礎設施層、數據資源層、平臺服務層、應用層以及用戶層，系統采用B/S 架構，用戶可通過瀏覽器訪問使用。

圖4 軟件框架結構圖

（1）基礎設施層

基礎設施層主要依托政務云、公有云等云平臺，為系統運行提供計算資源、存儲資源、網絡資源、安全防護能力等基礎支撐服務。

（2）數據資源層

數據資源層包含城鎮房屋調查數據、農村房屋調查數據、市政道路調查數據、市政橋梁調查數據、市政供水設施調查數據、質檢與核查數據以及相關管理數據等。

（3）平臺服務層

基于SOA 服務體系，基于微服務搭建開發和運行框架，采用分布式集群、高性能計算、規則引擎、流程引擎等，為應用層提供支撐，提供了用戶管理、空間數據服務管理、系統管理、運維監控以及數據共享交換等基礎平臺服務和應用組件。

（4）應用層

應用層在PC 端和APP 端提供系統應用功能，包括任務管理、數據采集、數據質檢、數據抽樣核查、數據審核和匯交等主要功能模塊。

（5）用戶層

系統服務用戶包含各級房屋建筑和市政設施調查責任部門、組織實施人員、調查人員、核查人員等。按照角色劃分為行政管理員、管理員、普通用戶、調查員、檢核員、核查員等，不同角色賦予不同的功能應用權限。

3.3 核心功能

全國房屋建筑和市政設施調查軟件系統的核心功能包含數據采集、數據質檢、抽樣核查和數據審核匯交。

（1）數據采集

數據采集按照房屋建筑和市政設施調查技術導則要求，實現城鎮房屋、農村房屋、市政道路、市政橋梁、市政供水設施等承災體信息的采集，加載“天地圖”公眾版影像底圖，疊加房屋、道路、橋梁等空間要素圖層，支持圖形和屬性信息一體化采集，提供數據編輯、修改、查詢、統計分析等功能，支持邊錄入邊質檢，支持PC 端和APP 端應用。如圖5、圖6所示。

圖5 調查軟件數據采集功能示意圖

圖6 調查軟件數據采集功能示意圖（APP 端）

（2）數據質檢

房屋建筑與市政設施數據質檢功能實現對房屋建筑與市政設施數據成果軟件質檢，包含空間信息和調查屬性信息的檢查，在充分考慮調查數據特征的基礎上，梳理形成體系化的數據質檢規則，從數據完整性、規范性、準確性、邏輯一致性等方面開展軟件自動質檢，輔助數據的修改完善。如圖7所示。

圖7 調查軟件數據質檢功能示意圖

（3）數據抽樣核查

數據抽樣核查功能支持各級主管部門對調查數據成果進行抽樣核查，滿足縣（區）、地（市）、省、部各層級數據審核的要求。系統支持自定義抽樣方式隨機抽取核查樣本，提供PC 端和APP 端核查功能，滿足核查人員對數據內、外業核查的需要。系統對核查結果進行自動統計，生成抽樣核查報告，實現了核查全過程留痕和可追溯。如圖8所示。

圖8 調查軟件數據抽樣核查功能示意圖

（4）數據審核和匯交

數據審核和匯交指按照縣（區）、地（市）、省、部逐級進行數據成果審核和匯交，系統實現審核流程化管理，對于審核不合格可退回整改并重新提交，支持在線上傳數據審核報告，實現審核全過程留痕。此外，系統與國務院普查辦的系統實現互聯互通，數據成果經部級審核通過后匯交至國務院普查辦。如圖9所示。

圖9 調查軟件數據審核功能示意圖

全國自然災害綜合風險普查是一項重大的國情國力調查，房屋建筑和市政設施承災體調查工作是本次普查工作中工作量最大、任務最重、參與人員最多、組織實施難度最大的一項基礎性工作，為地震、氣象、海洋、應急等部門開展區劃和評估提供基礎數據，同時，對于住建行業管理具有重要的意義。底圖制備工作和軟件系統建設工作是保障本次房屋建筑和市政設施調查工作高效、保質、按時完成的重要保障措施，目前調查工作已步入全面調查階段，還需要不斷總結和積累經驗，優化和完善技術路線。