基于規則庫技術的聯合測繪數據處理方法

吳小龍，李旺民*，李自然，丁建勛，馬德富

（1. 珠海市測繪院，廣東 珠海 519000）

為貫徹落實黨中央、國務院關于深化“放管服”改革和優化營商環境的部署要求，廣東省全面開展工程建設項目審批制度改革，實行聯合測繪，針對房屋建筑和城市基礎設施等工程建設項目，在竣工驗收階段涉及的規劃條件核實測量、人防工程竣工驗收測量和不動產測量，實行一次委托、聯合測繪、成果共享[1-4]。然而，上述3 種測量所依據的規范、數據標準、圖元表達方式和面積計算方法等存在較大差異，特別是大型綜合體建筑，其內部設施數量和類型眾多，圖元非常復雜，涉及大量的共有建筑面積分攤，聯合測繪難度較大。傳統的作業模式是首先分別繪制圖元，再按照不同的計算規則計算得到各項業務的技術經濟指標，最后分別編制成果。該方式效率低下、易出錯，數據關聯性差，業務數據不能實現相互印證，不利于后續的數據分析與共享應用。因此，在充分研究珠海聯合測繪各項業務特點的基礎上，本文提出了一種基于規則庫技術的聯合測繪數據處理方法，可有效提升聯合測繪的生產效率。

1 聯合測繪的技術特點

珠海聯合測繪在竣工驗收階段涉及規劃條件核實測量、人防工程竣工驗收測量和不動產測量3 項業務，它們的技術要求差異較大。

規劃條件核實測量的主要工作內容是測算建筑工程規劃技術經濟指標和對比現狀與規劃許可。規劃技術經濟指標的測算方法與城市規劃建設各時期的管理政策息息相關，具有明顯的時效性與區域性特征[5]，截至目前，規劃技術經濟指標的計算規則多達13種。建筑面積計算依據《建筑工程建筑面積計算規范》；計容面積計算依據多個時期頒布的《珠海市城市規劃技術標準與準則》《橫琴新區建筑工程規劃管理技術標準創新規定》等標準和地方性法規，其數據標準需滿足建筑規劃管理部門的要求；圖元不僅需表達建筑物現狀，而且需依據報建審批文件和圖件核對現狀建筑物的空間布局（包括分層平面布局、豎向布局和空間位置）和內部使用功能。圖元應根據改建情況加注相應的內容并統計面積。面積計算存在核增、核減計容建筑面積的情況，需要考慮功能區之間的共有建筑面積分攤。

人防工程竣工驗收測量的主要工作內容是依據《人民防空地下室設計規范》和《房產測量規范》測算人防地下室、普通地下室、生產性建筑和非生產性建筑等技術指標，其數據標準需滿足人民防空管理部門的要求。圖元需表達不同層高建筑部位分界線、普通地下室外圍線和人防地下室外圍線。人防地下室需劃分人防內部的結構面積、使用面積（輔助面積、口部面積、掩蔽面積）、口部外人防專用通道面積、各類戰時使用豎井面積等。面積計算與房產面積計算一致，需要考慮功能區之間的共有建筑面積分攤。

不動產測量的主要工作內容是測算房產面積。依據《房產測量規范》測算包括房屋建筑面積、共有建筑面積、產權面積、使用面積等指標，其數據標準需符合《廣東省不動產登記數據庫標準（試行）》的要求。圖元分層、分戶表達，面積計算要根據共有建筑面積服務情況進行分攤（如大樓分攤、功能分攤、層內分攤等）。

2 關鍵技術

由于聯合測繪的子業務存在較大技術差異，要實現“一套圖元、統一定義、一鍵輸出成果”，需解決數據標準整合、圖元快速規整、面積自動計算3 個方面的問題。本文利用EPS 地理信息工作站解決上述難題。

2.1 面向地理實體的GIS模版定制技術

基于國家、省、市相關政策法規以及規范、標準，制訂兼顧國標與珠海地方特色的聯合測繪標準規范，整合基礎地形DLG數據標準，采用GIS模板定制技術設計面向地理對象實體的表達和存儲模型，實現和固化數據采集標準，使標準得以高效、準確的執行。以最小圖元為基礎，為圖元賦予唯一的地理實體標識，向上通過唯一邏輯ID 擴展到戶、層、邏輯幢、自然幢、許可證（建設工程規劃許可證、人防工程報建審批表）、宗地，如圖1所示。

圖1 聯合測繪數據關系模型

2.2 基于規則庫的數據處理模型

通常業務處理邏輯被看作一個個過程寫進了程序代碼中，當某些需求和業務規則發生變化時，必須修改原有代碼，這樣的維護成本相當高。規則主要由條件和結論兩部分組成，條件也稱為左端（LHS），結論也稱為右端（RHS）。為分析方便，假設系統中有N條規則，每條規則的條件平均有P個模式，工作內存中有M個事實，事實可理解為需要處理的數據對象[6]。

規則匹配，即對每一個規則r，判斷當前的事實o是否使LHS(r)=True，若是，則將規則r的實例r(o)加到沖突集中。r(o)是指用數據對象o的值代替規則r的相應參數，即綁定了數據對象o的規則r。規則匹配的一般算法步驟為：①從N條規則中取出一條r；②從M個事實中取出P個事實的一個組合c；③利用c測試LHS(r)，若LHS(r(c))=True，則將LHS(r(c))加入沖突集中；④取出下一個組合c，返回步驟③；⑤取出下一條規則r，返回步驟②。

規則庫是最小、最基本單位的規則集合，可根據時間和區域管理政策的發展不斷完善。根據聯合測繪的技術特點，須從面積拓撲、面積定義與計算、成果圖輸出等方面定義適應不同時效與區域的規則，采用配置方式來實現業務邏輯，并開發對應的數據處理模型，通過規則匹配實現高效聯合測繪數據處理。僅通過定制規則庫，無需修改計算模型，即可實現對各種業務邏輯的支持。規則庫的定義與集成主要包括面積拓撲規則、面積計算規則和成果輸出規則，這些規則均通過邏輯模型進行表達，以二維數據表的形式集成為規則庫，規則庫統一部署、集中發布[7]。

在面積拓撲方面，因不同業務的圖元表達方式不同，需開發專題要素繪制、專題要素切換顯示功能，以確保圖元的快速規整。根據規則庫中預定義的子業務圖形拓撲編碼，自動過濾，實現不同專題的面積拓撲。

在面積定義與計算方面，基于計算規則庫，構建聯合測繪面積計算模型，表達式為：

Q=(D,I,P,R,B)

式中，Q為面積指標數據集；D為建筑結構數據集；I為指標項，包括基底面積、規劃建筑面積、計容面積、增減計面積、房產套內面積、房產建筑面積、規劃分攤面積、房產分攤面積、人防分攤面積、人防建筑面積等；P為結構參數，包括報建時間、區域代碼、房產功能類型、規劃功能類型、人防功能類型、基底類型、結構層高、結構名稱、結構（分攤）類型、投影面積等；R為計算規則，包括條件參數（入口參數，與結構參數對應）、規則參數（出口參數，指標計算系數、系數對應的條文說明、計算函數）；B為結構歸屬，可通過該參數合并面積圖元。

在該模型中D包含多個建筑結構，一個建筑結構對應多個I，一個I又對應多個P，P匹配規則庫中的條件參數可得到唯一對應的規則。模型根據錄入的結構參數，獲得各子項的面積塊拓撲，再通過規則匹配調用規則庫中各指標項對應的計算函數，即可計算得到聯合測繪各子項對應的指標[8-10]。基于規則庫的面積定義界面如圖2所示。

圖2 基于規則庫的面積定義

在成果圖輸出方面，首先需根據聯合測繪子項業務的成果圖要求，預定義圖廓符號；然后在輸出成果圖前，讀取規則庫中對應的編碼規則，自動對圖面要素進行規整，并讀取專題屬性信息賦值到圖廓擴展屬性中，結合符號化腳本自動標注圖廓信息。同時，匹配EPS與dwg、shp等格式的信息映射關系規則，實現跨平臺異構數據信息的無損轉換。

3 案例驗證

橫琴口岸與綜合交通樞紐開發工程是在“一國兩制”下橫琴與澳門基礎設施互聯互通的標志性項目，是粵澳往來的重要通道，是深化粵港澳合作的重點工程項目，是促進珠海以及珠江口西岸地區發展、粵港澳深度合作的新平臺。該項目總投資約為260億元，總建筑面積約為131萬m2，設計日通關量為22.2萬人次，年通關量為8 000 萬人次，于2020 年竣工，采用傳統作業方式已完成聯合測繪。為驗證本文方法的正確性，選取該項目較復雜的A、B、C區，采用本文方法獨立進行數據處理，并與傳統方法進行對比分析。結果表明，本文方法的計算結果與傳統方法保持一致（細微差異主要為進位誤差），而效率約提升了4 倍（表1、2）。同時，本文方法可實現子業務之間數據的相互印證，通過規則切換快速輸出不同區域、不同時間節點間的規劃技術經濟指標，為職能部門提供輔助決策支持。

表1 兩種方法計算結果對比/m2

表2 兩種方法數據處理效率對比/h

4 結 語

本文提出的基于規則庫技術的聯合測繪數據處理方法達到了“一套圖元、統一定義、一鍵輸出成果”的效果，實現了聯合測繪子項業務的緊密關聯與相互印證。通過案例驗證可知，該方法有效提升了聯合測繪的作業效率與成果質量，可為聯合測繪工作的開展提供新思路。