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      老舊小區(qū)改造項目監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

      2022-10-11 05:54:40濟南市房產(chǎn)測繪研究院解斌李春光王雅楠汪紅梅金崇林
      中國建設(shè)信息化 2022年18期
      關(guān)鍵詞:關(guān)聯(lián)可視化監(jiān)管

      文|濟南市房產(chǎn)測繪研究院 解斌 李春光 王雅楠 汪紅梅 金崇林

      引言

      近幾年我國對老舊小區(qū)改造項目監(jiān)管的力度不斷加大,使得老舊小區(qū)的改造工作面臨一些實際問題[1],包括:

      (1)數(shù)據(jù)調(diào)度困難,無法及時準確的掌握各個項目進展情況。

      (2)只能根據(jù)視覺與感官對其進行監(jiān)管,缺乏科學、合理的監(jiān)管手段,無法有效發(fā)揮監(jiān)管工作的作用。

      (3)老舊小區(qū)改造工作涉及幾百個單位,包括市、區(qū)縣相關(guān)部門、街道辦事處以及建設(shè)單位等,要實現(xiàn)全面協(xié)同管理存在困難。

      老舊小區(qū)改造工作主要依靠提交的相關(guān)資科、檢查結(jié)果或偶爾抽檢進行,檢查結(jié)果不能真實反映現(xiàn)場建設(shè)狀況。日常工作中,建設(shè)單位容易出現(xiàn)麻痹松懈思想,對老舊小區(qū)監(jiān)管工作重視程度有所下降等問題。

      目前,我國老舊小區(qū)改造項目監(jiān)管系統(tǒng)的建設(shè)仍處于初級階段,老舊小區(qū)改造管理系統(tǒng)的建設(shè),應(yīng)以老舊小區(qū)改造內(nèi)容為重點,將改造項目、改造內(nèi)容與數(shù)字線劃圖落地關(guān)聯(lián),實現(xiàn)老舊小區(qū)改造項目與改造內(nèi)容的可視化、查詢、統(tǒng)計、分析與管理。因此設(shè)計一款智能的老舊小區(qū)改造項目監(jiān)管系統(tǒng),對管理者實時掌握管理區(qū)域的改造項目有重要的應(yīng)用價值。

      1.系統(tǒng)設(shè)計

      1.1 框架設(shè)計

      該系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)框架,系統(tǒng)架構(gòu)包括:用戶層、表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層,如圖1所示。

      圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

      用戶層以平板電腦、PC電腦作為載體,將包含改造樓幢、樓幢普查和改造內(nèi)容等信息的空間地理要素加載到瀏覽器中,可實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的可視化和查詢。

      表現(xiàn)層為網(wǎng)絡(luò)端實現(xiàn)的基木功能,包括空間數(shù)據(jù)的展示、統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析、要素關(guān)聯(lián)和場景瀏覽等。

      業(yè)務(wù)層進行業(yè)務(wù)邏輯處理,主要由網(wǎng)絡(luò)端和服務(wù)器端共同完成。網(wǎng)絡(luò)端負責對數(shù)據(jù)的操作、為用戶層提供交互界面,為實現(xiàn)系統(tǒng)功能的具體技術(shù)及服務(wù)提供支持。服務(wù)端的功能則主要包括數(shù)據(jù)接收與傳輸,數(shù)據(jù)存取,數(shù)據(jù)檢索以及提供二三維地理場景服務(wù)。

      數(shù)據(jù)層包括屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)和三 維模型數(shù)據(jù),主要為業(yè)務(wù)層提供數(shù)據(jù)支持。 其中,屬性數(shù)據(jù)庫使用Mysql數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng);地圖服務(wù)和三維場景分別采用能提供網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)服務(wù)的Arcgis和Cesium平臺進行發(fā)布,三維模型通過IIS(Internet Information Services)發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上,用于Cesium API調(diào)用。

      1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

      老舊小區(qū)改造項目監(jiān)管模式?jīng)Q定了改造數(shù)據(jù)具有多層次、時空性的特點,數(shù)據(jù)庫設(shè)計為屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫。

      屬性數(shù)據(jù)庫涵蓋與老舊小區(qū)改造有關(guān)的基本信息,具體包括:歷年老舊小區(qū)項目信息表、加裝電梯信息表、老舊小區(qū)改造樓幢信息表、2020年改造項目改造內(nèi)容表、2021年改造項目改造內(nèi)容表和“十四五”改造項目改造內(nèi)容表。老舊小區(qū)項目信息表記錄以片區(qū)為概念的項目名稱信息、所屬區(qū)縣、四至范圍,建設(shè)批次、改造樓門牌號,改造戶數(shù)、改造建筑面積等信息,為各區(qū)縣用戶老舊小區(qū)監(jiān)管提供主體信息;老舊小區(qū)改造樓幢信息表記錄樓幢編碼、樓幢坐落、區(qū)縣編號、街道編號、所在小區(qū)序號、樓號、套數(shù)、建筑面積、改造時間以及各類改造服務(wù)是否到位等信息,是老舊小區(qū)改造的基本要素;加裝電梯信息表與老舊小區(qū)改造樓幢信息表關(guān)聯(lián),主要記錄改造樓幢單元加裝電梯信息;改造項目改造內(nèi)容表與老舊小區(qū)項目信息關(guān)聯(lián),主要記錄具體的改造內(nèi)容,改造項目建設(shè)進度以及項目備案數(shù)據(jù)。

      空間數(shù)據(jù)庫為老舊小區(qū)項目監(jiān)管系統(tǒng)的統(tǒng)計分析提供空間樓幢面數(shù)據(jù)、為構(gòu)建三維場景提供改造項目三維模型、地形模型和高清影像地圖數(shù)據(jù)。根據(jù)需求,將三維場景分為4個圖層:樓幢點圖層、地物模型圖層、影像圖層和地形模型圖層,構(gòu)建的矢量圖層和模型分別以3Dtiles格式存儲。其中,圖層包含形狀、經(jīng)緯度、屬性表關(guān)聯(lián)主鍵等空間屬性,圖層要素通過屬性表關(guān)聯(lián)主鍵和對應(yīng)屬性數(shù)據(jù)建立關(guān)聯(lián)。

      1.3 功能設(shè)計

      根據(jù)需求分析和業(yè)務(wù)邏輯,老舊小區(qū)改造監(jiān)管系統(tǒng)分為三大模塊,即業(yè)務(wù)監(jiān)管和統(tǒng)計分析模塊、改造項目基礎(chǔ)信息管理和改造項目申報管理模塊。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2。

      圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

      2.系統(tǒng)建設(shè)方法

      2.1 二維場景搭建

      老舊小區(qū)改造項目關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)類型較多,需要將多類型數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。以老舊小區(qū)改造樓幢為例,開發(fā)老舊小區(qū)改造樓幢落圖工具,界面采用左圖表右表的布局,如圖3所示。操作人員根據(jù)改造項目四至范圍、改造樓門牌號等信息找到改造樓幢,點擊該改造樓幢面,將樓幢信息添加到右側(cè)列表匯總。右側(cè)列表存儲了改造樓幢面的唯一標識碼、中心點經(jīng)緯度信息,點擊確認按鈕,可將改造樓幢信息保存到項目表中,以此實現(xiàn)改造項目與改造樓幢的關(guān)聯(lián)。

      圖3 圖屬關(guān)聯(lián)工具界面

      2.2 三維場景構(gòu)建

      老舊小區(qū)改造項目改造范圍廣、地形精度高,其特點是三維地形數(shù)據(jù)量大、地物模型多,同時又需要保證三維數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牧鲿?。Cesium平臺支持海量三維空間數(shù)據(jù)的存儲和快速訪問,可在加載地物模型時通過可視距離靈活地切換不同級別的地物紋理[2],能夠?qū)⑷S數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布并以流方式進行網(wǎng)絡(luò)傳輸。為加快響應(yīng)速度,本研究選取Cesium作為三維數(shù)據(jù)的管理平臺。該平臺支持將三維數(shù)據(jù)緩存保存在客戶端上,加快了三維場景的加載速度,給予用戶良好的交互感受。設(shè)計流程如圖4所示。

      圖4 三維要素服務(wù)發(fā)布流程圖

      1)地形模型

      采用無人機航拍獲取改造區(qū)域高分辨率的數(shù)字高程模型DEM和數(shù)字正射影像DOM。通過投影變換[3]、幾何校正和裁切對DEM和DOM數(shù)據(jù)進行處理[4-5],然后使用色彩增強和渲染等方法來改善DOM的視覺效果。將處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入CesiumLab中,DEM作為場景地形圖層,DOM作為柵格影像圖層充當DEM紋理,構(gòu)建高精度的帶有空間參考的3Dtiles格式模型。

      2)地物模型

      建筑物等簡略模型可在SketchUp中制作,重點建筑物等精細模型在3d Max中制作。將實地采集的各類建筑的照片進行拼接,并調(diào)整圖片的色彩和分辨率,然后將處理后的圖片貼在三維模型上作為模型紋理[6]。地物模型擺放完成后,可以通過CesiumLab的轉(zhuǎn)換工具將地物模型的文件格式轉(zhuǎn)為可以進行層次細節(jié)分級顯示的3Dtiles格式,該格式的模型可以根據(jù)可視距離自動調(diào)整紋理的精細度以提高模型在三維場景中的加載速度。

      3)三維場景發(fā)布

      將帶有坐標數(shù)據(jù)的建筑物、傾斜攝影模型3Dtiles數(shù)據(jù),通過IIS發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上。發(fā)布后的場景可通過Cesium API加載到瀏覽器中進行查看。通過在線網(wǎng)絡(luò)三維虛擬地理場景中集成老舊小區(qū)傾斜攝影模型、加裝電梯要素點和改造項目點等功能,使管理人員能隨時隨地查看改造項目改造信息。

      2.3 項目申報監(jiān)管

      該模塊主要為建設(shè)單位提供項目信息修改的申請服務(wù)。當建設(shè)項目因特殊原因需要進行調(diào)整時,建設(shè)單位可酌情修改項目部分信息,修改完成后交付上級主管部門審核,該模塊為自下而上的任務(wù)流程,設(shè)置兩級填報和兩級審核,模塊流程設(shè)計如圖5所示。

      圖5 申報監(jiān)管流程

      3.系統(tǒng)研發(fā)與工程實踐

      3.1 系統(tǒng)部署

      第一,為了提高數(shù)據(jù)獲取的實時性和安全性,Web服務(wù)和數(shù)據(jù)庫部署在同一臺服務(wù)器上。優(yōu)點:Web服務(wù)可以快速獲取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù),可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)布IIS,以便網(wǎng)絡(luò)端調(diào)取實時數(shù)據(jù)。第二,由于三維數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)處理困難,為提高三維場景的加載速度和三維數(shù)據(jù)查詢速度,故將三維模型單獨部署在一臺服務(wù)器上。

      3.2 監(jiān)管系統(tǒng)功能實現(xiàn)

      3.2.1 改造項目基礎(chǔ)信息管理

      改造項目基礎(chǔ)信息管理模塊可查詢建設(shè)項目最新信息以及歷史數(shù)據(jù),根據(jù)多條件查詢可以準確篩選出某時間段內(nèi)項目建設(shè)的最新情況。項目管理模塊包含:全市老舊小區(qū)項目信息管理、全市改造樓幢調(diào)查信息管理、加裝電梯信息管理、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)落圖、省廳對接數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與管理。另外設(shè)計報表打印輸出,利用多條件查詢將亟待解決的項目詳情打印輸出。效果圖如圖6所示。

      圖6 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)效果圖

      3.2.2 改造項目申報管理

      該模塊是老舊小區(qū)改造項目管理系統(tǒng)中的項目申報模塊,此程序主要包含以下模塊:項目實施、征集民意、方案設(shè)計、招標投標、竣工驗收、儲備信息填報和改造樓幢關(guān)聯(lián);每個模塊包含新增、編輯、刪除以及多條件查詢等功能。效果圖如圖7所示。

      圖7 改造項目申報管理

      3.2.3 業(yè)務(wù)監(jiān)管和統(tǒng)計分析

      主要包括老舊小區(qū)改造信息數(shù)據(jù)駕駛艙、改造項目信息統(tǒng)計(各區(qū)縣改造戶數(shù)統(tǒng)計、各區(qū)縣改造項目數(shù)統(tǒng)計、各區(qū)縣加裝電梯數(shù)據(jù)統(tǒng)計、各區(qū)縣改造建筑面積統(tǒng)計)、多條件查詢統(tǒng)計以及空間可視化模塊,前臺通過數(shù)據(jù)解析和處理將結(jié)果通過Echart展示在地理場景中[7]。

      如圖8所示。其中空間可視化模塊包括地圖可視化(主要包括老舊小區(qū)項目分布圖、加裝電梯分布專題圖、濟南市房屋面和改造樓幢分布圖)和三維空間可視化(部分改造小區(qū)傾斜攝影模型展示),如圖9和圖10所示。地圖可視化模塊將調(diào)查數(shù)據(jù)與房屋面作關(guān)聯(lián),實現(xiàn)調(diào)查樓幢信息展示、調(diào)查圖片展示以及傾斜攝影模型定位。

      圖8 數(shù)據(jù)駕駛艙監(jiān)管

      圖9 一張圖監(jiān)管

      圖10 三維空間可視化監(jiān)管

      4.結(jié)語

      本文提出并實現(xiàn)了基于WebGIS的老舊小區(qū)改造項目監(jiān)管系統(tǒng),結(jié)合改造項目實際需求,通過研究二三維地理場景搭建、智能監(jiān)管和空間數(shù)據(jù)融合等方法,實現(xiàn)了改造樓幢數(shù)據(jù)、樓幢普查數(shù)據(jù)、加裝電梯數(shù)據(jù)、改造項目和改造內(nèi)容的空間可視化。更重要的是,通過系統(tǒng)業(yè)務(wù)調(diào)度模塊,使市級、區(qū)縣各相關(guān)部門可以對轄區(qū)改造項目進行全方位的協(xié)同管理,提高信息交流的效率和共享程度,將項目改造全流程中的征集民意、方案設(shè)計、招標投標、項目實施、竣工驗收和儲備信息填報等模塊與改造項目依次關(guān)聯(lián),實現(xiàn)全方位的監(jiān)控及指揮調(diào)度,打造身臨其境的監(jiān)管體驗,提高項目管理效率,輔助科學決策。

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