淺談福清市數(shù)字化城市管理系統(tǒng)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(shù)字化城市管理就是指以信息化手段和移動通信技術(shù)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(xié)調(diào)。它是以城市單元網(wǎng)格為基礎(chǔ)，以城市部件為核心，應用3S（GPS、RS、GIS）技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，將城市資源、信息有機結(jié)合在一起的城市綜合管理系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)城市管理的信息化、標準化、精細化、動態(tài)化，同時按照總體規(guī)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(shù)字化城市管理系統(tǒng)部件普查Ⅱ期工程建設(shè)。對福州全市域統(tǒng)一基礎(chǔ)網(wǎng)格進行劃分和整合，規(guī)范了網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)建設(shè)，全面調(diào)查了福清市主城區(qū)基礎(chǔ)部件規(guī)模、分布情況，以及各個部門所管轄的部件現(xiàn)狀及構(gòu)成，進一步查實各單位部件的基本情況，實現(xiàn)了網(wǎng)格化信息共享和福州市網(wǎng)格一張圖的建設(shè)。

1.基礎(chǔ)部件普查建庫項目整體設(shè)計

基礎(chǔ)部件普查數(shù)據(jù)建庫的目的就是要將所有相關(guān)的數(shù)據(jù)有效地組織起來，并根據(jù)其地理分布建立統(tǒng)一的空間索引，進而可以快速調(diào)度數(shù)據(jù)庫中任意范圍的數(shù)據(jù)，達到對整個數(shù)據(jù)的無縫漫游和管理。

1.1 城市普查部件內(nèi)容

城市普查部件是城市的最小組成單元，部件普查的內(nèi)容為室外公共空間的城市管理公共設(shè)施，普查的部件包含七大類：公用設(shè)施類、交通設(shè)施類、市容環(huán)境類、園林綠化類、其他設(shè)施類、擴展類。調(diào)查城市部件的空間位置、物理屬性及管理屬性，根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，通過普查分類獲取城市部件的各種屬性數(shù)據(jù)，建立部件數(shù)據(jù)庫。

1.2 數(shù)據(jù)庫整體設(shè)計

福清市數(shù)字化城市管理系統(tǒng)基礎(chǔ)部件普查建庫（Ⅱ期）是在Ⅰ期項目建設(shè)的基礎(chǔ)上進行新增普查與更新普查。數(shù)據(jù)庫內(nèi)容主要包含了福清市數(shù)字城管基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫、部件數(shù)據(jù)庫以及地理編碼數(shù)據(jù)庫4大子庫。數(shù)據(jù)庫整體設(shè)計（如圖1所示）：

圖1數(shù)據(jù)庫整體設(shè)計

1.2.1 基礎(chǔ)部件數(shù)據(jù)庫

部件數(shù)據(jù)庫包括空間位置屬性部分和其他部件屬性部分?？臻g位置屬性主要體現(xiàn)部件的位置與范圍等。部件其他屬性主要包括了編碼、權(quán)屬、材質(zhì)、規(guī)格、現(xiàn)狀及狀態(tài)等相關(guān)屬性?？梢泽w現(xiàn)部件的歸屬和現(xiàn)勢狀況，為市政管理和維護指揮提供數(shù)據(jù)支持。

1.2.1.1 編碼原則

部件代碼由10位數(shù)字組成，依次為：6位縣級及縣級以上行政區(qū)劃代碼、2位大類代碼、2位小類代碼。部件代碼可參考《數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng) 第1部分：單元網(wǎng)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(qū)劃代碼為6位，按照GB/T 2260的規(guī)定執(zhí)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(shù)據(jù)屬性信息

（1）每個部件均應賦予唯一標識碼；

（2）標識碼的結(jié)構(gòu)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(qū)五一中路南側(cè)，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(guī)則，臺江區(qū)的行政區(qū)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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)部件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如表1所示）：

表1基礎(chǔ)部件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1.2.2 單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫

單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫主要包括行政區(qū)劃層和單元網(wǎng)格層。行政區(qū)劃包括市、區(qū)、街道、社區(qū)四級界線，單元網(wǎng)格層則是以社區(qū)界作為基礎(chǔ)劃分的單元網(wǎng)格。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如表2所示）：

表2單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1.2.3 地理編碼數(shù)據(jù)庫

地理編碼數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括門牌地址、興趣點地址、標志物地址等，通過外業(yè)調(diào)查資料準備、外業(yè)調(diào)查，獲取與城市管理有著密切關(guān)系的地址標準名稱，建設(shè)福清地址信息數(shù)據(jù)庫。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如表3所示）：

表3地理編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1.2.4 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

本項目利用福清市1∶500、1∶2000政務電子地圖作為數(shù)字城管系統(tǒng)基礎(chǔ)部件普查建庫項目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如表4所示）：

表4基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1.3 數(shù)據(jù)庫整體構(gòu)架

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

圖3數(shù)據(jù)庫構(gòu)架圖

業(yè)務讀寫并發(fā)量很高，數(shù)據(jù)量也很大，通常需要實施分組+分片的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)：

（1）通過分片來降低單庫的數(shù)據(jù)量，線性提升數(shù)據(jù)庫的寫性能；

（2）通過分組來線性提升數(shù)據(jù)庫的讀性能，保證讀取數(shù)據(jù)庫的高效。

2.技術(shù)路線及方案

2.1 基礎(chǔ)部件普查流程

基礎(chǔ)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(yè)普查工作后，根據(jù)調(diào)繪片進行普查，外業(yè)填寫普查記錄表，內(nèi)業(yè)錄入采集信息，外業(yè)檢查合格后，錄入部件數(shù)據(jù)庫，內(nèi)業(yè)進行檢查等步驟。基礎(chǔ)部件普查技術(shù)流程（如圖4所示）：

圖4基礎(chǔ)部件普查技術(shù)流程圖

2.1.1 普查準備工作

2.1.1.1 權(quán)屬確認

（1）準備工作：設(shè)計部件權(quán)屬確認表和相關(guān)圖紙，打印表格及圖紙資料。

（2）部件認領(lǐng)：由相關(guān)部門召集各委辦局開協(xié)調(diào)會，對部件開展認領(lǐng)工作，項目組發(fā)放“路網(wǎng)分布圖”圖紙和表格資料。

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

項目組根據(jù)匯交的資料進行整理，初步理清部件權(quán)屬關(guān)系。資料整理過程中，對于權(quán)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(yè)主協(xié)調(diào)相關(guān)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(yè)普查人員進行專業(yè)的外業(yè)普查培訓，講解外業(yè)調(diào)查工作內(nèi)容與主要技術(shù)要求和需要注意的技術(shù)要點，調(diào)查方法與調(diào)查精度要求。

2.1.1.3 資料準備

需要準備現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料，進行數(shù)據(jù)預處理后打印出圖，同時需要準備外業(yè)調(diào)查表格等資料，以便外業(yè)普查工作的開展。

2.1.2 外業(yè)普查

外業(yè)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(diào)查表中,兩者通過標識碼一一對應起來。

作業(yè)隊以街道為普查范圍，作業(yè)組以社區(qū)為普查范圍進行任務分配，每組4-5人。一個新的單元網(wǎng)格開始普查前，普查小組首先要踏勘現(xiàn)場，了解本區(qū)域的范圍和部件分布情況。外業(yè)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(shù)據(jù)整理錄入

2.1.3.1 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理入庫與成果檢查

把通過外業(yè)質(zhì)量檢查合格的數(shù)據(jù)進行內(nèi)業(yè)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(zhí)行。首先要進行數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)自檢處理，然后進行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，有必要的則需要去外業(yè)實地進行逐一核對檢查。檢查確認完成的單元網(wǎng)格圖、表資料和電子數(shù)據(jù)成果后，將圖、表資料裝入資料袋中，在封面填寫相應內(nèi)容，電子數(shù)據(jù)資料經(jīng)殺毒確認后交機房統(tǒng)一入庫處理。

2.1.3.2 內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)匹配掛接

內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)經(jīng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫。

2.2 單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)建庫流程

2.2.1 行政界線確定

以現(xiàn)有行政界線的圖紙作為基礎(chǔ)，在區(qū)和街道辦的協(xié)助下，進一步在圖紙上劃清各區(qū)、各街道、社區(qū)的界線。經(jīng)確認無誤，則使用ArcGIS對行政區(qū)劃層中的數(shù)據(jù)進行相應編輯。

2.2.2 實地調(diào)查

將修改好的數(shù)據(jù)，保留街道、社區(qū)界與影像底圖打印成圖，由調(diào)查小組到實地調(diào)查，與當?shù)毓芾韱挝粶贤ǎ趫D紙上用線條將社區(qū)劃分為若干網(wǎng)格。每個網(wǎng)格面積約10000平方米左右，且保持社區(qū)內(nèi)各小區(qū)和單位的完整性。

2.2.3 數(shù)字化及編碼

將數(shù)據(jù)庫中單元網(wǎng)格層的單元網(wǎng)格要素數(shù)字化。每個社區(qū)內(nèi)，單元網(wǎng)格在一個社區(qū)內(nèi)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(tǒng)一加編區(qū)、街道編碼，并完善相關(guān)屬性。

2.2.4 修改及建庫

經(jīng)過修改之后，將更新好的市、區(qū)、街道、社區(qū)四級行政界線和修改好的單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)整合為單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫。

2.3 地理編碼數(shù)據(jù)庫建設(shè)

地理編碼數(shù)據(jù)庫建設(shè)，即采集、整理與城市管理有著密切關(guān)系的地址的標準名稱。通過外業(yè)調(diào)查資料準備、外業(yè)調(diào)查，建設(shè)福清地址信息數(shù)據(jù)庫。其建設(shè)步驟主要包括四個部分：外業(yè)調(diào)查資料準備、外業(yè)調(diào)查、內(nèi)業(yè)加工、檢查入庫。

3.項目實施主要應用創(chuàng)新點

3.1 數(shù)據(jù)庫準確性保障方面

在外業(yè)不斷核查的基礎(chǔ)上，利用ArcGIS進行二次開發(fā)，自主研發(fā)了城管部件普查軟件，對普查數(shù)據(jù)庫進行自檢查圖，作為數(shù)據(jù)庫的內(nèi)業(yè)檢查工具，減少人工內(nèi)業(yè)檢查的出錯率，確保了數(shù)據(jù)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(jù)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(yè)作業(yè)員簽名、內(nèi)業(yè)作業(yè)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(shù)據(jù)庫?？梢愿鶕?jù)用戶設(shè)置的范圍導出MDB、及相應關(guān)聯(lián)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(shù)據(jù)庫。圖層加載數(shù)據(jù)：是根據(jù)用戶設(shè)置導入映射關(guān)系，將MDB數(shù)據(jù)庫合并；系統(tǒng)自動根據(jù)圖層名稱或分類碼匹配圖層合并映射關(guān)系；自動根據(jù)字段名稱匹配字段對應關(guān)系，匹配字段對應關(guān)系時忽略下劃線；設(shè)置圖層合并對應關(guān)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(jù)用戶設(shè)置導入映射關(guān)系，將源MDB數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)字段屬性，以公共字段OBJID為關(guān)聯(lián)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(nèi)業(yè)處理的六個部件連接字段屬性填入外業(yè)MDB庫中。

（4）空間關(guān)聯(lián)屬性賦值。根據(jù)空間位置關(guān)系進行屬性賦值，目前支持的空間位置關(guān)系為相交關(guān)系。用戶設(shè)置處理的目標圖層、參考圖層、關(guān)聯(lián)字段、關(guān)聯(lián)容差，系統(tǒng)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(jù)部件標識碼編碼標準自動對部件進行編碼，編碼規(guī)則為：6位行政區(qū)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(qū)劃獲取行政區(qū)劃碼，根據(jù)圖層名稱獲取部件分類碼，根據(jù)系統(tǒng)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(wǎng)格編碼賦值。查詢部件所在單元網(wǎng)格，將單元網(wǎng)格編碼復制到部件單元網(wǎng)格編碼屬性中，查詢時使用空間相交關(guān)系，如果部件跨單元網(wǎng)格，則自動使用第一個單元網(wǎng)格編碼。

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

（8）數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫信息化使用方面

3.2.1 構(gòu)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(jù)現(xiàn)行國家標準，并結(jié)合地方管理實際情況，構(gòu)建了符合地方管理的部件唯一標識編碼體系，并將該數(shù)據(jù)庫無縫融入到原有中心平臺，實現(xiàn)與已有數(shù)據(jù)的整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)源間的共建共享。

3.2.2 通過GNSS定位技術(shù)和部件標識編碼體系實現(xiàn)精確化維護巡查

實現(xiàn)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(shù)將部件位置和屬性等信息在手持移動終端設(shè)備中可視化，與傳統(tǒng)部件管理方式相比，部件無需人工的比對匹配，只需觸發(fā)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(wǎng)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(shù)字城市管理項目建設(shè)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(xiàn)了統(tǒng)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(chǔ)上，還提高了任務的處理效率。

4.項目實施難點及經(jīng)驗總結(jié)

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

（2）部件遺漏、部分部件權(quán)屬調(diào)查錯誤等現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)的問題已退回項目組整改，整改成果經(jīng)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(quán)屬的通信立桿。經(jīng)調(diào)查，通信立桿的權(quán)屬單位一般歸于電信、移動、聯(lián)通三家通訊運營公司，在外業(yè)部件采集的過程中，通信立桿無明顯可以辨別權(quán)屬單位的屬性特征，也有出現(xiàn)多個運營商的權(quán)屬部件掛接在同個立桿周圍。鑒于福州市“數(shù)字城管”一期的經(jīng)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(jié)束語

部件普查是數(shù)字城市建設(shè)，城市管理的基礎(chǔ)，因此不論在國外還是國內(nèi)，其研究與實施都較早。我國幅員遼闊，不同地區(qū)、不同城市的差異很大，尤其是各個城市建設(shè)進程不一致，部件普查建設(shè)實施的要求也就不一樣。因此，應結(jié)合地方實際需求，構(gòu)建滿足地方城市管理的數(shù)字城管體系。本項目在借鑒同類技術(shù)的基礎(chǔ)上，積極地對現(xiàn)有技術(shù)進行優(yōu)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(shù)據(jù)準確性。