新型城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查及應(yīng)用

宿勇軍，李艷

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510060)

1 概 述

進(jìn)入21世紀(jì)以來，城市擴(kuò)張對建設(shè)用地的需求不斷增加，國家自然資源部要求提升土地集約化利用水平，新增建設(shè)用地指標(biāo)日趨緊張，另一方面大城市中的舊村、舊廠和舊城的生活和生產(chǎn)環(huán)境亟須改善。土地利用率低。為此我國一線城市均在探索城市更新之路，將存量的低效用地轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝ЫㄔO(shè)用地[1]，為了維護(hù)城市更新項(xiàng)目中所涉及群眾的經(jīng)濟(jì)利益和科學(xué)制定城市更新改造方案，需要對城市更新對象進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查，摸清舊村舊廠舊城的家底。城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查包含了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、土地數(shù)據(jù)、房屋建筑數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)、歷史文保數(shù)據(jù)、公建配套及市政設(shè)施數(shù)據(jù)等8個方面[2]，涉及的調(diào)查種類和數(shù)據(jù)來源多樣，調(diào)查個體數(shù)量巨大，這也造成了城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查工作量大、工期緊張、成果檢核量大等難點(diǎn)，使得城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查項(xiàng)目呈現(xiàn)勞動密集型的特點(diǎn)，為此需要通過技術(shù)創(chuàng)新和作業(yè)模式突破來改進(jìn)現(xiàn)有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查、檢核和應(yīng)用模式。本文從城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查中的數(shù)據(jù)摸查和成果檢核兩個方面出發(fā)，分別采用無人機(jī)傾斜攝影測量和FME平臺多源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢核等技術(shù)手段，按照1+X的數(shù)據(jù)調(diào)查模式，減輕了外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)成果檢核的工作量，提升了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查的效率，保障了項(xiàng)目工期，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用ArcGIS對城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行各類統(tǒng)計分析運(yùn)用，滿足了開發(fā)企業(yè)和城市更新行政管理部門的需求，加快了城市更新審批流程。該種作業(yè)模式已經(jīng)在廣州市多個城中村的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查中得到應(yīng)用，具有可移植性，為新型城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查工作提供了樣板。

2 城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查及核查流程

城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查成果直接影響到改造和拆遷安置成本、融資地塊、容積率等具體指標(biāo)核算，關(guān)乎政府、開發(fā)企業(yè)、村集體和村民等各方利益，其對城市更新方案的編制和審批具有至關(guān)重要作用，為此在項(xiàng)目開展前制定了城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查工作的基本流程圖(如圖1所示)，通過流程圖我們可以發(fā)現(xiàn)房屋數(shù)據(jù)摸查和質(zhì)量檢查是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建庫的難點(diǎn)，本文針對這2個難點(diǎn)提出新的作業(yè)模式和技術(shù)手段，提升基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建庫效率和質(zhì)量。

圖1 城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查和數(shù)據(jù)入庫流程

城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查的初步成果需要進(jìn)行全面核查，根據(jù)征收補(bǔ)償政策2009年12月31日之前建成的建筑物雖然沒有不動產(chǎn)登記但城市更新開發(fā)單位仍可以將其納入合法產(chǎn)權(quán)建筑面積進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，由此可見城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查關(guān)系到人民群眾和開發(fā)單位的切身利益，數(shù)據(jù)質(zhì)量攸關(guān)重要。通過對基礎(chǔ)地形圖、房產(chǎn)圖與明細(xì)表中層數(shù)、結(jié)構(gòu)、實(shí)測面積和2009年建筑面積等進(jìn)行幾何一致性、完整性、邏輯性檢查，以保證基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為最終城市更新數(shù)據(jù)庫的建立打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[3，4]。

3 基于無人機(jī)傾斜實(shí)景三維模型的裸眼測圖系統(tǒng)

無人機(jī)航空攝影測量具有效率高、現(xiàn)勢性強(qiáng)的特點(diǎn)，利用無人機(jī)航空攝影測量數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)采集一直是熱點(diǎn)。通過采用中海達(dá)iFly D1多旋翼無人機(jī)對城市更新區(qū)域進(jìn)行傾斜攝影測量，建立更新片區(qū)的正射影像和三維實(shí)景模型，獲取了更精致、更全面的地物細(xì)節(jié)信息，在EPS平臺中沿三維DSM模型捕捉房屋墻壁邊線和分層線，實(shí)現(xiàn)地形圖繪制，該系統(tǒng)為城市更新地形圖測繪、房屋摸查和違法用地查處工作提供了新技術(shù)支持[5]。無人機(jī)航空傾斜攝影測量作業(yè)流程如圖2所示：

圖2 中海達(dá)iFly D1無人機(jī)傾斜攝影測量三維建模流程圖

將生成的三維立體模型導(dǎo)入到清華山維EPS三維測圖軟件中，借助該軟件矢量數(shù)據(jù)的自動提取和切片功能，我們可以實(shí)現(xiàn)建筑物二三維數(shù)據(jù)一體化采編，并實(shí)時提取矢量數(shù)據(jù)的高程(如圖3所示)，繪制出建筑物輪廓線后通過三維模型的360觀測功能確定建筑物的分層信息[6]，并填入到建筑物屬性表中，最終自動統(tǒng)計匯總所有建筑物的面積、樓層和房屋結(jié)構(gòu)信息。

4 “1+X”模式的城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查和空間分析

城市更新基數(shù)數(shù)據(jù)調(diào)查集成了工程測量和不動產(chǎn)登記測量，其成果子項(xiàng)眾多，為了滿足城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查的要求，需要做好頂層設(shè)計，通過一次調(diào)查實(shí)現(xiàn)X個專題成果(如圖4所示)，避免重復(fù)測繪，為此需要加大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查的深度，在外業(yè)調(diào)查工作開展前對員工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和現(xiàn)場試生產(chǎn)，通過制作手機(jī)數(shù)據(jù)采集App程序，收集入戶調(diào)查采集的住戶的權(quán)屬證明文件、身份證明文件和房屋照片，每天及時錄入采集的信息到房屋面中；對公建配套、市政設(shè)施和交通設(shè)施等專題要素要進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)和標(biāo)識拍照；通過發(fā)函給不動產(chǎn)登記部門和文廣新局共享該區(qū)域的不動產(chǎn)登記圖斑和文保線索數(shù)據(jù)；完成數(shù)據(jù)建庫的前期工作。

圖4 1+X基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查模式和新增字段屬性

在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)建庫過程中基于ArcGIS平臺對房屋和構(gòu)筑物面進(jìn)行屬性賦值，將已有的不動產(chǎn)登記、文保線索信息標(biāo)識到房屋面，對每個房屋和構(gòu)筑物圖斑中的不動產(chǎn)登記情況、房屋總建筑面積，總層數(shù)、房屋用途、商業(yè)所在樓層、公建配套、文保線索、市政設(shè)施和交通設(shè)施等字段[7，8]賦值，最終形成1個基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)成果和X個專題成果(包括：①土地權(quán)屬數(shù)據(jù)；②房屋明細(xì)表；③歷史文保數(shù)據(jù)線索；④公建配套和市政服務(wù)設(shè)施數(shù)據(jù))，這些成果為后期城市更新片區(qū)策劃方案編制和控規(guī)調(diào)整提供了強(qiáng)大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

基于1+X模式的城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查模式建立起完備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，借助ArcGIS的強(qiáng)大空間分析功能，根據(jù)合作開發(fā)企業(yè)的改造方案可以快速計算出各個城市更新規(guī)劃單元實(shí)施所需要的征拆補(bǔ)償成本、土地權(quán)屬和復(fù)建容積率建筑面積等成果，為城市更新科學(xué)決策提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)智慧平臺。

5 基于FME平臺的城市更新基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)檢核

FME是由加拿大Safe Software公司開放的數(shù)據(jù)整合軟件，支持450多種格式和應(yīng)用程序，具有500多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，該軟件打破數(shù)據(jù)壁壘，將不同軟件或平臺的數(shù)據(jù)整合為同一數(shù)據(jù)格式或平臺中，通過定制的工作流程實(shí)現(xiàn)自動化的數(shù)據(jù)處理功能。本文借助FME Desktop平臺，通過其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)對多源的城市更新基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和重構(gòu)，調(diào)用FME封裝式的語義模塊，完成對基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)的查找、空間分析、計算、判斷等功能[9]，實(shí)現(xiàn)城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)核查的自動化，并將檢查結(jié)果自動輸出，提供數(shù)據(jù)檢核的效率和質(zhì)量。

城市更新基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)包含了基礎(chǔ)地形圖、房產(chǎn)圖、房屋面積明細(xì)表、土地權(quán)屬信息圖表等內(nèi)容(如圖5所示)，城市更新基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性對城市更新改造方案的編制至關(guān)重要，牽涉到政府、開發(fā)企業(yè)、村集體和村民的切身利益，為了保證城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫成果的質(zhì)量，有必要對其進(jìn)行全面檢查，而城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)多源性、數(shù)據(jù)量大、展現(xiàn)形式多樣的特點(diǎn)與檢核工期短產(chǎn)生了矛盾，單純依靠人工檢核的方式難以為繼，為此廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院基于FME平臺實(shí)現(xiàn)了城市更新基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)的自動化檢核[10]。

6 新型城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查在廣州市三滘村的應(yīng)用

目前新型城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查工作已在廣州市三滘村實(shí)施，其在新技術(shù)運(yùn)用、作業(yè)模式、質(zhì)量檢核等方面進(jìn)行了創(chuàng)新。

在三滘村新型城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查中應(yīng)用傾斜攝影測量技術(shù)，使得以往很難測量和區(qū)分的城中村屋頂房屋分層信息通過裸眼三維測圖系統(tǒng)得到解決；運(yùn)用實(shí)景三維模型裸眼測圖系統(tǒng)對三滘村內(nèi)房屋計算基底和建筑面積，與采用傳統(tǒng)全野外數(shù)字測量獲取的基地和建筑面積作為準(zhǔn)確值進(jìn)行比對，其誤差均值在 10 cm以內(nèi)，證明采用無人機(jī)傾斜攝影測量結(jié)合三維立體模型裸眼測圖系統(tǒng)能夠滿足城市更新房屋摸查工作的需要，提升了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查成果的準(zhǔn)確性，減輕了外業(yè)調(diào)查人員的工作強(qiáng)度。

在作業(yè)模式方面，通過一次基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查多個專題內(nèi)容，采集建構(gòu)筑物的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、權(quán)屬信息、用途、公建配套、歷史文保和市政設(shè)施信息，改變以往單個專題進(jìn)行單獨(dú)調(diào)查的作業(yè)模式，提升基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查的效率。

在質(zhì)量檢核方面，三滘村的城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)束后，生產(chǎn)出多個專題成果，為了檢查多源成果的準(zhǔn)確性和成果之間的邏輯一致性，以往通過人員逐一核對需要35個工作日才能完成的檢核工作，通過FME數(shù)據(jù)平臺對不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和分析，進(jìn)行自動化的數(shù)據(jù)匹配和對比分析，僅需1個工作日即可完成數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核工作，提升了數(shù)據(jù)檢核工作的準(zhǔn)確性和效率。

對于檢核無誤的城市更新數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到ArcGIS中構(gòu)建房屋、公建配套、文保線索、市政設(shè)施和交通設(shè)施等專題，對于每個圖層中的每個圖斑與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查成果通過唯一的編號實(shí)現(xiàn)掛接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計和各類圖表輸出，通過疊加三滘村范圍的城市總規(guī)、土地利用規(guī)劃和控規(guī)制作城市更新用地報批所需的各項(xiàng)材料。

7 結(jié) 論

在城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查中采用無人機(jī)傾斜攝影測量，運(yùn)用實(shí)景三維模型裸眼測圖系統(tǒng)對城中村房屋進(jìn)行基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)采集，滿足城市更新房屋摸查工作的需要，且勞動強(qiáng)度大大降低，數(shù)據(jù)獲取效率提升。通過1+X專題基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查模式，擴(kuò)大數(shù)據(jù)采集深度，F(xiàn)ME平臺的引入實(shí)現(xiàn)了多源城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)檢核的自動化，保證了城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量，以ArcGIS為平臺建立其城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，借助其空間分析功能為城市更新數(shù)據(jù)庫的管理、行政管理部門和開發(fā)企業(yè)提供了全方位的國土空間規(guī)劃測繪服務(wù)。諸多測繪高新技術(shù)、新平臺和新作業(yè)模式的引入，實(shí)現(xiàn)了城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查的創(chuàng)新，為新型城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查提供了范例，對推進(jìn)城市更新工作具有示范作用。