基于“智慧住建一張圖”的大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用
——以濟(jì)南市為例

文｜濟(jì)南市房產(chǎn)測繪研究院 馬亞敏 李春光 李守鵬 王姣 李魯鋒

【關(guān)鍵字】智慧住建一張圖；住建數(shù)據(jù)全生命周期；數(shù)據(jù)更新；工地防疫

1.引言

現(xiàn)今，住建部門掌握全量的城鎮(zhèn)住房和房建項目信息，以濟(jì)南市為例，截止至2022 年6 月，住建數(shù)字化信息總數(shù)據(jù)量過13.8T，總記錄數(shù)超9.7 億條，每日新增超5 萬條，涉及用地規(guī)劃、工程規(guī)劃、項目招投標(biāo)、施工圖審查、施工許可、配套費征收、揚塵監(jiān)測、房產(chǎn)測繪、房產(chǎn)交易、維修資金、物業(yè)管理、房屋安全、城市更新、老舊小區(qū)、房改房、公房等21 大類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以及矢量底圖、遙感影像、房屋基礎(chǔ)幢面、物業(yè)區(qū)范圍、房屋底層數(shù)據(jù)普查、既有建筑抗震普查、自然災(zāi)害風(fēng)險普查、城市房屋建筑違法違規(guī)專項清查、土地招拍掛等28 類空間數(shù)據(jù)，如何有效的管理這些海量數(shù)據(jù)，并充分分析挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在價值，是本文研究的出發(fā)點和動力。

目前，為了提高數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)更新模式較獨立，同業(yè)務(wù)處室分管的業(yè)務(wù)多個系統(tǒng)之間可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享及更新，不同處室分管的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間一般為定期批量的進(jìn)行數(shù)據(jù)更新與共享，難以保持?jǐn)?shù)據(jù)的時效性與正確性，住建所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性與正確性，有效的數(shù)據(jù)共享更新的解決方案是當(dāng)下迫切需要的。

根據(jù)《濟(jì)南市數(shù)字政府建設(shè)實施方案（2019-2022 年）》，加快推進(jìn)智慧住建“1114+N”規(guī)劃建設(shè)[1]，借助信息化、智慧化技術(shù)手段，推進(jìn)基于GIS 技術(shù)的“智慧住建一張圖”管理系統(tǒng)建設(shè)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理全覆蓋和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)全融合，做到“數(shù)出一源”，全面實現(xiàn)住建行業(yè)智慧管理，完善智慧圖審、智慧建筑、智慧工地、智慧物業(yè)、智慧租賃等功能[2]。本文結(jié)合“智慧住建一張圖”，深入分析“智慧住建”大數(shù)據(jù)，得到“住建數(shù)據(jù)全生命周期模型”和基于業(yè)務(wù)驅(qū)動和ETL 技術(shù)的兩種數(shù)據(jù)更新模式，助力“智慧住建一張圖”建設(shè)和推廣應(yīng)用。

2.“智慧住建一張圖”大數(shù)據(jù)分析

2.1 “一張圖”是住建數(shù)據(jù)的底座

“智慧住建一張圖”大數(shù)據(jù)，根據(jù)其表現(xiàn)形式，分為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不帶有空間屬性，是住建系統(tǒng)日常運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；地圖數(shù)據(jù)帶有空間信息，在“一張圖”上可視化的數(shù)據(jù)，配合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，讓呆板的數(shù)據(jù)生動形象，展示結(jié)果直擊重點。如揚工地?fù)P塵監(jiān)測信息，其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以列表形式表現(xiàn)（圖1），毫無感染力，重點不突出。

圖1 揚塵監(jiān)測信息列表

揚塵監(jiān)測地圖數(shù)據(jù)將在建工程項目的揚塵監(jiān)測位置可視化的展示在一張圖上，并賦予了監(jiān)測位置業(yè)務(wù)屬性信息，如圖2，空氣質(zhì)量等級，讓系統(tǒng)用戶一目了然，可以直觀的了解“濟(jì)南高新萬達(dá)廣場項目8#地塊”正處于土方開挖階段，空氣污染比較嚴(yán)重，相關(guān)部門應(yīng)重點關(guān)注，并根據(jù)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)，可以估算對周邊具體區(qū)域的影響，如圖3，超過閾值時，需采取強(qiáng)制措施。

圖2 揚塵監(jiān)測地圖分布

圖3 受揚塵影響較大的在建工程信息

“智慧住建一張圖”將住建業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)完美融合，給業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)賦予空間位置和業(yè)務(wù)關(guān)注要點，產(chǎn)生比單一數(shù)據(jù)或多種數(shù)據(jù)組合而更有價值的高級信息，創(chuàng)造出1+1＞2 的效果，為政府部門提供有效的決策支撐。

2.2 住建業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

本文深入住建局各處室調(diào)研分析，梳理出以濟(jì)南市為例的項目全生命周期模型，下圖4 所示，共分為五大階段，立項階段、土地規(guī)劃階段、工程建設(shè)階段、交付階段和滅失階段，住建業(yè)務(wù)全部的數(shù)據(jù)均產(chǎn)生于該項目全生命周期的五大階段。

圖4 住建項目全生命周期

并結(jié)合濟(jì)南市住建局下屬的建設(shè)工程招投標(biāo)系統(tǒng)、濟(jì)南市質(zhì)量安全監(jiān)督管理系統(tǒng)、揚塵網(wǎng)格化管理系統(tǒng)、濟(jì)南市房產(chǎn)交易管理系統(tǒng)、維修基金和保障性住房電子票據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)、濟(jì)南市國有土地上房屋征收信息系統(tǒng)等39 個業(yè)務(wù)系統(tǒng)所生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的種類，最終將住建業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合為“房建工程”和“住房管理”兩個大類。

以“房建工程”和“住房管理”兩大核心業(yè)務(wù)為數(shù)據(jù)源頭，初步摸索出“住建數(shù)據(jù)全生命周期”的數(shù)據(jù)模型。從一塊土地開始規(guī)劃使用，到項目施工建設(shè)，到商品房網(wǎng)簽、物業(yè)管理最后到征收拆遷、城市更新收回土地，整個生命周期共分為21個節(jié)點。按業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生時間先后，該生命周期21 個節(jié)點具體為：

1-項目立項，2-用地規(guī)劃許可，3-工程規(guī)劃許可，4-項目招投標(biāo)，5-施工圖審查，6-施工許可，7-配套費征收，8-揚塵監(jiān)測，9-工地實名制，10-工程質(zhì)量與安全監(jiān)督，11-預(yù)售許可，12-竣工驗收，13-房產(chǎn)測繪，14-房產(chǎn)交易，15-維修資金管理，16-房地產(chǎn)市場監(jiān)管，17-物業(yè)管理，18-住房保障，19-房屋普查，20-征收拆遷，21-城市更新。

本文以房建工程和住房管理全生命周期為基線，將住建系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)串聯(lián)融合在一起，形成一個有機(jī)的整體，是開展“智慧住建一張圖”系統(tǒng)建設(shè)的基石。

2.3 住建空間數(shù)據(jù)

“智慧住建一張圖”運用GIS 技術(shù)將住建全生命周期數(shù)據(jù)展示到地圖上，謀求業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和空間地理信息數(shù)據(jù)相結(jié)合。在地圖上可直觀的反映業(yè)務(wù)信息，同時可通過業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)定位地圖位置，將業(yè)務(wù)同空間位置聯(lián)動，在地圖上綜合分析各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)以圖管房建項目，以圖管住房的數(shù)字化、時空化管控。

截止2022 年6 月底，濟(jì)南市通過房屋底層數(shù)據(jù)普查項目，共整理出490 萬個房屋幢面圖斑，給每個房屋幢面計算其幾何中心作為其質(zhì)心編碼屬性。住建空間數(shù)據(jù)以房屋幢面為基礎(chǔ)，關(guān)聯(lián)各房屋類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，給每類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)賦予關(guān)聯(lián)幢面的質(zhì)心編碼，可視化展示在“一張圖”上。

業(yè)務(wù)專題圖是將某類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按照關(guān)注的屬性信息分類展示，如圖6 房屋安全專題圖，按房屋類型分為：市直管公房-藍(lán)色氣泡，汛期危房-橙色氣泡，安全鑒定房屋-綠色氣泡，氣泡上的ABCD 字母代表危險等級，危險程度依次遞增，A 級指房屋完全能夠正常使用，B 級指基本能夠正常使用，C 級指有點危險需要加固，D 級指房屋整體很危險需要拆除。通過業(yè)務(wù)專題圖，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的可視化，能直觀地在一張圖上抓住關(guān)注重點，對各專題進(jìn)行綜合分析，挖掘數(shù)據(jù)價值。

圖5 住建業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)全生命周期

圖6 房屋安全專題圖

本文根據(jù)梳理的住建數(shù)據(jù)全生命周期的21 個節(jié)點，將涉及到的相關(guān)業(yè)務(wù)關(guān)鍵屬性進(jìn)行融合并賦予房屋幢面質(zhì)心編碼，梳理整合了房產(chǎn)測繪檔案專題圖、商品房網(wǎng)簽專題圖、存量房網(wǎng)簽專題圖、維修資金專題圖、物業(yè)管理專題圖、保障性住房專題圖、房改房專題圖、直管公房專題圖、征收拆遷專題圖、城市更新專題圖、老舊小區(qū)專題圖、加裝電梯專題圖、在建停車場項目專題圖、房地產(chǎn)市場監(jiān)測專題圖、近三年土地招拍掛專題圖、城建檔案專題圖、12345 熱線專題圖、基礎(chǔ)房屋普查專題圖、自然災(zāi)害普查專題圖、抗震普查專題圖、城市房屋建筑違法違規(guī)清查專題圖、自建房普查專題圖、在建工程專題圖、揚塵監(jiān)測專題圖等25 類業(yè)務(wù)專題圖。

其中商品房網(wǎng)簽數(shù)據(jù)是較為重點關(guān)注的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，因此在全局-小比例尺和局部-大比例尺兩種模式下分別進(jìn)行專題展示。小比例尺模式下，可查看全市商品房網(wǎng)簽價格的熱力圖，如圖7 所示，紅色越艷麗表明網(wǎng)簽價格越高，其中左側(cè)面板展示了濟(jì)南市各區(qū)縣的網(wǎng)簽均價、近一年各月份網(wǎng)簽均價、近一年各月份成交總金額這三類統(tǒng)計信息。

圖7 商品房網(wǎng)簽專題圖-熱力圖

大比例尺模式下，可查看每幢樓的網(wǎng)簽情況，如圖8 所示。

圖8 商品房網(wǎng)簽專題圖-氣泡圖

基于上述這25 類業(yè)務(wù)專題圖，可基本滿足住建局日常數(shù)據(jù)調(diào)度分析工作，并可深入分析住建數(shù)據(jù)內(nèi)在聯(lián)系和變化趨勢，為行業(yè)發(fā)展和科學(xué)決策提供依據(jù)。

3.更新機(jī)制

由于住建系統(tǒng)業(yè)務(wù)有著數(shù)據(jù)量大、變化快、變動大等特點，為保證房屋業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時效性，需要制定有效的數(shù)據(jù)抽取、空間化和更新入庫的解決方案，通過分析各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實時性的要求，最終更新方案確定為以下兩種：

（1）實時更新：基于業(yè)務(wù)驅(qū)動，通過數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步更新。

（2）批量更新：借助kettle 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行批量抽取、匹配、更新。

3.1 基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的實時更新模式

業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)后，會觸發(fā)關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的監(jiān)聽接口，及時捕獲數(shù)據(jù)更新操作并提取變化數(shù)據(jù)。如濟(jì)南市房產(chǎn)交易相關(guān)的系統(tǒng)就有3 個：交易GIS 系統(tǒng)、濟(jì)南市房產(chǎn)交易管理系統(tǒng)和濟(jì)南市房產(chǎn)GIS 管理系統(tǒng)，這三個系統(tǒng)均使用 “房屋用途”這個元數(shù)據(jù)，其中濟(jì)南市房產(chǎn)GIS 管理系統(tǒng)生產(chǎn)“房屋用途”數(shù)據(jù)。為了保證“房屋用途”的實時一致性，因此采用這種基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的實時更新模式，只要在房產(chǎn)GIS 管理系統(tǒng)新增、編輯和刪除“房屋用途”，就會觸發(fā)其他兩個系統(tǒng)的監(jiān)聽接口，提取這些變化的“房屋用途”，并在各自系統(tǒng)驗證無誤后，進(jìn)行更新入庫。

基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的實時更新模式另一個重要的應(yīng)用是保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)空間化過程中業(yè)務(wù)庫和空間庫的實時一致性[3-7]。第2 章梳理的21 大類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)均沒有空間坐標(biāo)信息，要在“一張圖”中可視化展示的第一步就是進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)空間化，其具體過程為：

（1）房產(chǎn)GIS 管理系系統(tǒng)中生產(chǎn)的基礎(chǔ)幢表、基礎(chǔ)戶室、測繪房屋面表作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其中基礎(chǔ)幢表和測繪房屋面的關(guān)聯(lián)字段為“樓幢編碼”，具有唯一性；基礎(chǔ)幢表和基礎(chǔ)戶室表的關(guān)聯(lián)字段是“樓幢ID”，也具有唯一性；為每一測繪房屋面計算質(zhì)心作為房屋面的唯一幾何編碼-“質(zhì)心編碼”；將房屋面的“質(zhì)心編碼”通過關(guān)聯(lián)關(guān)系，更新至基礎(chǔ)戶室表中。

（2）將商品房網(wǎng)簽、存量房網(wǎng)簽、維修資金、保障房、房改房、公房、房產(chǎn)測繪檔案數(shù)據(jù)等匹配基礎(chǔ)戶室表，獲取其對應(yīng)的“質(zhì)心編碼”后，觸發(fā)“一張圖”系統(tǒng)接口，將匹配的“質(zhì)心編碼”更新至“一張圖”業(yè)務(wù)成果庫和空間庫，在“一張圖”平臺上即可實時看到業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)空間化效果和已完成數(shù)據(jù)量。

3.2 基于ETL 技術(shù)的批量更新模式

基于ETL 技術(shù)的批量更新模式，主要適用于實時性要求不高的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的更新，如每天、每周、每月的更新頻率，如商品房網(wǎng)簽數(shù)據(jù)、維修資金數(shù)據(jù)等。更新方案是將源數(shù)據(jù)獲取存放在Postgresql（PG）數(shù)據(jù)庫中，運行Kettle 軟件中寫好的匹配腳本完成數(shù)據(jù)匹配工作，再將匹配好的數(shù)據(jù)傳輸至目標(biāo)數(shù)據(jù)庫的一個流程。整個方案主要涉及數(shù)據(jù)庫連接、構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸文件、編寫自動匹配的腳本和制定數(shù)據(jù)動態(tài)更新技術(shù)路線[8-10]。

制定數(shù)據(jù)動態(tài)更新技術(shù)路線是基于ETL 技術(shù)批量更新的核心，該模式基于時間概念制定的數(shù)據(jù)動態(tài)更新技術(shù)路線是根據(jù)源數(shù)據(jù)表內(nèi)涵的時間字段，該字段可以記錄每條數(shù)據(jù)增加或者更新的時間，通過在SQL 語句上添加where 條件實現(xiàn)對已存在的、未變化的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，每次都只抽取新數(shù)據(jù)。方案主要包括創(chuàng)建時間戳存儲表、獲取時間戳并設(shè)置變量、添加數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換文件、更新時間戳。如圖9 所示。

圖9 數(shù)據(jù)動態(tài)獲取方案

自2021 年7 月 至2022 年6 月，基 于ETL 技術(shù)批量取更新抽數(shù)據(jù)量匯總，如表1。

4.應(yīng)用實例

2022 年4 中旬月至5 月初，濟(jì)南建設(shè)工地疫情形勢嚴(yán)峻，我們積極響應(yīng)“疫情就是命令，防控就是責(zé)任”的號召，第一時間參與市建設(shè)工地疫情防控工作專班，有力支援了建設(shè)工地疫情防控工作，為全濟(jì)南市疫情防控工作取得階段性勝利，做出了突出貢獻(xiàn)。

我們團(tuán)隊深入分析濟(jì)南市2041 個建設(shè)工地，類型（園林、交通、房建、水利）、所屬區(qū)縣、項目負(fù)責(zé)人及23 萬余工地人員等在建項目數(shù)據(jù)和衛(wèi)健委核酸檢測數(shù)據(jù)，在“一張圖”框架下建設(shè)了“工地防疫一張圖”，如圖10。

圖10 工地防疫一張圖

將“疫情三區(qū)圖”與“在建工程項目圖”疊加分析，得到“封控區(qū)、管控區(qū)、防范區(qū)”三區(qū)內(nèi)的在建項目詳情，如圖11，三區(qū)內(nèi)的項目工地人員是需要重點關(guān)注的。

圖11 管控區(qū)內(nèi)在建項目

通過濟(jì)南衛(wèi)健委核酸檢測信息接口，實時抽取工地23 萬余人的核酸信息，與本地人員庫進(jìn)行核對，排查出“未核酸”人員，如圖12，及其所在區(qū)縣、項目，通報給各區(qū)縣負(fù)責(zé)人，敦促全所有工地人員全員核酸，及時監(jiān)控工地人員核酸異常，助力濟(jì)南疫情防控。

圖12 項目人員核酸信息

5.結(jié)束語

本文結(jié)合濟(jì)南住建行業(yè)的業(yè)務(wù)管理和“一張圖”可視化應(yīng)用，深入分析了住建行業(yè)21 大類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和28 大類空間數(shù)據(jù)，制定了基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的實時更新和基于ETL 技術(shù)的批量更新兩種更新方案，并在濟(jì)南疫情期間，積極響應(yīng)政府號召，有力支援建設(shè)工地疫情防控工作，取得了較好的應(yīng)用效果。但是目前總結(jié)的21 大類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中還有更細(xì)的子類，比如商品房網(wǎng)簽數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)簽人員信息、網(wǎng)簽合同信息、變更信息、基礎(chǔ)幢信息、戶室信息等，需要再深入梳理。并且，在空間數(shù)據(jù)更新方面，目前未找到較好的增量更新模式，還需要進(jìn)行再分析再研究，找到一條高效的更新途徑。