1引言

在快速變化的全球信息化發(fā)展過(guò)程中，空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和地理空間數(shù)據(jù)管理手段面臨著新的挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)外主要城市根據(jù)各自的需要，大力加強(qiáng)空間基礎(chǔ)設(shè)施信息的收集。對(duì)于城鄉(xiāng)規(guī)劃管理部門來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃區(qū)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的信息管理，掌握城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活的現(xiàn)狀和變化，作為城鄉(xiāng)規(guī)劃、城市建設(shè)和城市管理的重要基礎(chǔ)工作尤為重要。建筑信息具有覆蓋面廣、數(shù)據(jù)量大、信息收集困難等特點(diǎn)。城市建筑量、容積率、建筑密度、使用功能、空間分布等詳細(xì)信息可通過(guò)建筑信息準(zhǔn)確獲得，是城鄉(xiāng)規(guī)劃管理和城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

以建設(shè)項(xiàng)目為核心的空間屬性信息分布在規(guī)劃、建設(shè)、房地產(chǎn)等部門的審批環(huán)節(jié)，如空間圖形、建筑屬性等。目前，由于缺乏全面的數(shù)據(jù)集成機(jī)制，信息收集不能得到相同的管理，嚴(yán)重影響了空間信息的利用水平。因此，結(jié)合城鄉(xiāng)規(guī)劃自身的業(yè)務(wù)需求，建立完善的城鄉(xiāng)規(guī)劃建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理體系，建立健全長(zhǎng)期建筑空間信息管理、維護(hù)更新機(jī)制，打破城市建筑空間信息資源數(shù)據(jù)庫(kù)信息島模式，提高信息收集和數(shù)據(jù)應(yīng)用能力具有重要意義。

2方法和過(guò)程

2.建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)建設(shè)

城市建筑空間信息的整合實(shí)現(xiàn)了各種建筑圖形數(shù)據(jù)的集中管理。通過(guò)在建筑數(shù)據(jù)整合過(guò)程中形成一套城市空間建筑信息的管理和工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)建筑信息的整合和智能更新，通過(guò)完善的數(shù)據(jù)共享接口實(shí)現(xiàn)相關(guān)部門的數(shù)據(jù)互聯(lián)，促進(jìn)建筑空間信息結(jié)果的有效應(yīng)用。基于上述原因，新城市建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)信息管理模式的建設(shè)應(yīng)致力于以下研究：

（1）一套標(biāo)準(zhǔn)：建立宏觀、中、微觀的建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)體系。提出建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)，明確建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的內(nèi)容，建立建筑空間信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)，明確和詳細(xì)規(guī)定信息編碼規(guī)則、用途分類、調(diào)查表、技術(shù)方案、結(jié)果要求和標(biāo)準(zhǔn)。研究制定空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)過(guò)程和數(shù)據(jù)更新機(jī)制，滿足智能城市背景下城鄉(xiāng)規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)管理的需要。

(2)一組流程:整合全流程圖形和信息，構(gòu)建多源建筑數(shù)據(jù)庫(kù)。在統(tǒng)一數(shù)據(jù)整合流程、明確數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，以城市建設(shè)和規(guī)劃審批管理單位為核心，梳理并入庫(kù)城市建設(shè)相關(guān)的全過(guò)程建筑圖形和屬性數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基于城市用地功能單位的建設(shè)項(xiàng)目圖、文、表、檔信息的全生命周期關(guān)聯(lián)。

(3)基于G的研發(fā)平臺(tái)IS建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、瀏覽查詢、數(shù)據(jù)編輯、統(tǒng)計(jì)分析和決策輔助功能，實(shí)現(xiàn)大型建筑空間數(shù)據(jù)的可視化存儲(chǔ)、編輯、管理和更新。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑數(shù)據(jù)庫(kù)的屬性信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，開發(fā)城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃管理領(lǐng)域建筑信息的應(yīng)用功能，通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)跨部門數(shù)據(jù)共享交換的目標(biāo)。

（4）一系列應(yīng)用：通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外建筑空間信息管理應(yīng)用領(lǐng)域的研究分析，總結(jié)梳理不同建筑空間數(shù)據(jù)的類別和要求，建立建筑空間數(shù)據(jù)的量屬性集，建立基于建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)劃決策輔助范式，滿足規(guī)劃編制、審批、審批后管理、政策決策支持等需求。

2.梳理建設(shè)項(xiàng)目空間信息流通機(jī)制

2.2.1多元化建筑圖形資源運(yùn)行流通周期梳理建筑空間信息是在建設(shè)項(xiàng)目所在地相應(yīng)的城鄉(xiāng)規(guī)劃條件下逐步形成的。因此，有必要梳理各部門在相應(yīng)業(yè)務(wù)下產(chǎn)生的建筑空間信息。通過(guò)對(duì)城市建設(shè)職能部門的業(yè)務(wù)分析，涉及項(xiàng)目建設(shè)空間管理的部門主要是土地、規(guī)劃、住房和房地產(chǎn)；從建筑空間控制的角度來(lái)看，土地部門的管理主要是項(xiàng)目土地利用水平，規(guī)劃部門的管理從土地利用到建設(shè)單位，住房和房地產(chǎn)部門的建筑空間管理主要體現(xiàn)在住房和住房信息管理上。各職能部門的建設(shè)項(xiàng)目審批要素如表1所示。

2.2.建筑屬性數(shù)據(jù)庫(kù)作為建筑圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的外部屬性，是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)作為建筑圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的外部屬性，是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析的重要基礎(chǔ)。它可以對(duì)建筑空間信息進(jìn)行全面、深入的分析，幫助空間定位和顯示空間實(shí)體的分布特征，為規(guī)劃管理和規(guī)劃決策提供重要的參考信息。城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、編制、設(shè)計(jì)對(duì)建筑信息的需求水平不同，需要建立基于建設(shè)項(xiàng)目的宏觀、中、微觀管理結(jié)構(gòu)，從不同維度實(shí)現(xiàn)建筑信息的分析、管理和提取。建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)需要建立一套從不同維度進(jìn)行聚類分析的數(shù)據(jù)管理模式。為滿足城鄉(xiāng)規(guī)劃中各級(jí)建筑信息的應(yīng)用需求，本研究提出了建立項(xiàng)目-單層-樓層-房屋類型的多層次建筑信息管理模式，通過(guò)項(xiàng)目編號(hào)和單體編號(hào)建立建設(shè)項(xiàng)目與單體的空間屬性，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目的綜合管理。宏觀管理：以土地紅線、地塊為基本指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目的邊界、體積項(xiàng)目的統(tǒng)一管理。

中層：以建筑單體為基本單元，實(shí)現(xiàn)建筑高度、層數(shù)、使用功能、建筑數(shù)量等建筑建筑的管理。微觀層面：以建筑樓層和房屋類型為基本單元，實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件、樓層信息、房屋類型信息和預(yù)售銷售信息的管理（圖1）。

2.2.3以需求為導(dǎo)向的城鄉(xiāng)規(guī)劃信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)空間信息對(duì)應(yīng)的圖形信息庫(kù)和屬性信息。通過(guò)對(duì)建筑空間信息的綜合和深入分析，輔助空間定位和顯示空間實(shí)體分布特征，為規(guī)劃管理和決策提供重要的參考信息。以城鄉(xiāng)規(guī)劃應(yīng)用需求為導(dǎo)向，在合理的建筑特征屬性范圍內(nèi)建立深度優(yōu)化的建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，是建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的重要工作內(nèi)容。主要包括：規(guī)劃編制現(xiàn)狀信息分析提取、重大決策輔助支持、建筑全生命周期信息查詢、城市建筑保護(hù)等�；�于此，相應(yīng)的建筑屬性結(jié)構(gòu)庫(kù)的設(shè)計(jì)將直接為城鄉(xiāng)規(guī)劃的發(fā)展提供有利的輔助手段（圖2）。

2.三是建筑空間庫(kù)的和更新過(guò)程機(jī)制

2.3.1.在梳理各類建筑空間數(shù)據(jù)流通階段、制定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行全面整合。整合的主要工作包括完成各階段的數(shù)據(jù)信息收集、圖形轉(zhuǎn)換和信息補(bǔ)充調(diào)查。工作流程如下：（1）圖形整合：基于當(dāng)前地形圖完成建筑GIS對(duì)于未更新地形圖的建筑，結(jié)合定位紅線、竣工驗(yàn)線和遙感圖像圖，輔以現(xiàn)狀補(bǔ)充調(diào)查，完成區(qū)域內(nèi)建筑圖形的整合。（2）屬性要素輸入：根據(jù)建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的要求，完成建筑屬性項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、單體建筑的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和單體信息的屬性輸入。

（3）信息關(guān)聯(lián)：在完成項(xiàng)目圖形和屬性輸入的基礎(chǔ)上，根據(jù)項(xiàng)目信息和單一信息，相關(guān)規(guī)劃部門的審批信息、圖形材料和文本材料信息，使建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容與規(guī)劃信息無(wú)縫連接，預(yù)留端口實(shí)現(xiàn)與房地產(chǎn)等部門的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)對(duì)接。數(shù)據(jù)分類過(guò)程如圖3所示.3.2建筑空間數(shù)據(jù)更新機(jī)制研究在整合各階段建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)審批過(guò)程中數(shù)據(jù)更新的特點(diǎn)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)更新機(jī)制，確保建筑空間數(shù)據(jù)更新的及時(shí)、準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)更新主要設(shè)置在以下階段：建設(shè)項(xiàng)目總平面圖階段：進(jìn)入建設(shè)項(xiàng)目總平面圖審核時(shí)，完成總平面圖規(guī)則、項(xiàng)目范圍及相應(yīng)建筑輪廓、建設(shè)項(xiàng)目屬性和建設(shè)單個(gè)屬性相關(guān)輸入三個(gè)方面，所有建筑標(biāo)狀態(tài)。

建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃許可階段：建設(shè)項(xiàng)目頒發(fā)建設(shè)項(xiàng)目許可證后，完成定位紅線規(guī)則和上圖，定位圖中的建筑輪廓取代原總圖中的建筑輪廓線，并輸入相應(yīng)的屬性本階段的建筑標(biāo)識(shí)為在建狀態(tài)；竣工驗(yàn)收許可證階段：建設(shè)項(xiàng)目頒發(fā)竣工許可證后，完成竣工驗(yàn)收?qǐng)D規(guī)則和上圖，竣工圖中的建筑輪廓取代原定位圖中的建筑輪廓，并輸入相應(yīng)的屬性。本階段的建筑標(biāo)識(shí)為已建狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目生命周期內(nèi)的建筑空間數(shù)據(jù)更新（圖4）。

3實(shí)證案例

3.以長(zhǎng)沙湘江新區(qū)為例，建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

為了充分掌握城市建筑空間分布的特點(diǎn)，長(zhǎng)沙開展了建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用研究。本研究結(jié)合城市建設(shè)過(guò)程規(guī)劃管理部門批準(zhǔn)的圖形和審批屬性，建立了以湘江新區(qū)為試點(diǎn)區(qū)域的建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)。本研究包括4398棟竣工線圖建筑、3970棟定位紅線圖建筑、91484棟全要素地形圖和線性地形圖建筑，結(jié)合衛(wèi)星圖像補(bǔ)充現(xiàn)有建筑，檢查3112棟建筑，結(jié)合建筑使用功能和城鄉(xiāng)規(guī)劃土地分類標(biāo)準(zhǔn)，完成建筑性質(zhì)、建筑年齡、高度、材料等信息，形成長(zhǎng)沙湘江新區(qū)綜合建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)，在此基礎(chǔ)上，完成長(zhǎng)沙建筑空間數(shù)據(jù)管理平臺(tái)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)編輯和數(shù)據(jù)分析功能，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃批準(zhǔn)和編制中建筑數(shù)據(jù)的輔助決策（圖5）。

3.2建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用

建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)建成后，可在城市建筑容量分析、城市空間形式研究、公共配套設(shè)施服務(wù)范圍評(píng)價(jià)、項(xiàng)目選址分析、建設(shè)用地儲(chǔ)備、規(guī)劃編制、規(guī)劃修訂等規(guī)劃實(shí)施全過(guò)程中進(jìn)行服務(wù)和應(yīng)用，及時(shí)提取和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，為城鄉(xiāng)規(guī)劃發(fā)展和決策提供重要定量依據(jù)。建筑空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)見(jiàn)圖6.2.1.城市建筑容量分析建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)具有建筑信息詳細(xì)的特點(diǎn)，可以快速提取特定區(qū)域的建筑現(xiàn)狀信息，可以計(jì)算城鄉(xiāng)總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃和控制規(guī)劃范圍內(nèi)的建筑容積率、建筑密度、建筑高度、各種建筑用地面積和建筑面積的控制指標(biāo)，通過(guò)建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性輸入、建筑地板、建筑年齡、建筑性質(zhì)、基礎(chǔ)面積、建筑總面積等方面的信息可以在地理空間上定制統(tǒng)計(jì)，通過(guò)疊加控制詳細(xì)規(guī)劃、衛(wèi)星圖像等圖形，可以快速導(dǎo)出相應(yīng)的建筑經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，服務(wù)于規(guī)劃編制的數(shù)據(jù)支持（圖7）.2.2規(guī)劃實(shí)施效果評(píng)價(jià)通過(guò)區(qū)域建筑容積率、建筑密度、建筑高度、各種建筑面積控制指標(biāo)，與相應(yīng)的規(guī)劃指標(biāo)進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)規(guī)劃實(shí)施效果，為規(guī)劃修改調(diào)整、規(guī)劃管理和政策安排提供依據(jù)（圖8）。

3.2.根據(jù)建筑空間信息庫(kù)中不同時(shí)代建筑空間分布、建筑空間擴(kuò)展等時(shí)間線，分析城市空間邊界的進(jìn)化方向和進(jìn)化加速度，直觀可視化地把握城市的發(fā)展過(guò)程（圖9）。通過(guò)對(duì)建筑高度分布的具體視角分析，可以進(jìn)化出城市建筑高度分布的天際線，服務(wù)于建設(shè)項(xiàng)目的審批過(guò)程，在塑造美麗的城市景觀、天際線、最終建設(shè)城市建筑體系（圖10）方面發(fā)揮輔助作用。

4展望

建筑空間信息資源的整合改善了城鄉(xiāng)規(guī)劃的輔助手段，提高了規(guī)劃準(zhǔn)備、規(guī)劃審批、審批管理等業(yè)務(wù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為科學(xué)規(guī)劃提供了數(shù)據(jù)支持。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步和城鄉(xiāng)建設(shè)的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)規(guī)劃管理工作面臨著更高的要求。建筑信息資源的整合必須以高點(diǎn)為基礎(chǔ)，滿足多用戶的使用和共享，同時(shí)滿足建筑信息深度挖掘的需要。信息資源的廣泛覆蓋和深入挖掘是一個(gè)復(fù)雜的命題，建筑空間信息資源的整合是規(guī)劃信息工作的長(zhǎng)期任務(wù)，是一個(gè)不斷循環(huán)和改進(jìn)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，困難和挑戰(zhàn)并存。為了滿足人們對(duì)深入信息的追求，建筑空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)的未來(lái)工作應(yīng)從以下方面進(jìn)行深入的研究。

4.1建筑信息多維信息管理

結(jié)合BIM建立二維+三維數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和顯示形式，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目單元、建筑單元、建筑信息的精細(xì)管理DVP基于三維地理信息系統(tǒng)的核心，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)規(guī)劃管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)與三維平臺(tái)的無(wú)縫集成，支持二三維視圖同步聯(lián)動(dòng)、二三維信息集成查詢、三維規(guī)劃空間分析等圖形交互功能，為規(guī)劃管理提供多元化的空間信息參考，提高審批決策的科學(xué)性（圖14）。

4.二、建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)+”應(yīng)用模式

建筑管理的信息化和智能化構(gòu)建了智慧城市的物理基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步豐富建筑信息的內(nèi)涵，有必要探索能源使用信息、人口活動(dòng)、居住信息、交通信息等行業(yè)信息的整合，形成建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)+應(yīng)用模式，探索建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)在規(guī)劃編制、規(guī)劃審批、審批管理、實(shí)施評(píng)價(jià)等階段的廣泛應(yīng)用（圖15）。