1引言

在快速變化的全球信息化發(fā)展過程中，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)。國內(nèi)外主要城市根據(jù)各自的需要，大力加強空間基礎(chǔ)設(shè)施信息的收集。對于城鄉(xiāng)規(guī)劃管理部門來說，實現(xiàn)規(guī)劃區(qū)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的信息管理，掌握城市社會經(jīng)濟生產(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。城市建筑量、容積率、建筑密度、使用功能、空間分布等詳細信息可通過建筑信息準確獲得，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)集成機制，信息收集不能得到相同的管理，嚴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)庫及其管理體系，建立健全長期建筑空間信息管理、維護更新機制，打破城市建筑空間信息資源數(shù)據(jù)庫信息島模式，提高信息收集和數(shù)據(jù)應(yīng)用能力具有重要意義。

2方法和過程

2.建筑空間數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)目標建設(shè)

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

（1）一套標準：建立宏觀、中、微觀的建筑空間數(shù)據(jù)庫標準體系。提出建筑空間數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，明確建筑空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)的內(nèi)容，建立建筑空間信息數(shù)據(jù)標準和調(diào)查標準，明確和詳細規(guī)定信息編碼規(guī)則、用途分類、調(diào)查表、技術(shù)方案、結(jié)果要求和標準。研究制定空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程和數(shù)據(jù)更新機制，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。在統(tǒng)一數(shù)據(jù)整合流程、明確數(shù)據(jù)存儲標準的基礎(chǔ)上，以城市建設(shè)和規(guī)劃審批管理單位為核心，梳理并入庫城市建設(shè)相關(guān)的全過程建筑圖形和屬性數(shù)據(jù)，實現(xiàn)基于城市用地功能單位的建設(shè)項目圖、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IS建筑空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲、瀏覽查詢、數(shù)據(jù)編輯、統(tǒng)計分析和決策輔助功能，實現(xiàn)大型建筑空間數(shù)據(jù)的可視化存儲、編輯、管理和更新。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑數(shù)據(jù)庫的屬性信息進行數(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，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)跨部門數(shù)據(jù)共享交換的目標。

（4）一系列應(yīng)用：通過對國內(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)項目空間信息流通機制

2.2.1多元化建筑圖形資源運行流通周期梳理建筑空間信息是在建設(shè)項目所在地相應(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。通過對城市建設(shè)職能部門的業(yè)務(wù)分析，涉及項目建設(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看，土地部門的管理主要是項目土地利用水平，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)項目審批要素如表1所示。

2.2.建筑屬性數(shù)據(jù)庫作為建筑圖形數(shù)據(jù)庫的外部屬性，是數(shù)據(jù)統(tǒng)計作為建筑圖形數(shù)據(jù)庫的外部屬性，是數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析的重要基礎(chǔ)。它可以對建筑空間信息進行全面、深入的分析，幫助空間定位和顯示空間實體的分布特征，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)計對建筑信息的需求水平不同，需要建立基于建設(shè)項目的宏觀、中、微觀管理結(jié)構(gòu)，從不同維度實現(xiàn)建筑信息的分析、管理和提取。建筑空間數(shù)據(jù)庫需要建立一套從不同維度進行聚類分析的數(shù)據(jù)管理模式。為滿足城鄉(xiāng)規(guī)劃中各級建筑信息的應(yīng)用需求，本研究提出了建立項目-單層-樓層-房屋類型的多層次建筑信息管理模式，通過項目編號和單體編號建立建設(shè)項目與單體的空間屬性，實現(xiàn)建設(shè)項目的綜合管理。宏觀管理：以土地紅線、地塊為基本指標，實現(xiàn)建設(shè)項目的邊界、體積項目的統(tǒng)一管理。

中層：以建筑單體為基本單元，實現(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)庫建設(shè)標準設(shè)計城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)空間信息對應(yīng)的圖形信息庫和屬性信息。通過對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)庫結(jié)構(gòu)，是建筑空間數(shù)據(jù)庫建設(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、城市建筑保護等。基于此，相應(yīng)的建筑屬性結(jié)構(gòu)庫的設(shè)計將直接為城鄉(xiāng)規(guī)劃的發(fā)展提供有利的輔助手段（圖2）。

2.三是建筑空間庫的和更新過程機制

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)存儲和應(yīng)用標準的基礎(chǔ)上，對所有數(shù)據(jù)進行全面整合。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)換和信息補充調(diào)查。工作流程如下：（1）圖形整合：基于當前地形圖完成建筑GIS對于未更新地形圖的建筑，結(jié)合定位紅線、竣工驗線和遙感圖像圖，輔以現(xiàn)狀補充調(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)庫建設(shè)的要求，完成建筑屬性項目的經(jīng)濟技術(shù)指標、單體建筑的經(jīng)濟技術(shù)指標和單體信息的屬性輸入。

（3）信息關(guān)聯(lián)：在完成項目圖形和屬性輸入的基礎(chǔ)上，根據(jù)項目信息和單一信息，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)庫內(nèi)容與規(guī)劃信息無縫連接，預(yù)留端口實現(xiàn)與房地產(chǎn)等部門的長期數(shù)據(jù)對接。數(shù)據(jù)分類過程如圖3所示.3.2建筑空間數(shù)據(jù)更新機制研究在整合各階段建筑空間數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，通過分析城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)審批過程中數(shù)據(jù)更新的特點，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)更新機制，確保建筑空間數(shù)據(jù)更新的及時、準確。數(shù)據(jù)更新主要設(shè)置在以下階段：建設(shè)項目總平面圖階段：進入建設(shè)項目總平面圖審核時，完成總平面圖規(guī)則、項目范圍及相應(yīng)建筑輪廓、建設(shè)項目屬性和建設(shè)單個屬性相關(guān)輸入三個方面，所有建筑標狀態(tài)。

建設(shè)項目規(guī)劃許可階段：建設(shè)項目頒發(fā)建設(shè)項目許可證后，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識為在建狀態(tài)；竣工驗收許可證階段：建設(shè)項目頒發(fā)竣工許可證后，完成竣工驗收圖規(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。本階段的建筑標識為已建狀態(tài)，實現(xiàn)建設(shè)項目生命周期內(nèi)的建筑空間數(shù)據(jù)更新（圖4）。

3實證案例

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

為了充分掌握城市建筑空間分布的特點，長沙開展了建筑空間數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用研究。本研究結(jié)合城市建設(shè)過程規(guī)劃管理部門批準的圖形和審批屬性，建立了以湘江新區(qū)為試點區(qū)域的建筑空間數(shù)據(jù)庫。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)劃土地分類標準，完成建筑性質(zhì)、建筑年齡、高度、材料等信息，形成長沙湘江新區(qū)綜合建筑空間數(shù)據(jù)庫，在此基礎(chǔ)上，完成長沙建筑空間數(shù)據(jù)管理平臺研發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)編輯和數(shù)據(jù)分析功能，實現(xiàn)規(guī)劃批準和編制中建筑數(shù)據(jù)的輔助決策（圖5）。

3.2建筑空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

建筑空間數(shù)據(jù)庫建成后，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)范圍評價、項目選址分析、建設(shè)用地儲備、規(guī)劃編制、規(guī)劃修訂等規(guī)劃實施全過程中進行服務(wù)和應(yīng)用，及時提取和分析相關(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)見圖6.2.1.城市建筑容量分析建筑空間數(shù)據(jù)庫具有建筑信息詳細的特點，可以快速提取特定區(qū)域的建筑現(xiàn)狀信息，可以計算城鄉(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，通過建筑信息數(shù)據(jù)庫和屬性輸入、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，通過疊加控制詳細規(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)濟指標，服務(wù)于規(guī)劃編制的數(shù)據(jù)支持（圖7）.2.2規(guī)劃實施效果評價通過區(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，與相應(yīng)的規(guī)劃指標進行比較，評價規(guī)劃實施效果，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)建筑空間信息庫中不同時代建筑空間分布、建筑空間擴展等時間線，分析城市空間邊界的進化方向和進化加速度，直觀可視化地把握城市的發(fā)展過程（圖9）。通過對建筑高度分布的具體視角分析，可以進化出城市建筑高度分布的天際線，服務(wù)于建設(shè)項目的審批過程，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)劃準備、規(guī)劃審批、審批管理等業(yè)務(wù)的準確性和可靠性，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為基礎(chǔ)，滿足多用戶的使用和共享，同時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)劃信息工作的長期任務(wù)，是一個不斷循環(huán)和改進的過程。在這個過程中，困難和挑戰(zhàn)并存。為了滿足人們對深入信息的追求，建筑空間信息數(shù)據(jù)庫的未來工作應(yīng)從以下方面進行深入的研究。

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，實現(xiàn)項目單元、建筑單元、建筑信息的精細管理DVP基于三維地理信息系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)城鄉(xiāng)規(guī)劃管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)與三維平臺的無縫集成，支持二三維視圖同步聯(lián)動、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+”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、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+應(yīng)用模式，探索建筑空間數(shù)據(jù)庫在規(guī)劃編制、規(guī)劃審批、審批管理、實施評價等階段的廣泛應(yīng)用（圖15）。