基于ArcEngine 10.1的建筑設(shè)計方案指標審查系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

李靜蘭，包永剛

(太原市勘察測繪研究院，山西 太原 030002)

1 引 言

2018年5月14日，國務(wù)院辦公廳正式頒布《國務(wù)院辦公廳關(guān)于開展工程建設(shè)項目審批制度改革試點的通知》(國辦發(fā)【2018】33號)，《通知》提出2018年試點地區(qū)建成工程建設(shè)項目審批制度框架和管理系統(tǒng)，按照規(guī)定的流程，審批時間壓減一半以上。規(guī)劃與設(shè)計方案審查是建設(shè)工程規(guī)劃許可之前必須進行的技術(shù)審查，視作建設(shè)工程規(guī)劃許可的前置階段。《通知》要求建設(shè)工程規(guī)劃許可證核發(fā)時一并進行設(shè)計方案審查。設(shè)計方案審查中有關(guān)規(guī)劃設(shè)計條件的技術(shù)指標審查工作尤其煩瑣、復(fù)雜，工作耗時最長也最易出錯。若大幅度提高技術(shù)指標審核工作效率與質(zhì)量，對于審批時間的壓減將起到關(guān)鍵性作用。

2 建筑工程規(guī)劃設(shè)計方案審查現(xiàn)狀及存在的問題

設(shè)計方案審查有關(guān)規(guī)劃條件的技術(shù)指標內(nèi)容主要包括容積率、建筑密度、建筑規(guī)模、建筑層數(shù)、建筑高度、室內(nèi)外停車數(shù)量、綠地率等。目前，建筑設(shè)計方案審查耗時長、易出錯、問題不宜定位，一套設(shè)計方案的規(guī)劃條件的技術(shù)指標審查普遍在半個月到一個月之間。這一問題的主要原因如下：

(1)規(guī)則復(fù)雜

技術(shù)指標審查有關(guān)建筑面積、計容面積的計算規(guī)則非常復(fù)雜，如何計算一般與建筑物的性質(zhì)、功能、層高、地上地下位置有關(guān)。建筑面積計算以《建筑工程建筑面積計算規(guī)范》(GB/T50353-2005)為依據(jù)，計容面積一般都有地方的執(zhí)行依據(jù)，如太原市城鄉(xiāng)規(guī)劃局執(zhí)行《太原市容積率、建筑密度的計算規(guī)則》。

(2)制圖數(shù)據(jù)信息解讀復(fù)雜

技術(shù)指標審查是按照相關(guān)依據(jù)對項目CAD建筑設(shè)計方案圖紙進行信息解析與計算，最終得出相關(guān)條件指標信息。CAD圖紙在CAD輔助制圖系統(tǒng)下生成，圖紙信息依靠人工對符號、標注等的解讀來獲取，信息量大、指標計算過程漫長、易出錯。雖然，可以使用一定的輔助計算工具，但是仍然以人工審查為主。人工審查工作質(zhì)量不穩(wěn)定、出現(xiàn)問題難以定位分析，審查工作效率難以提高。

3 問題解決思路

基于以上分析，提高設(shè)計方案審查工作效率可以從數(shù)據(jù)規(guī)范環(huán)節(jié)入手，結(jié)合自動化數(shù)據(jù)分析與計算手段的使用，將人工信息解讀轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C對信息的解讀，提高效率與正確性。另一方面，實現(xiàn)計算過程可追溯、錯誤可定位分析，以加強對設(shè)計方案審查過程的有效監(jiān)督。

實現(xiàn)設(shè)計方案自動化解析與計算，重點在于設(shè)計方案數(shù)據(jù)規(guī)范的確定與信息解析。

數(shù)據(jù)規(guī)范化的目的是便于計算機進行信息解析，包括三個方面，①數(shù)據(jù)格式與組織，指將CAD制圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具有嚴格空間數(shù)據(jù)特征的空間數(shù)據(jù)庫格式，同時按照一定規(guī)則進行數(shù)據(jù)存儲組織；②空間數(shù)據(jù)圖層命名規(guī)則與要素編碼，根據(jù)設(shè)計方案審查內(nèi)容與規(guī)則，定義圖層、要素；③屬性字段，根據(jù)審查規(guī)則，定義必要屬性信息、填寫規(guī)則、數(shù)據(jù)類型，用于指標計算。

自動化數(shù)據(jù)分析與計算軟件的功能主要包括信息解析、計算與輸出。保障信息順利解析，首先要確保數(shù)據(jù)嚴格符合標準要求，因此對輸入數(shù)據(jù)須進行全面的規(guī)范性檢查。通過對空間數(shù)據(jù)識別解析，獲取方案基礎(chǔ)信息，并根據(jù)審查規(guī)則進行指標的匯總計算，最終輸出審查結(jié)果。

4 設(shè)計方案審查數(shù)據(jù)規(guī)范

(1)數(shù)據(jù)格式

數(shù)據(jù)格式采用ArcGIS 10.1常見空間數(shù)據(jù)庫格式，包括PGDB，F(xiàn)ileGDB。

(2)數(shù)據(jù)內(nèi)容

設(shè)計方案審查數(shù)據(jù)內(nèi)容應(yīng)反映指標審查的所有內(nèi)容，如表1所示。

設(shè)計方案指標審查內(nèi)容 表1

根據(jù)信息解析與計算規(guī)則，將審查內(nèi)容進行細分，確定設(shè)計方案審查數(shù)據(jù)庫內(nèi)容、存儲組織要求及命名規(guī)則。

(3)數(shù)據(jù)組織

一個設(shè)計方案組織為一個數(shù)據(jù)庫文件(一個PGDB或FileGDB文件)。數(shù)據(jù)庫文件中，一棟建筑物基底范圍及該建筑物各分層平面組織在一個數(shù)據(jù)集中，建筑物基底、分層平面圖為要素層(FeatureClass)，總平、綠地、停車位存儲為要素層。一個分層平面對應(yīng)一個要素層，多個平面結(jié)構(gòu)相同的樓層使用一個要素層表達，如表2所示。

設(shè)計方案指標審查內(nèi)容存儲組織 表2

(4)要素分類與代碼

總平圖表示的內(nèi)容必須按照規(guī)范要求進行要素分類并賦值正確的要素代碼，如表3所示。

設(shè)計方案指標審查內(nèi)容要素分類與代碼 表3

(5)屬性

圍繞指標計算規(guī)則，將審查內(nèi)容類別、性質(zhì)、功能、面積等信息規(guī)范為屬性，如表4所示。

設(shè)計方案指標審查內(nèi)容要素屬性 表4

5 系統(tǒng)實現(xiàn)的技術(shù)路線與思路

5.1 系統(tǒng)架構(gòu)與主要功能模塊

該系統(tǒng)采用多層體系架構(gòu)，由數(shù)據(jù)層、功能組件層和應(yīng)用表現(xiàn)層構(gòu)成，采用C/S架構(gòu)，使用Visual Studio2010開發(fā)平臺，基于ArcEngine 10.1組件及Access 2010數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，功能模塊包括數(shù)據(jù)規(guī)范性檢查、數(shù)據(jù)計算校核、指標計算、成果輸出等(如圖1所示)。

圖1 功能模塊圖

5.2 實現(xiàn)思路

(1)數(shù)據(jù)規(guī)范檢查與方案信息解析

系統(tǒng)實現(xiàn)的難點在于依據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)范進行檢查與信息解析，數(shù)規(guī)范性檢查內(nèi)容如表5所示。

數(shù)據(jù)檢查內(nèi)容 表5

續(xù)表5

信息解析與數(shù)據(jù)檢查交叉進行，一方面，信息解析需要以一定的數(shù)據(jù)規(guī)范性為前提，數(shù)據(jù)規(guī)范性檢查如圖3所示，另一方面，一致性檢查又要以解析的信息為基礎(chǔ)。需建立一條合理路徑以減少代碼的重復(fù)或復(fù)雜性。一致性檢查分為五個層次進行(如圖2所示)：①總平與建筑物數(shù)據(jù)集、停車位布局、綠地圖層一致性檢查。總平圖層存在的要素應(yīng)具有對應(yīng)圖層數(shù)據(jù)，并根據(jù)圖層命名規(guī)則識別；②總平與分層平面一致性檢查，總平圖層存在的建筑物應(yīng)具有對應(yīng)的分層平面數(shù)據(jù)圖層；③基底與分層平面一致性檢查。基底的分層信息(樓層、分層數(shù)據(jù)數(shù)量)與分層平面一致；④分層布局與分層平面一致性檢查，分層布局與分層平面一一對應(yīng)；⑤分層布局內(nèi)部數(shù)據(jù)一致性檢查，分層布局數(shù)據(jù)的層數(shù)信息與樓層信息一致。

一致性檢查滿足要求后，再進行圖層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)檢查、信息解析。

圖2 一致性檢查

圖3數(shù)據(jù)規(guī)范性檢查

(2)指標計算

指標計算不屬于本系統(tǒng)開發(fā)的難點，為提高效率、減少代碼復(fù)雜度，數(shù)據(jù)庫設(shè)計時充分考慮對數(shù)據(jù)庫視圖的利用。指標計算將以信息解析結(jié)果為基礎(chǔ)，分別統(tǒng)計匯總各項技術(shù)指標并進行計算(如圖4所示)。容積率、綠地率、建筑密度等通過代碼計算實現(xiàn)。

圖4 指標匯總

系統(tǒng)對空間數(shù)據(jù)的讀取、檢查、信息解析代碼較多，本文不再詳細展示，系統(tǒng)指標成果如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)指標成果

(3)成果輸出

使用NPOI2.3.0.0實現(xiàn)Excel格式成果的輸出。NPOI是一個完全開源的Java寫成的庫，能夠在沒有安裝微軟Office或者相應(yīng)環(huán)境的情況下讀寫Excel、Word等微軟OLE2組件文檔，幾乎支持所有的Office97～Office2013的文件格式。

根據(jù)成果規(guī)范，制定輸出模版(Excel97～2013均可)。成果輸出時，以輸出模版為基礎(chǔ)，從系統(tǒng)成果表中讀取指標，填寫信息后存儲在本地指定路徑下即可。將指標名稱、指標值、指標存儲單元地址(行、列信息)存儲在輸出成果表TB_CGSC中。

5.3 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

根據(jù)功能設(shè)計思路，數(shù)據(jù)庫由五大類表與視圖構(gòu)成，如圖6所示。

圖6 表與視圖

檢查信息表，存儲圖層、字段名稱及類型、屬性內(nèi)容規(guī)范，實現(xiàn)基于配置的數(shù)據(jù)檢查功能，同時記錄檢查結(jié)果信息。

信息解析表，將空間數(shù)據(jù)讀取寫入到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，便于數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計。主要存儲析數(shù)據(jù)位置、圖層信息(名稱、類型)、方案原始信息(總平、基底、分層、分層布局、停車位)。

匯總視圖，包括檢查匯總視圖與指標匯總視圖。檢查匯總視圖用于輔助檢查數(shù)據(jù)一致性，如分層數(shù)據(jù)數(shù)量與樓層層數(shù)的一致性；指標匯總視圖用于實現(xiàn)分層、單體、整體方案各類指標的匯總統(tǒng)計。

成果輸出表，記錄最終整體方案、單體指標信息及輸出參數(shù)。

6 結(jié) 語

工程建設(shè)項目審批制度改革正在各地如火如荼地開展中，信息化手段在實施層面提供了全面的技術(shù)支持，是改革最終落地的有力保障。信息化手段不僅在宏觀業(yè)務(wù)層面可以發(fā)揮巨大的作用，在微觀層面同樣具有重要意義。建筑設(shè)計方案審查系統(tǒng)不僅提高審查工作的效率，更重要的是實現(xiàn)建筑設(shè)計方案的規(guī)范化，為后續(xù)審查追溯、建設(shè)工程規(guī)劃許可、批后管理、規(guī)劃認可都提供了清晰準確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

在實際工作中，大型業(yè)務(wù)系統(tǒng)從整體出發(fā)規(guī)范業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，大大提高審批效率，但是，規(guī)范、干凈的數(shù)據(jù)輸入是業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行的前提條件，業(yè)務(wù)系統(tǒng)對外部環(huán)境也提出了較高的要求。因此，關(guān)注審批制度改革，利用信息技術(shù)服務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與實際業(yè)務(wù)環(huán)境有效銜接是非常有意義的。