利用GIS進(jìn)行城市老舊小區(qū)改造動(dòng)態(tài)管理

王米山

(山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第七地質(zhì)大隊(duì), 山東 臨沂 276006)

0 引言

城市老舊小區(qū)是指建造時(shí)間超過(guò)20年以上、公共服務(wù)較為缺項(xiàng)以及市政配套設(shè)施老化等問(wèn)題比較突出的居住小區(qū)[1]。它存在既有管理體制上的原因,也有思想觀念的原因,即:老舊小區(qū)建成年代早,配套指標(biāo)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低;一些開(kāi)發(fā)建設(shè)單位不按規(guī)劃建設(shè)相應(yīng)的配套設(shè)施,造成配套設(shè)施不全;缺乏完善的保養(yǎng)維護(hù)和管理服務(wù)機(jī)制以及相應(yīng)的監(jiān)督機(jī)制,使得房屋建筑本體和附屬設(shè)備嚴(yán)重老化;老舊小區(qū)內(nèi)大部分居民受福利制傳統(tǒng)意識(shí)影響,缺乏消費(fèi)者付費(fèi)觀念。因此,國(guó)家對(duì)城市老舊小區(qū)改造都給予了高度的關(guān)注,并將城市老舊小區(qū)改造納入政府公共服務(wù)。2019年4月,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳、國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳、財(cái)政部辦公廳聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于做好2019年老舊小區(qū)改造工作的通知》,全面推進(jìn)城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造[2-3]。本論文借助地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System, GIS)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù),探索城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目從規(guī)劃、審批、施工、驗(yàn)收及維護(hù)的全過(guò)程管理流程,開(kāi)發(fā)城市老舊小區(qū)改造動(dòng)態(tài)管理平臺(tái),在“一張圖”上,直觀展示老舊小區(qū)改造工程的整個(gè)流程,視頻監(jiān)控城市老舊小區(qū)項(xiàng)目改造情況,實(shí)現(xiàn)以圖管理城市老舊小區(qū)改造的新手段,確保改造工程的順利實(shí)施。

1 設(shè)計(jì)思路

1.1 構(gòu)建以“一張圖”管理城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)管理模式

傳統(tǒng)城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目的信息都是用紙質(zhì)管理,缺乏用信息化的手段,對(duì)各個(gè)改造項(xiàng)目的進(jìn)展也無(wú)法統(tǒng)一進(jìn)行展示,本論文采用以1∶500大比例尺地形圖、遙感影像數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為底圖,在統(tǒng)一坐標(biāo)系下,結(jié)合規(guī)劃圖、管線圖、施工圖等專(zhuān)題地圖,形成城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目“一張圖”。在“一張圖”的基礎(chǔ)上,疊加項(xiàng)目的審批信息,改造小區(qū)信息、房屋信息、施工信息等數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)改造項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)管理。

1.2 構(gòu)建多源多尺度的城市老舊小區(qū)全周期數(shù)據(jù)庫(kù)

對(duì)城市老舊小區(qū)的小區(qū)數(shù)據(jù)、房屋數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)、設(shè)施數(shù)據(jù)、審批數(shù)據(jù)等進(jìn)行梳理和檢查,將屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行空間化,掛接到“一張圖”中,建立圖與項(xiàng)目,圖與小區(qū),圖與圖之間聯(lián)系,形成城市老舊小區(qū)全周期數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.3 基于SOA架構(gòu),搭建城市老舊小區(qū)改造動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)

面向服務(wù)架構(gòu)(Service-Oriented Architecture,SOA架構(gòu))可實(shí)現(xiàn)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā),高穩(wěn)定可用。它既能夠有效整合當(dāng)前包括數(shù)據(jù)、功能、業(yè)務(wù)等各類(lèi)既有的信息化資源,同時(shí)也支持未來(lái)其他資源的便捷接入,并能跟隨大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)全新IT時(shí)代的潮流趨勢(shì)。因此,城市老舊小區(qū)改造動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)具有可擴(kuò)展、可決策、可展示的能力,滿足老舊小區(qū)改造的需求[4]。

1.4 建立健全的老舊小區(qū)管理機(jī)制

為了鞏固老舊小區(qū)改造成果,維護(hù)良好的居住環(huán)境,要在尊重群眾意愿、考量居民支付能力的基礎(chǔ)上,基于城市老舊小區(qū)改造動(dòng)態(tài)管理平臺(tái),逐步建立改造后老舊小區(qū)的維護(hù)管理長(zhǎng)效機(jī)制[5]。

2 平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目流程設(shè)計(jì)

城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目流程包括四個(gè)階段:前期規(guī)劃階段、項(xiàng)目審批階段、項(xiàng)目實(shí)施階段和項(xiàng)目驗(yàn)收及維護(hù)階段。前期規(guī)劃階段是成立城市改造小組,對(duì)城市內(nèi)的老舊小區(qū)進(jìn)行初步篩選,通過(guò)政策宣傳和民意調(diào)查等手段,選擇出問(wèn)題突出的老舊小區(qū)納入改造規(guī)劃中,并確定改造方案和實(shí)施方案;項(xiàng)目審批階段是對(duì)改造項(xiàng)目進(jìn)行可研分析和調(diào)研,優(yōu)化方案,對(duì)提出的改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)及概算進(jìn)行審批,并再次優(yōu)化方案。方案通過(guò)后,一方面申請(qǐng)資金,另一方面確定施工圖和各方面預(yù)算,最后對(duì)改造項(xiàng)目進(jìn)行招標(biāo);項(xiàng)目實(shí)施階段包括兩部分,一部分是改造項(xiàng)目施工和竣工,一部分是進(jìn)行老舊小區(qū)動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā),并最終完成。項(xiàng)目驗(yàn)收及維護(hù)階段是完成項(xiàng)目改造和平臺(tái)驗(yàn)收,并根據(jù)小區(qū)現(xiàn)狀結(jié)合民意,選擇后續(xù)老舊小區(qū)管理模式,其結(jié)果是做好老舊小區(qū)改造后續(xù)的管理工作。圖1是城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目流程設(shè)計(jì)圖。

圖1 城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目流程設(shè)計(jì)示意圖

2.2 框架設(shè)計(jì)

城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目采用“安全-豐富-高效”的框架設(shè)計(jì)(圖2),分別對(duì)應(yīng)軟硬件支撐層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層以及用戶層。軟硬件支撐層包括PC端、移動(dòng)端、服務(wù)器端設(shè)備、核心交換機(jī)、GIS軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件等,為整個(gè)平臺(tái)提供最基礎(chǔ)的軟硬件安全保障;數(shù)據(jù)層包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、老舊小區(qū)改造項(xiàng)目數(shù)據(jù)、老舊小區(qū)專(zhuān)題數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)以及平臺(tái)運(yùn)維管理數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)構(gòu)成了城市老舊小區(qū)改造全周期數(shù)據(jù)庫(kù),為平臺(tái)提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐;服務(wù)層包括GIS服務(wù)、消息服務(wù)、統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)、數(shù)據(jù)共享服務(wù)、項(xiàng)

圖2 城市老舊小區(qū)改造動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)框架設(shè)計(jì)示意圖

目管理服務(wù)以及其他公共服務(wù),通過(guò)SOA架構(gòu),搭建了應(yīng)用層中的城市老舊小區(qū)改造動(dòng)態(tài)管理平臺(tái);用戶層是指平臺(tái)的管理或者使用用戶,包括城市管理部門(mén)、改造項(xiàng)目辦公室、街道辦事處、物業(yè)公司、小區(qū)住戶等人員。通過(guò)建立健全長(zhǎng)效的城市老舊小區(qū)管理機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及保障體系,確保老舊小區(qū)后期的維護(hù)管理工作以及平臺(tái)的正常運(yùn)行。

3 城市老舊小區(qū)改造全周期數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)內(nèi)容

城市老舊小區(qū)改造全周期數(shù)據(jù)庫(kù)包括如下五類(lèi):基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、老舊小區(qū)改造項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)、老舊小區(qū)專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)、運(yùn)維管理數(shù)據(jù)庫(kù)。基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)包含1∶500大比例尺地形圖、高分辨率遙感影像、地名地址數(shù)據(jù)等[6];老舊小區(qū)改造項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)包括改造小區(qū)項(xiàng)目的空間數(shù)據(jù),如:改造小區(qū)項(xiàng)目坐標(biāo)數(shù)據(jù)、改造后的交通、綠地、水系、停車(chē)位數(shù)據(jù)等,改造小區(qū)項(xiàng)目所涉及的屬性數(shù)據(jù),如:施工單位、改造動(dòng)態(tài)以及改造計(jì)劃等;老舊小區(qū)專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)包括小區(qū)數(shù)據(jù)、樓房數(shù)據(jù)、小區(qū)人員數(shù)據(jù)以及街道社區(qū)數(shù)據(jù)等[7];多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)是在改造過(guò)程中積累下來(lái)的圖形數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)以及文本數(shù)據(jù)等;運(yùn)維管理數(shù)據(jù)庫(kù)則包括權(quán)限數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、角色數(shù)據(jù)以及日志數(shù)據(jù)等。城市老舊小區(qū)改造全周期數(shù)據(jù)庫(kù)如圖3所示。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)E-R設(shè)計(jì)

實(shí)體-關(guān)系(Entity-Relationship Diagram, E-R)方法是描述現(xiàn)實(shí)世界概念結(jié)構(gòu)模型的有效方法[8]。城市老舊小區(qū)改造數(shù)據(jù)種類(lèi)多,數(shù)據(jù)量大,為了能更好梳理清楚數(shù)據(jù)之間關(guān)系,采用E-R圖表示。圖4為老舊小區(qū)改造項(xiàng)目的E-R圖。

4 城市老舊小區(qū)改造動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

城市老舊小區(qū)改造動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)基于SOA架構(gòu),采用了Spring MVC框架進(jìn)行開(kāi)發(fā);GIS平臺(tái)軟件采用ArcGIS10.5以及利用ArcGIS API for Java Script進(jìn)行Web開(kāi)發(fā);數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)采用Oracle11g+ArcSDE。平臺(tái)包括四大核心功能:老舊小區(qū)改造項(xiàng)目動(dòng)態(tài)視圖管理、老舊小區(qū)改造項(xiàng)目信息上報(bào)管理、老舊小區(qū)改造項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)度管理和老舊小區(qū)改造項(xiàng)目地圖管理。

圖3 城市老舊小區(qū)改造全周期數(shù)據(jù)庫(kù)示意圖

圖4 城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目的E-R圖

4.1 老舊小區(qū)改造項(xiàng)目動(dòng)態(tài)視圖管理

動(dòng)態(tài)視圖管理功能提供老舊小區(qū)改造時(shí)的各種動(dòng)態(tài)視圖,包括老舊小區(qū)項(xiàng)目群視圖、老舊小區(qū)項(xiàng)目視圖、老舊小區(qū)改造單元視圖。老舊小區(qū)項(xiàng)目群視圖則是管理整個(gè)城市的所有老舊小區(qū)改造項(xiàng)目,可以查看每個(gè)改造小區(qū)的進(jìn)展情況,對(duì)于項(xiàng)目滯后情況預(yù)警提示,并顯示改造工作的進(jìn)展;老舊小區(qū)項(xiàng)目視圖是將一個(gè)改造項(xiàng)目的房屋、道路、綠地、水系、市政設(shè)施分割為數(shù)個(gè)改造單元,展示截止當(dāng)前時(shí)間改造單元的概況信息。包括已改造的單元、未改造的單元、逾期未改造的單元等,根據(jù)逾期情況用不同顏色的圖標(biāo)來(lái)自動(dòng)告警,并在地圖上直觀展現(xiàn),清晰展示改造單元管理工作的施工情況;老舊小區(qū)改造單元視圖可以查看每個(gè)改造單元的動(dòng)態(tài)情況,包括改造單元的基本信息、重要事件、存在問(wèn)題、下一步計(jì)劃等內(nèi)容,實(shí)時(shí)監(jiān)控著項(xiàng)目的進(jìn)展。因此,老舊小區(qū)改造項(xiàng)目動(dòng)態(tài)視圖管理是從改造小區(qū)項(xiàng)目群、改造小區(qū)項(xiàng)目、改造單元三個(gè)視角實(shí)時(shí)監(jiān)控老舊小區(qū)改造的進(jìn)展情況,確保工作的開(kāi)展,工期順利完成。動(dòng)態(tài)視圖管理功能如圖5所示。

圖5 城市老舊小區(qū)動(dòng)態(tài)視圖管理功能示意圖

4.2 老舊小區(qū)改造項(xiàng)目信息上報(bào)管理

信息上報(bào)管理功能提供在老舊小區(qū)改造管理過(guò)程中重要事件上報(bào)并進(jìn)行跟蹤管理,包括兩個(gè)方面:一方面是以周為單位,形成項(xiàng)目周邊,對(duì)改造動(dòng)態(tài)、重要事件、存在問(wèn)題等進(jìn)行上報(bào)管理。另一方面是實(shí)現(xiàn)對(duì)特定信息生成的重要事件發(fā)送給負(fù)責(zé)人員,及時(shí)督促事件處理。包括新增改造小區(qū)項(xiàng)目、查詢(xún)或者修改已有的改造小區(qū)項(xiàng)目信息等。

4.3 老舊小區(qū)改造項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)度管理

計(jì)劃進(jìn)度管理功能提供編輯和管理每個(gè)老舊小區(qū)改造項(xiàng)目的計(jì)劃表、進(jìn)度表、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、重要事件和存在問(wèn)題等信息,滿足決策者對(duì)城市老舊小區(qū)改造項(xiàng)目的管理,幫助決策者全面掌控進(jìn)度情況,實(shí)現(xiàn)基于計(jì)劃表對(duì)改造項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行上報(bào)和監(jiān)控,能夠?qū)Ρ扔?jì)劃表、進(jìn)度信息對(duì)出現(xiàn)滯后項(xiàng)目情況進(jìn)行分析,依據(jù)逾期情況的不同對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行不同顏色圖標(biāo)標(biāo)記告警,直觀展示項(xiàng)目進(jìn)度情況。

4.4 老舊小區(qū)改造項(xiàng)目地圖管理

地圖管理功能是整個(gè)平臺(tái)展示的窗口,所有信息匯聚在這“一張圖”上,提供GIS地圖的相關(guān)功能,主要包括:地圖和專(zhuān)題數(shù)據(jù)展示、地圖圖層控制、屬性信息查詢(xún)、分析和統(tǒng)計(jì)、地圖量算和繪制。地圖和專(zhuān)題數(shù)據(jù)展示實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的放大、縮小、全圖、漫游等;地圖圖層控制是在統(tǒng)一的坐標(biāo)系下疊加1∶500地形圖、遙感影像數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、老舊小區(qū)改造項(xiàng)目數(shù)據(jù)等,通過(guò)圖層按鈕進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的自由切換、透明度設(shè)置和多屏對(duì)比等功能[9]。屬性信息查詢(xún)、分析和統(tǒng)計(jì)功能是對(duì)動(dòng)態(tài)視圖的老舊小區(qū)改造項(xiàng)目群數(shù)據(jù)、老舊小區(qū)改造項(xiàng)目數(shù)據(jù)、老舊小區(qū)改造單元數(shù)據(jù)、計(jì)劃進(jìn)度數(shù)據(jù)、信息上報(bào)數(shù)據(jù)等進(jìn)行查詢(xún)、分析及統(tǒng)計(jì),并可以生成查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)報(bào)表,便于項(xiàng)目管理。地圖量算和繪制是可以在地圖上進(jìn)行量算長(zhǎng)度和面積,繪制點(diǎn)、線和面圖形等。

5 關(guān)鍵技術(shù)研究

5.1 基于SOA架構(gòu)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的穩(wěn)定可用

SOA的一個(gè)自然特性是通過(guò)協(xié)作編排,充分復(fù)用已有的服務(wù),對(duì)于信息系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展來(lái)說(shuō),它是一種創(chuàng)新的、靈活的、可伸縮的方法。SOA方法強(qiáng)調(diào)在服務(wù)松耦合基礎(chǔ)上的復(fù)用。松耦合減少了直接修改代碼,避免軟件代碼出現(xiàn)盤(pán)根錯(cuò)節(jié)的局面[10]。SOA架構(gòu)擺脫了具體的語(yǔ)言框架(如Java、Net、PHP),以服務(wù)契約的方式進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)更加合適的業(yè)務(wù)分析設(shè)計(jì)方法(BPM (業(yè)務(wù)流程管理，Business Process Modeling)、SOMA(一款手機(jī)即時(shí)應(yīng)用軟件))得到的成果,能夠直接地接與服務(wù)對(duì)接。服務(wù)就作為業(yè)務(wù)與IT之間的橋梁。業(yè)務(wù)要求通過(guò)服務(wù)落地到IT實(shí)現(xiàn)上變得更加直接。IT也能夠根據(jù)業(yè)務(wù)要求做出更快速地響應(yīng),提高了敏捷性。

5.2 基于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的高速數(shù)據(jù)存取技術(shù)

現(xiàn)有的各類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜,數(shù)據(jù)吞吐量不斷加大。另一方面,用戶體驗(yàn)要求越來(lái)越高,最終用戶對(duì)超過(guò)3秒的系統(tǒng)響應(yīng)一般都難以接受。在海量數(shù)據(jù)環(huán)境下,如何達(dá)到高性能的系統(tǒng)響應(yīng),這就必須引入內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。在傳統(tǒng)的應(yīng)用中,由應(yīng)用系統(tǒng)訪問(wèn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(如Oracle)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高性能存取訪問(wèn)。但是,在多節(jié)點(diǎn)、PB級(jí)海量數(shù)據(jù)面前,基于文件系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)無(wú)論怎么調(diào)優(yōu),都很難滿足用戶的高性能體驗(yàn)要求。為解決這個(gè)問(wèn)題,SAP公司推出的HANA(分析軟件High-Performonce Analytic Appliance)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)分布在全球范圍內(nèi)的聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(On-Line Transaction Processing, OLTP)數(shù)據(jù)在秒級(jí)內(nèi)的采集、入庫(kù)和聯(lián)機(jī)分析。在不同應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同時(shí),某個(gè)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)的修改,需要馬上被另一個(gè)應(yīng)用所感知。以往基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性,內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)則可以馬上得到反映。

6 結(jié)束語(yǔ)

“智慧城市”建設(shè)在各大城市展開(kāi)建設(shè),已經(jīng)取得了巨大成果,為政府部門(mén)提供“一張圖”服務(wù),在此基礎(chǔ)上,本論文研究了如何在城市老舊小區(qū)改造中,引入“一張圖”,實(shí)現(xiàn)以圖管理老舊小區(qū)改造項(xiàng)目。目前,平臺(tái)運(yùn)行良好,通過(guò)該平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了老舊小區(qū)改造項(xiàng)目的管理,但也存在基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)更新不及時(shí),網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定、老舊小區(qū)改造項(xiàng)目信息填寫(xiě)不規(guī)范等問(wèn)題,下一步平臺(tái)建設(shè)一方面加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、完善工作管理機(jī)制;另一方面完善平臺(tái)功能,不斷滿足城市管理部門(mén)的需要。