基于“智慧住建一張圖”的大數據分析與應用
——以濟南市為例

文｜濟南市房產測繪研究院 馬亞敏 李春光 李守鵬 王姣 李魯鋒

【關鍵字】智慧住建一張圖；住建數據全生命周期；數據更新；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，以濟南市為例，截止至2022 年6 月，住建數字化信息總數據量過13.8T，總記錄數超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、施工圖審查、施工許可、配套費征收、揚塵監(jiān)測、房產測繪、房產交易、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)務數據，以及矢量底圖、遙感影像、房屋基礎幢面、物業(yè)區(qū)范圍、房屋底層數據普查、既有建筑抗震普查、自然災害風險普查、城市房屋建筑違法違規(guī)專項清查、土地招拍掛等28 類空間數據，如何有效的管理這些海量數據，并充分分析挖掘數據內在價值，是本文研究的出發(fā)點和動力。

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

根據《濟南市數字政府建設實施方案（2019-2022 年）》，加快推進智慧住建“1114+N”規(guī)劃建設[1]，借助信息化、智慧化技術手段，推進基于GIS 技術的“智慧住建一張圖”管理系統(tǒng)建設，基礎數據管理全覆蓋和業(yè)務數據全融合，做到“數出一源”，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]。本文結合“智慧住建一張圖”，深入分析“智慧住建”大數據，得到“住建數據全生命周期模型”和基于業(yè)務驅動和ETL 技術的兩種數據更新模式，助力“智慧住建一張圖”建設和推廣應用。

2.“智慧住建一張圖”大數據分析

2.1 “一張圖”是住建數據的底座

“智慧住建一張圖”大數據，根據其表現(xiàn)形式，分為業(yè)務數據和地圖數據。業(yè)務數據不帶有空間屬性，是住建系統(tǒng)日常運行產生的數據；地圖數據帶有空間信息，在“一張圖”上可視化的數據，配合業(yè)務數據，讓呆板的數據生動形象，展示結果直擊重點。如揚工地揚塵監(jiān)測信息，其業(yè)務數據以列表形式表現(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)測地圖數據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)務屬性信息，如圖2，空氣質量等級，讓系統(tǒng)用戶一目了然，可以直觀的了解“濟南高新萬達廣場項目8#地塊”正處于土方開挖階段，空氣污染比較嚴重，相關部門應重點關注，并根據風速和風向數據，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)務數據和地圖數據完美融合，給業(yè)務數據賦予空間位置和業(yè)務關注要點，產生比單一數據或多種數據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)務數據

本文深入住建局各處室調研分析，梳理出以濟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、工程建設階段、交付階段和滅失階段，住建業(yè)務全部的數據均產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

并結合濟南市住建局下屬的建設工程招投標系統(tǒng)、濟南市質量安全監(jiān)督管理系統(tǒng)、揚塵網格化管理系統(tǒng)、濟南市房產交易管理系統(tǒng)、維修基金和保障性住房電子票據應用系統(tǒng)、濟南市國有土地上房屋征收信息系統(tǒng)等39 個業(yè)務系統(tǒng)所生產業(yè)務數據的種類，最終將住建業(yè)務數據整合為“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)務為數據源頭，初步摸索出“住建數據全生命周期”的數據模型。從一塊土地開始規(guī)劃使用，到項目施工建設，到商品房網簽、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)務數據產生時間先后，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，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-工程質量與安全監(jiān)督，11-預售許可，12-竣工驗收，13-房產測繪，14-房產交易，15-維修資金管理，16-房地產市場監(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)務數據串聯(lián)融合在一起，形成一個有機的整體，是開展“智慧住建一張圖”系統(tǒng)建設的基石。

2.3 住建空間數據

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

截止2022 年6 月底，濟南市通過房屋底層數據普查項目，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心編碼屬性。住建空間數據以房屋幢面為基礎，關聯(lián)各房屋類業(yè)務數據，給每類業(yè)務數據賦予關聯(lián)幢面的質心編碼，可視化展示在“一張圖”上。

業(yè)務專題圖是將某類業(yè)務數據按照關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)務專題圖，實現(xiàn)業(yè)務數據的可視化，能直觀地在一張圖上抓住關注重點，對各專題進行綜合分析，挖掘數據價值。

圖5 住建業(yè)務數據全生命周期

圖6 房屋安全專題圖

本文根據梳理的住建數據全生命周期的21 個節(jié)點，將涉及到的相關業(yè)務關鍵屬性進行融合并賦予房屋幢面質心編碼，梳理整合了房產測繪檔案專題圖、商品房網簽專題圖、存量房網簽專題圖、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、基礎房屋普查專題圖、自然災害普查專題圖、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)務專題圖。

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

圖7 商品房網簽專題圖-熱力圖

大比例尺模式下，可查看每幢樓的網簽情況，如圖8 所示。

圖8 商品房網簽專題圖-氣泡圖

基于上述這25 類業(yè)務專題圖，可基本滿足住建局日常數據調度分析工作，并可深入分析住建數據內在聯(lián)系和變化趨勢，為行業(yè)發(fā)展和科學決策提供依據。

3.更新機制

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

（1）實時更新：基于業(yè)務驅動，通過數據接口，實現(xiàn)跨系統(tǒng)的數據同步更新。

（2）批量更新：借助kettle 軟件對數據進行批量抽取、匹配、更新。

3.1 基于業(yè)務驅動的實時更新模式

業(yè)務系統(tǒng)產生數據后，會觸發(fā)關聯(lián)業(yè)務系統(tǒng)的監(jiān)聽接口，及時捕獲數據更新操作并提取變化數據。如濟南市房產交易相關的系統(tǒng)就有3 個：交易GIS 系統(tǒng)、濟南市房產交易管理系統(tǒng)和濟南市房產GIS 管理系統(tǒng)，這三個系統(tǒng)均使用 “房屋用途”這個元數據，其中濟南市房產GIS 管理系統(tǒng)生產“房屋用途”數據。為了保證“房屋用途”的實時一致性，因此采用這種基于業(yè)務驅動的實時更新模式，只要在房產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，進行更新入庫。

基于業(yè)務驅動的實時更新模式另一個重要的應用是保證業(yè)務數據空間化過程中業(yè)務庫和空間庫的實時一致性[3-7]。第2 章梳理的21 大類業(yè)務數據均沒有空間坐標信息，要在“一張圖”中可視化展示的第一步就是進行業(yè)務數據空間化，其具體過程為：

（1）房產GIS 管理系系統(tǒng)中生產的基礎幢表、基礎戶室、測繪房屋面表作為基礎數據，其中基礎幢表和測繪房屋面的關聯(lián)字段為“樓幢編碼”，具有唯一性；基礎幢表和基礎戶室表的關聯(lián)字段是“樓幢ID”，也具有唯一性；為每一測繪房屋面計算質心作為房屋面的唯一幾何編碼-“質心編碼”；將房屋面的“質心編碼”通過關聯(lián)關系，更新至基礎戶室表中。

（2）將商品房網簽、存量房網簽、維修資金、保障房、房改房、公房、房產測繪檔案數據等匹配基礎戶室表，獲取其對應的“質心編碼”后，觸發(fā)“一張圖”系統(tǒng)接口，將匹配的“質心編碼”更新至“一張圖”業(yè)務成果庫和空間庫，在“一張圖”平臺上即可實時看到業(yè)務數據空間化效果和已完成數據量。

3.2 基于ETL 技術的批量更新模式

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

制定數據動態(tài)更新技術路線是基于ETL 技術批量更新的核心，該模式基于時間概念制定的數據動態(tài)更新技術路線是根據源數據表內涵的時間字段，該字段可以記錄每條數據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、未變化的歷史數據進行過濾，每次都只抽取新數據。方案主要包括創(chuàng)建時間戳存儲表、獲取時間戳并設置變量、添加數據轉換文件、更新時間戳。如圖9 所示。

圖9 數據動態(tài)獲取方案

自2021 年7 月 至2022 年6 月，基 于ETL 技術批量取更新抽數據量匯總，如表1。

4.應用實例

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

我們團隊深入分析濟南市2041 個建設工地，類型（園林、交通、房建、水利）、所屬區(qū)縣、項目負責人及23 萬余工地人員等在建項目數據和衛(wèi)健委核酸檢測數據，在“一張圖”框架下建設了“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)內的在建項目詳情，如圖11，三區(qū)內的項目工地人員是需要重點關注的。

圖11 管控區(qū)內在建項目

通過濟南衛(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)縣負責人，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，助力濟南疫情防控。

圖12 項目人員核酸信息

5.結束語

本文結合濟南住建行業(yè)的業(yè)務管理和“一張圖”可視化應用，深入分析了住建行業(yè)21 大類業(yè)務數據和28 大類空間數據，制定了基于業(yè)務驅動的實時更新和基于ETL 技術的批量更新兩種更新方案，并在濟南疫情期間，積極響應政府號召，有力支援建設工地疫情防控工作，取得了較好的應用效果。但是目前總結的21 大類業(yè)務數據中還有更細的子類，比如商品房網簽數據，包括網簽人員信息、網簽合同信息、變更信息、基礎幢信息、戶室信息等，需要再深入梳理。并且，在空間數據更新方面，目前未找到較好的增量更新模式，還需要進行再分析再研究，找到一條高效的更新途徑。