發(fā)布時(shí)間：2020-05-09所屬分類(lèi)：建筑師職稱(chēng)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：城市建筑物信息調(diào)查涉及面廣、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況復(fù)雜，面對(duì)精準(zhǔn)、快速、高效、全面完成城市建筑物信息調(diào)查的工作要求，開(kāi)展了建筑物信息實(shí)時(shí)云協(xié)同調(diào)查系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研發(fā)，攻克了實(shí)時(shí)在線協(xié)同地理信息數(shù)據(jù)編輯操作關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多用戶、跨平臺(tái)在線實(shí)時(shí)協(xié)同
摘 要：城市建筑物信息調(diào)查涉及面廣、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況復(fù)雜，面對(duì)精準(zhǔn)、快速、高效、全面完成城市建筑物信息調(diào)查的工作要求，開(kāi)展了建筑物信息實(shí)時(shí)云協(xié)同調(diào)查系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研發(fā)，攻克了實(shí)時(shí)在線協(xié)同地理信息數(shù)據(jù)編輯操作關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多用戶、跨平臺(tái)在線實(shí)時(shí)協(xié)同調(diào)查。系統(tǒng)部署在用戶自用終端，不需要單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)設(shè)備終端，節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)采集設(shè)備的經(jīng)費(fèi)，較以往的傳統(tǒng)方式，大大提高了信息的獲取效率。系統(tǒng)在重慶市主城區(qū)建筑物實(shí)體信息調(diào)查與數(shù)據(jù)建設(shè)項(xiàng)目中得到了應(yīng)用與實(shí)踐，在各項(xiàng)同類(lèi)數(shù)據(jù)調(diào)查、規(guī)劃調(diào)查、數(shù)據(jù)采集與處理中均有較好的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：建筑物信息;云協(xié)同調(diào)查;系統(tǒng)設(shè)計(jì)
城市建筑物信息涉及面較廣、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況復(fù)雜，面對(duì)精準(zhǔn)、快速、高效、全面完成城市建筑物信息調(diào)查的工作要求，依靠以往的紙制方式或智能移動(dòng)終端調(diào)繪，成本高且無(wú)法實(shí)現(xiàn)協(xié)同。基于此，開(kāi)展建筑物信息實(shí)時(shí)云協(xié)同調(diào)查關(guān)鍵技術(shù)探索與應(yīng)用，為快速、精準(zhǔn)、高效、全面完成城市建筑物信息調(diào)查提供技術(shù)支撐，為同類(lèi)數(shù)據(jù)調(diào)查、規(guī)劃調(diào)查、數(shù)據(jù)采集與處理提供經(jīng)驗(yàn)。
1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
當(dāng)前，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者開(kāi)展了信息調(diào)查相關(guān)的研究。董群(2016)開(kāi)展了基于移動(dòng)終端的草地信息協(xié)同采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)端的信息采集;傅婧開(kāi)展了基于云計(jì)算的企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新影響因素研究，通過(guò)運(yùn)用規(guī)范分析、定性與定量的方法，為企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的更好發(fā)展提供理論借鑒;魏建波等(2015)基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)(ASP)和ArcGIS平臺(tái)，結(jié)合構(gòu)建的多維度、多尺度指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)了貧困地區(qū)多維信息獲取及貧困程度測(cè)算;劉新等(2009)開(kāi)發(fā)的面向森林資源調(diào)查的采集軟件較高效率地完成樣地?cái)?shù)據(jù)采集任務(wù);Greitans等(2013)設(shè)計(jì)了一套基于Web的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)站能效狀態(tài)監(jiān)測(cè)，它允許高頻度從單一總線有線傳感器和系統(tǒng)集成的無(wú)線傳感器獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù);Diego等人(2015)提出利用有線/無(wú)線混合方式獲取智慧城市文化遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的方法[1-5]。信息采集技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)展，取得了諸多成果，但均沒(méi)有應(yīng)用于微觀層面的城市建筑物信息調(diào)查，并且在云架構(gòu)、實(shí)時(shí)信息采集、人員協(xié)同工作、在線信息反饋、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)入庫(kù)等方面還未一體化集成[1-5]。
2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1需求分析
城市建筑物信息調(diào)查涉及點(diǎn)多、面廣、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況復(fù)雜，且外業(yè)調(diào)查投入人員較多，需同時(shí)協(xié)同開(kāi)展信息調(diào)查工作。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，應(yīng)滿足3方面的需求：第一，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)定位、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)照片、視頻和錄音信息采集與同步上傳，支持多人同時(shí)協(xié)同開(kāi)展信息采集與信息錄入。為減少成本，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)多平臺(tái)使用。第二，支持多層級(jí)權(quán)限分配，采集數(shù)據(jù)內(nèi)容的實(shí)時(shí)后臺(tái)審核、質(zhì)檢，外調(diào)用戶位置追蹤。考慮到重慶市是典型的山城城市，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)任務(wù)的智能調(diào)配。第三，為保證數(shù)據(jù)安全，后臺(tái)系統(tǒng)應(yīng)支持私有云上傳和下載，支持用戶的管理、數(shù)據(jù)處理等功能。
2.2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)外業(yè)調(diào)查的特點(diǎn)與需求，建筑物信息實(shí)時(shí)云協(xié)同調(diào)查系統(tǒng)架構(gòu)在云環(huán)境的支撐下，包括數(shù)據(jù)層、系統(tǒng)層、應(yīng)用層，其中系統(tǒng)層由網(wǎng)絡(luò)眾包采集子系統(tǒng)、云計(jì)算智能分配子系統(tǒng)、云計(jì)算后臺(tái)管理子系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)建設(shè)框架如圖1所示。
數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)部分，包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、高分辨率遙感影像、建筑物基底面，為系統(tǒng)提供底圖及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，為外業(yè)調(diào)查提供目標(biāo)源數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)層是建設(shè)的核心部分，包括網(wǎng)絡(luò)眾包采集子系統(tǒng)、云計(jì)算智能分配子系統(tǒng)、云計(jì)算后臺(tái)管理子系統(tǒng)三大子系統(tǒng)，為外業(yè)調(diào)查提供基礎(chǔ)工作。
應(yīng)用層是業(yè)務(wù)使用部分，基于HTML5技術(shù)，實(shí)現(xiàn)PC端、移動(dòng)端(蘋(píng)果、安卓)等跨平臺(tái)的同步數(shù)據(jù)采集與質(zhì)檢。
2.3系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)
1)網(wǎng)絡(luò)眾包采集子系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)眾包采集子系統(tǒng)主要用于外業(yè)調(diào)查用戶，包括任務(wù)更新、任務(wù)接受模塊以及完整的數(shù)據(jù)采集流程，以保證調(diào)查數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和高效性。子系統(tǒng)采用基于ASP.NET架構(gòu)的B/S模式，基于Ajax、HTML5技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的異步交互。
系統(tǒng)主要功能模塊涉及用戶注冊(cè)與登錄、任務(wù)區(qū)選擇、信息調(diào)查與錄入、拍照、錄音、提交審核、添加新要素、切換任務(wù)區(qū)、衛(wèi)星定位、其他輔助等功能，如圖2所示。
2)云計(jì)算智能分配子系統(tǒng)。云計(jì)算智能分配子系統(tǒng)主要用于普通管理員用戶，包括對(duì)所轄外調(diào)用戶任務(wù)、權(quán)限分配，采集數(shù)據(jù)內(nèi)容的審核、質(zhì)檢以及所轄外調(diào)用戶位置追蹤等功能模塊，以保證任務(wù)安排的合理性和監(jiān)管整個(gè)數(shù)據(jù)采集流程。子系統(tǒng)同樣采用基于ASP.NET架構(gòu)的B/S模式，基于Ajax技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶終端與服務(wù)器端的異步交互，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。
3)云計(jì)算后臺(tái)管理子系統(tǒng)。云計(jì)算后臺(tái)管理子系統(tǒng)主要用于最高管理員用戶，包括對(duì)普通管理員和所有外調(diào)用戶的管理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)成果私有云上傳和下載以及安全控制模塊，是整個(gè)建筑物實(shí)體調(diào)查系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐模塊。子系統(tǒng)并不是一個(gè)單一的管理系統(tǒng)，而是以阿里私有云管理平臺(tái)為依托，組合使用了多種管理工具，包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具、Web服務(wù)管理工具、數(shù)據(jù)處理插件工具、安全輔助工具等共同搭建的完整后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)。子系統(tǒng)安全管理涉及外調(diào)采集過(guò)程中數(shù)據(jù)上傳下載安全控制和私有云安全控制2個(gè)部分，外調(diào)采集部分安全控制通過(guò)HTTPS安全通道來(lái)實(shí)現(xiàn)，私有云部分安全控制結(jié)合阿里云安全管理機(jī)制和數(shù)據(jù)加密來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。
3應(yīng)用實(shí)踐
利用實(shí)時(shí)云協(xié)同調(diào)查系統(tǒng)在重慶市主城區(qū)建筑物實(shí)體信息調(diào)查與數(shù)據(jù)建設(shè)項(xiàng)目中開(kāi)展了應(yīng)用工作。
3.1確定調(diào)查內(nèi)容
重慶市主城區(qū)建筑物實(shí)體信息調(diào)查開(kāi)展之前，結(jié)合支撐規(guī)劃研究、規(guī)劃編制、實(shí)施評(píng)估和城市規(guī)劃管理工作的需求，經(jīng)過(guò)充分調(diào)研和論證，并結(jié)合重慶的實(shí)際，按照《城鎮(zhèn)建筑物信息調(diào)查技術(shù)規(guī)程》(DB50/T769-2017)、《地理信息地址分類(lèi)與編碼規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定了調(diào)查內(nèi)容，包括樓棟實(shí)體、樓層實(shí)體2個(gè)層級(jí)。其中樓棟實(shí)體主要調(diào)查每一棟建筑物樓棟附屬信息，涉及每一棟建筑物的建筑物名稱(chēng)、建筑物別稱(chēng)、地址、建筑地上層數(shù)、建筑地下層數(shù)、建筑年代、樓棟號(hào)、建筑狀態(tài)等信息;樓層實(shí)體主要調(diào)查每一棟建筑物信息樓層附屬信息，包括每一層的樓層標(biāo)識(shí)(指樓層層號(hào))和每一層樓層使用用途。
3.2外調(diào)前內(nèi)業(yè)處理
通過(guò)收集總平圖、竣工圖、1∶500地形圖、高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)，提取建筑物信息輪廓線。其中，總平圖、竣工圖、1∶500地形圖中涉及到樓層信息、建筑物結(jié)構(gòu)信息也一并提取，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)清洗、屬性賦值、外調(diào)前成果檢查等技術(shù)流程，并與建筑物信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，形成外業(yè)調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
3.3研發(fā)調(diào)查系統(tǒng)
基于建筑物信息外業(yè)調(diào)查范圍廣、數(shù)據(jù)量大、涉及大量外業(yè)調(diào)查人員協(xié)同調(diào)查的應(yīng)用需求，研發(fā)一套建筑物信息實(shí)時(shí)云協(xié)同調(diào)查系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)外業(yè)拍照、視頻、錄音等方式記錄所需采集信息的功能，以及根據(jù)外業(yè)調(diào)查情況進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)整理錄入功能。同時(shí)考慮到大量人員開(kāi)展外業(yè)調(diào)查，系統(tǒng)研發(fā)多任務(wù)分發(fā)與多用戶并發(fā)協(xié)同工作模式，后臺(tái)基于阿里私有云服務(wù)平臺(tái)，避免數(shù)據(jù)暴露外泄，保障了數(shù)據(jù)的安全性。
3.4外業(yè)調(diào)查
1)此次調(diào)查主要采用的工具是手機(jī)，利用手機(jī)進(jìn)入采集系統(tǒng)，進(jìn)行外業(yè)調(diào)查工作，流程如圖1所示。
2)外業(yè)調(diào)查建筑物信息實(shí)時(shí)云協(xié)同調(diào)查系統(tǒng)支持多用戶數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線上傳，確保管理員協(xié)同登錄查看。其操作流程如下：①抵達(dá)外調(diào)場(chǎng)地，選擇需要調(diào)查內(nèi)容對(duì)應(yīng)的圖層;②加載圖層數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊調(diào)查對(duì)象(點(diǎn)、面)，查看原有數(shù)據(jù)屬性，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照;③若拍照不能達(dá)到采集要求，通過(guò)采集系統(tǒng)的錄音功能實(shí)地錄音，也可以通過(guò)備注說(shuō)明;④無(wú)法采集到的信息應(yīng)在備注中進(jìn)行說(shuō)明;⑤若面、點(diǎn)需要修改，點(diǎn)擊新建(點(diǎn)、面)，在圖中畫(huà)出，然后拍照或錄音，同時(shí)填寫(xiě)相關(guān)采集內(nèi)容;⑥照片和錄音完成后，提交保存，進(jìn)行下一個(gè)內(nèi)容采集。
3.5外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)錄入
建筑物信息實(shí)時(shí)云協(xié)同調(diào)查系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的后臺(tái)管理云作為支撐，上傳的照片、錄音等信息可實(shí)時(shí)在線查看，并支持?jǐn)?shù)據(jù)的填寫(xiě)、修改等功能。用戶根據(jù)云系統(tǒng)平臺(tái)上的照片、錄音等記錄的信息，完成數(shù)據(jù)錄入工作。
3.6實(shí)時(shí)協(xié)同的數(shù)據(jù)質(zhì)檢
外業(yè)調(diào)查人員實(shí)地調(diào)查的圖片、錄音、文字等信息，由管理員對(duì)內(nèi)容進(jìn)行審核，及時(shí)反饋錯(cuò)誤信息。同時(shí)，建立多用戶、多層級(jí)之間的溝通渠道，避免質(zhì)檢時(shí)多次重復(fù)核查和同一地點(diǎn)的重復(fù)外業(yè)調(diào)查，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。
3.7數(shù)據(jù)入庫(kù)
在外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)完成錄入及審核后，首先編制建筑物信息入庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，制定數(shù)據(jù)模版，再將建筑物信息實(shí)時(shí)云協(xié)同調(diào)查系統(tǒng)中分散的數(shù)據(jù)分別導(dǎo)入模板中。基于ArcGIS平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理、補(bǔ)調(diào)、邏輯矛盾檢查等，建成涵蓋城區(qū)建筑物信息數(shù)據(jù)庫(kù)，包括建筑用途、建筑結(jié)構(gòu)、建筑年代、建筑層數(shù)、地址等指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)建筑物信息的信息化管理，作為城市精細(xì)化管理的重要基礎(chǔ)。
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4結(jié) 語(yǔ)
通過(guò)建筑物信息實(shí)時(shí)云協(xié)同調(diào)查系統(tǒng)設(shè)計(jì)，研發(fā)了外業(yè)調(diào)查系統(tǒng)，并應(yīng)用于重慶市主城區(qū)建筑物信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)工作，豐富了地理調(diào)查手段。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多用戶、跨平臺(tái)在線實(shí)時(shí)協(xié)同調(diào)查，攻克了實(shí)時(shí)在線協(xié)同地理信息數(shù)據(jù)編輯操作關(guān)鍵技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了大范圍海量建筑物實(shí)體信息實(shí)時(shí)在線調(diào)查。系統(tǒng)部署在用戶自用終端，外業(yè)調(diào)查人員不需要單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)設(shè)備終端，較以往的傳統(tǒng)方式，大大提高了信息的獲取效率，節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)采集設(shè)備的經(jīng)費(fèi)，在各項(xiàng)同類(lèi)數(shù)據(jù)調(diào)查、規(guī)劃調(diào)查、數(shù)據(jù)采集與處理中均有較好的應(yīng)用前景，同時(shí)也可以為其他同行業(yè)信息普查提供可借鑒的案例。
