基于混合开发的历史建筑数据平台的设计与实现

柯晓昱，许为一，胡赛强，胡长生

（1.福州软件职业技术学院 游戏产业学院，福建 福州 350213；2.福建工程学院 建筑与城乡规划学院，福建 福州 350118；3.福州软件职业技术学院 智能产业学院，福建 福州 350213）

2017年12月12日，我国住房和城乡建设部发布通知（建规[2017]245号），决定将10个城市列为第一批历史建筑保护利用试点城市，试点城市应全面完成历史建筑普查、确定、建档、挂牌工作并完善技术标准，科学保护利用历史建筑[1]。其中我省的福州、厦门等在列。

为了落实党中央对历史建筑保护工作精神，2018年3月23日，福建省住房和城乡建设厅发布《关于加强历史建筑保护与利用工作的通知》（闽建规[2018]5号），提出将历史建筑数据录入全省传统村落与历史建筑数据库的任务。

近年来，我国学者关于历史建筑数据库的理论研究和应用方面，主要集中在历史建筑数据库建立的重要性、历史建筑数据表属性、数据库建立方法、历史建筑数据应用四方面。

首先，历史建筑数据库建立的重要性方面。张华锋[2]认为，可以利用三维扫描等方式获取历史建筑的特征数据建立起历史建筑数据库从而形成大数据平台。这样有利于更好地统筹、规划、分析建筑相关的保护及修复等工作。

其次，历史建筑数据表属性方面。蒋楠基于产业类历史建筑改造再利用提出相关18项指标，包括项目名称、国家、城市、设计主持、设计单位、原先类型、原有年代、项目进程、改造时间、改后类型、总平面图、立剖面图、总面积、备注说明、照片、资料来源等[3]。

此外，在数据库方面，Martin给出的定义比较完整：它是存储在一起的相关数据的集合，这些数据是结构化的，无有害的或不必要的冗余，并为多种应用服务[4，5]。目前常用的数据库建立主要是通过软件来实现，根据软件类型包括ArcMap、Arcview等GIS专业软件地理信息数据库；地理信息数据库适用于土地利用规划；此外还有MySql数据库[6]。

1 历史建筑数据库平台的设计

1.1 平台功能架构

本平台从系统架构角度上分析分为四个层次：支撑平台，包括Web服务、统一身份认证服务、数据库服务（MySQL）及云主机设备，业务层，客户端访问层及前端表示层[7]。其结构如图1所示。

图1 系统功能架构图Fig.1 The function architecture of data base platform

本平台有客户端两种，一是PC端的浏览器，二是iOS/Android跨平台的手持设备。采用HTTP协议及JSON格式在客户端与云端服务器之间传输数据。[8]

同时服务端还需要与身份认证服务器通信，以确保用户身份数据有效与安全[8]，其中视频服务器是为将来存储建筑航拍视频或其他视频预留的服务。其结构如图2所示。

图2 平台的网络结构图Fig.2 The network structure of data base platform

1.2 关键技术简介

本文的移动学习平台在开发过程中采用的关键技术如下：

（1）目前服务端采用Python语言编写，Web请求处理则采用流行的Django框架，其自带大量常用工具和框架和强大的数据库访问组件，能适应企业网站快速开发的需求。

（2）服务端暴露Restful风格的API，使用JSON数据格式与客户端进行HTTP通讯，使得传输速度更快、空间占用更少。

（3）移动客户端采用React Native框架+原生应用的混合编程方式，这种开发方式只需编写一套核心程序，极大的提高开发效率，但运行效率及用户体验却不输于纯原生应用。

（4）建筑分类检索：按照历史建筑的分类方法、特征提炼出不同的分类标签对不同的建筑进行标注，以提高数据检索时的效率，同时也能更好的做图形化的数据展示。

（5）数据录入：通过移动端的APP，方便工作人员到现场采集定位坐标，录入建筑名称、所属建筑类型、建筑历史价值等，同时还可以拍摄建筑各角度的照片（如建筑外观、建筑内景、细部纹样等）并上传，同时还可以通过WEB端对录入的数据进行审核或修改，简化一线人员的工作流程，降低工作强度。

综上，通过对以上技术的综合应用及业务操作流程的提炼，极大的提高了开发效率，在节省人力成本的同时，打造一个稳定、可靠的数据平台，进而提升用户体验。

1.3 用户设计

本平台用户主要分为四大角色，如表1所示。

表1 用户角色表Tab.1 The user role table of data base platform

1.4 平台设计

1.4.1 服务端主要功能模块

服务端主要是基础数据的管理，其主要功能点如图3所示：

图3 服务端的主要功能图Fig.3 The main modules of data base platform server

其主要模块有：

（1）基础配置

主要设置系统运行所需的基本参数以及建筑属性（如建筑类型等）。

（2）建筑数据

主要包括数据录入和审核两个功能点。

数据录入：为录入员提供录入建筑基础数据、建筑历史价值、建筑图片上传等功能；

数据审核：审核员对录入的数据进行审核，若不符合数据规范的或是数据有误的则打回重新修改。

（3）用户管理

主要管理本平台的基础用户信息及操作权限管理

（4）建筑检索

主要提供按行政区划显示及混合条件组合查询两种方式查找建筑数据。

1.4.2 客户端主要功能模块

客户端部分主要包含建筑查询、建筑上传、个人中心三个核心功能模块，如图4所示：

图4 客户端主要功能图Fig.4 The main modules of data base platform client

（1）建筑查询

默认情况下按城市显示相应的建筑列表，并可滑动切换城市，当建筑数据多时按需加载显示。

（2）建筑上传

本模块主要给建筑数据录入员到建筑现场采集数据使用，其上传的内容主要有：

基础信息：如建筑所在行政区划、门牌地址、经纬度、建筑名称（曾用名）、保护级别、产权归属、建造年代、建筑类型等信息；

建筑指标：如主体结构形式、建筑布局、形态格局、占地面积、主体建筑层数、长宽尺寸、主体屋面形态等信息；

历史价值信息：如建筑演变历史、主要历史事件、宗教民俗活动、价值特色及推荐理由；

建筑图片：主要包含区位图、总平面图、航拍图、周边环境、建筑外观、建筑内景、细部纹样、其他等建筑图片。

（3）个人中心

在本模块中，用户除了基本的个人资料查询与修改外，还可查看个人上传的建筑记录，同时可进入建筑上传操作等。

1.4.3 平台核心数据表

本平台的核心数据表有建筑编号信息表、城市信息表、历史建筑信息表、建筑属性信息表、系统用户表等，如表2所示：

表2 建筑数据平台核心数据表Tab.2 The main datatables of data base platform

（1）建筑编号信息表，主要有编码代码及编码值字段，用于管理全局建筑编号，方便对建筑进行标识。

（2）城市信息表，主要信有省级区划代码、省级名称、市级区划代码、市级名称、县（区）区划代码、县（区）名称等。

（3）建筑属性信息表，主要信息有产权归属、建造年代、建筑类别、保存状况等。

（4）历史建筑信息表，主要存储历史建筑信息，包含GPS坐标、保存状况、建筑布局、建筑地址、名称图片等信息，本表数据是整个平台的核心。

（5）系统用户表，用于存储本平台的用户信息，如用户名、性别、最后一次登录时间等。

2 平台实现

2.1 平台部分核心接口

历史建筑数据平台部分核心JSON接口如表3所示：

表3 核心接口列表Tab.3 The main api interfaces of data base platform

2.2 平台主要界面实现

2.2.1 后台管理主要界面实现

（1）建筑数据列表主界面，列出本平台中已上传的建筑数据，同时在此界面可以执行新增、编辑、数据审核、导出Word的操作。如图5所示：

图5 建筑数据列表主界面Fig.5 The main page of buildings dataList

（2）Web端录入/编辑数据界面，主要录入或编辑基础信息、建筑指标、建筑风格、历史价值等，上传建筑图片，可以还可以快速导入已有的调查Word文档数据，如图6所示：

图6 录入/编辑界面Fig.6 The page of add/edit

2.2.2 WEB端历史建筑平台主要界面实现

（1）建筑数据库检索，如图7所示：

图7 建筑数据库检索界面Fig.7 The page of data search

可通过市、区、社区、地址、形态格局、建筑类型等不同属性来查询建筑数据。

（2）地图模式显示界面

在WEB端中使用百度地图显示各地区的建筑数据，每幢建筑以红点标注，点击该标记时显示建筑名称。如图8所示：

图8 地图模式界面Fig.8 The page of Baidu Map

2.2.3 移动版重点界面实现

本平台的开发重点是移动版的iOS/Android程序，通过前文所述的混合开发模式不仅提高了开发效率同时也达到了界面风格。

（1）建筑列表主界面，上部分是可左右滑动的区划选项卡，下部分是相应区域的建筑列表项。如图9所示：

（2）“我的”界面

在图9的界面上用手指点击“我的”按钮进入“我的”界面，通过此界面可进入上传建筑、查看本人上传的建筑数据等操作，如图10所示：

图10 我的界面Fig.10 The mine page of mobile client

（3）建筑上传界面

本功能主要为数据录入员至现场采集数据使用。在此界面上可录入行政区划、建筑名称、建筑类型等数据，同时可自动定位当前位置。如图11所示：

图11 上传新建筑界面Fig.11 The page of upload data

（4）建筑详细信息界面

当点击图9所示的建筑列表项时，进入该建筑的详细信息页面。如图12所示：

图12 建筑详情界面Fig.12 The page of detail information

3 结语

党中央、国务院及各级政府历来重视传统历史建筑的保护工作。习近平总书记指出，要保护弘扬中华优秀传统文化，延续城市历史文脉，保留中华文化基因。加强历史建筑的保护和合理利用，有利于展示城市历史风貌，留住城市的建筑风格和文化特色，是践行新发展理念、树立文化自信的一项重要工作[9-10]。

目前本项目已在闽清市国土资源局的历史建筑普查项目中开始使用，在经过本期的试用后，将对本平台所暴露出来的问题进行深入研究并改进，进一步提升平台的功能及用户体验。