新型城市更新基础数据调查及应用

宿勇军，李艳

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060)

1 概 述

进入21世纪以来，城市扩张对建设用地的需求不断增加，国家自然资源部要求提升土地集约化利用水平，新增建设用地指标日趋紧张，另一方面大城市中的旧村、旧厂和旧城的生活和生产环境亟须改善。土地利用率低。为此我国一线城市均在探索城市更新之路，将存量的低效用地转变为高效建设用地[1]，为了维护城市更新项目中所涉及群众的经济利益和科学制定城市更新改造方案，需要对城市更新对象进行基础数据调查，摸清旧村旧厂旧城的家底。城市更新基础数据调查包含了基础地理信息数据、土地数据、房屋建筑数据、人口数据、经济数据、产业数据、历史文保数据、公建配套及市政设施数据等8个方面[2]，涉及的调查种类和数据来源多样，调查个体数量巨大，这也造成了城市基础数据调查工作量大、工期紧张、成果检核量大等难点，使得城市更新基础数据调查项目呈现劳动密集型的特点，为此需要通过技术创新和作业模式突破来改进现有的基础数据调查、检核和应用模式。本文从城市更新基础数据调查中的数据摸查和成果检核两个方面出发，分别采用无人机倾斜摄影测量和FME平台多源数据转换检核等技术手段，按照1+X的数据调查模式，减轻了外业调查和内业成果检核的工作量，提升了基础数据调查的效率，保障了项目工期，创造了可观的经济效益，应用ArcGIS对城市更新基础数据进行各类统计分析运用，满足了开发企业和城市更新行政管理部门的需求，加快了城市更新审批流程。该种作业模式已经在广州市多个城中村的基础数据调查中得到应用，具有可移植性，为新型城市更新基础数据调查工作提供了样板。

2 城市更新基础数据调查及核查流程

城市更新基础数据调查成果直接影响到改造和拆迁安置成本、融资地块、容积率等具体指标核算，关乎政府、开发企业、村集体和村民等各方利益，其对城市更新方案的编制和审批具有至关重要作用，为此在项目开展前制定了城市更新基础数据调查工作的基本流程图(如图1所示)，通过流程图我们可以发现房屋数据摸查和质量检查是基础数据建库的难点，本文针对这2个难点提出新的作业模式和技术手段，提升基础数据建库效率和质量。

图1 城市更新基础数据调查和数据入库流程

城市更新基础数据调查的初步成果需要进行全面核查，根据征收补偿政策2009年12月31日之前建成的建筑物虽然没有不动产登记但城市更新开发单位仍可以将其纳入合法产权建筑面积进行经济补偿，由此可见城市更新基础数据调查关系到人民群众和开发单位的切身利益，数据质量攸关重要。通过对基础地形图、房产图与明细表中层数、结构、实测面积和2009年建筑面积等进行几何一致性、完整性、逻辑性检查，以保证基础调查数据的质量，为最终城市更新数据库的建立打下坚实基础[3，4]。

3 基于无人机倾斜实景三维模型的裸眼测图系统

无人机航空摄影测量具有效率高、现势性强的特点，利用无人机航空摄影测量数据进行基础地理信息数据采集一直是热点。通过采用中海达iFly D1多旋翼无人机对城市更新区域进行倾斜摄影测量，建立更新片区的正射影像和三维实景模型，获取了更精致、更全面的地物细节信息，在EPS平台中沿三维DSM模型捕捉房屋墙壁边线和分层线，实现地形图绘制，该系统为城市更新地形图测绘、房屋摸查和违法用地查处工作提供了新技术支持[5]。无人机航空倾斜摄影测量作业流程如图2所示：

图2 中海达iFly D1无人机倾斜摄影测量三维建模流程图

将生成的三维立体模型导入到清华山维EPS三维测图软件中，借助该软件矢量数据的自动提取和切片功能，我们可以实现建筑物二三维数据一体化采编，并实时提取矢量数据的高程(如图3所示)，绘制出建筑物轮廓线后通过三维模型的360观测功能确定建筑物的分层信息[6]，并填入到建筑物属性表中，最终自动统计汇总所有建筑物的面积、楼层和房屋结构信息。

4 “1+X”模式的城市更新基础数据调查和空间分析

城市更新基数数据调查集成了工程测量和不动产登记测量，其成果子项众多，为了满足城市更新基础数据调查的要求，需要做好顶层设计，通过一次调查实现X个专题成果(如图4所示)，避免重复测绘，为此需要加大基础数据调查的深度，在外业调查工作开展前对员工进行技术培训和现场试生产，通过制作手机数据采集App程序，收集入户调查采集的住户的权属证明文件、身份证明文件和房屋照片，每天及时录入采集的信息到房屋面中；对公建配套、市政设施和交通设施等专题要素要进行现场确认和标识拍照；通过发函给不动产登记部门和文广新局共享该区域的不动产登记图斑和文保线索数据；完成数据建库的前期工作。

图4 1+X基础数据调查模式和新增字段属性

在内业数据建库过程中基于ArcGIS平台对房屋和构筑物面进行属性赋值，将已有的不动产登记、文保线索信息标识到房屋面，对每个房屋和构筑物图斑中的不动产登记情况、房屋总建筑面积，总层数、房屋用途、商业所在楼层、公建配套、文保线索、市政设施和交通设施等字段[7，8]赋值，最终形成1个基础地理信息数据成果和X个专题成果(包括：①土地权属数据；②房屋明细表；③历史文保数据线索；④公建配套和市政服务设施数据)，这些成果为后期城市更新片区策划方案编制和控规调整提供了强大的基础数据支持。

基于1+X模式的城市更新基础数据调查模式建立起完备的基础数据库，借助ArcGIS的强大空间分析功能，根据合作开发企业的改造方案可以快速计算出各个城市更新规划单元实施所需要的征拆补偿成本、土地权属和复建容积率建筑面积等成果，为城市更新科学决策提供了基础数据智慧平台。

5 基于FME平台的城市更新基础调查数据检核

FME是由加拿大Safe Software公司开放的数据整合软件，支持450多种格式和应用程序，具有500多种数据转换器，该软件打破数据壁垒，将不同软件或平台的数据整合为同一数据格式或平台中，通过定制的工作流程实现自动化的数据处理功能。本文借助FME Desktop平台，通过其强大的数据格式转换功能，实现对多源的城市更新基础调查数据的关联和重构，调用FME封装式的语义模块，完成对基础调查数据的查找、空间分析、计算、判断等功能[9]，实现城市更新基础数据核查的自动化，并将检查结果自动输出，提供数据检核的效率和质量。

城市更新基础调查数据包含了基础地形图、房产图、房屋面积明细表、土地权属信息图表等内容(如图5所示)，城市更新基础调查数据的真实性、准确性对城市更新改造方案的编制至关重要，牵涉到政府、开发企业、村集体和村民的切身利益，为了保证城市更新基础数据库成果的质量，有必要对其进行全面检查，而城市更新基础数据多源性、数据量大、展现形式多样的特点与检核工期短产生了矛盾，单纯依靠人工检核的方式难以为继，为此广州市城市规划勘测设计研究院基于FME平台实现了城市更新基础调查数据的自动化检核[10]。

6 新型城市更新基础数据调查在广州市三滘村的应用

目前新型城市更新基础数据调查工作已在广州市三滘村实施，其在新技术运用、作业模式、质量检核等方面进行了创新。

在三滘村新型城市更新基础数据调查中应用倾斜摄影测量技术，使得以往很难测量和区分的城中村屋顶房屋分层信息通过裸眼三维测图系统得到解决；运用实景三维模型裸眼测图系统对三滘村内房屋计算基底和建筑面积，与采用传统全野外数字测量获取的基地和建筑面积作为准确值进行比对，其误差均值在 10 cm以内，证明采用无人机倾斜摄影测量结合三维立体模型裸眼测图系统能够满足城市更新房屋摸查工作的需要，提升了基础数据调查成果的准确性，减轻了外业调查人员的工作强度。

在作业模式方面，通过一次基础数据调查多个专题内容，采集建构筑物的基础地理信息数据、权属信息、用途、公建配套、历史文保和市政设施信息，改变以往单个专题进行单独调查的作业模式，提升基础数据调查的效率。

在质量检核方面，三滘村的城市更新基础数据调查结束后，生产出多个专题成果，为了检查多源成果的准确性和成果之间的逻辑一致性，以往通过人员逐一核对需要35个工作日才能完成的检核工作，通过FME数据平台对不同类型数据进行转换和分析，进行自动化的数据匹配和对比分析，仅需1个工作日即可完成数据质量检核工作，提升了数据检核工作的准确性和效率。

对于检核无误的城市更新数据，导入到ArcGIS中构建房屋、公建配套、文保线索、市政设施和交通设施等专题，对于每个图层中的每个图斑与基础数据调查成果通过唯一的编号实现挂接，进而实现对城市更新基础数据的汇总统计和各类图表输出，通过叠加三滘村范围的城市总规、土地利用规划和控规制作城市更新用地报批所需的各项材料。

7 结 论

在城市更新基础数据调查中采用无人机倾斜摄影测量，运用实景三维模型裸眼测图系统对城中村房屋进行基础地理信息数据采集，满足城市更新房屋摸查工作的需要，且劳动强度大大降低，数据获取效率提升。通过1+X专题基础数据调查模式，扩大数据采集深度，FME平台的引入实现了多源城市更新基础数据检核的自动化，保证了城市更新基础数据库的质量，以ArcGIS为平台建立其城市更新基础数据库，借助其空间分析功能为城市更新数据库的管理、行政管理部门和开发企业提供了全方位的国土空间规划测绘服务。诸多测绘高新技术、新平台和新作业模式的引入，实现了城市更新基础数据调查的创新，为新型城市更新基础数据调查提供了范例，对推进城市更新工作具有示范作用。