全过程管理中的GIS规划平台数据集成研究

　　当前，随着全过程咨询业务的开展，咨询业务信息与咨询成果数据相互影响，产生了大量咨询数据，对各类数据信息的管理和利用程度决定了咨询业务的水平和咨询成果的质量。信息化手段的介入为咨询业务信息的统筹和咨询数据有效的归档、管理、利用提供了全新的方式。

　　在新时代发展的节点上，开拓全过程咨询业务已经成为传统咨询公司发展的当务之急。全过程咨询行业整合在快速形成，预计工程服务行业近年会形成强势的全过程咨询单位或联合体。每个企业既要不断提升在原有行业的地位，也要加快全过程咨询方面的业务拓展。在行业转型升级的大环境下，积累原有业务经验并将之以数据的形式向下游咨询业务传递成为大势所趋。而在全过程咨询整体业务最前端的规划咨询业务，能否做到数据的结构化、能否实现数据的分类应用，将是咨询数据信息化之后数据能否在项目全过程真正实现继承、流转与积累的第一步。其涉及数字规划平台的整体构架与全过程项目管理平台整体构架的相互关系、规划阶段业务和之后各阶段业务的关系、不同阶段数据格式的通用性等数据集成技术的关键问题。本文将从数据集成的需求出发，阐释以GIS数据库作为全过程平台通用底层构架，从而实现规划阶段数据向建设阶段继承的基本思路，并就数据的跨阶段应用作出简要分析。

　　一、基于GIS的系统构架

　　基于地理信息系统（Geographic Information System或G e oInformation system，以下简称“GIS”）的系统集成模式有三种：（1）模型集成模式；（2）外集成模式；（3）集成平台框架模式。作为服务于咨询企业的咨询应用平台，应采取集成平台框架模式，将GIS作为各个系统的基本构架。集成平台框架与其他两种集成框架不同，其构架是将GIS系统作为系统整体集成的一部分进行考虑，主要负责承载整体系统的一部分运行功能。在咨询平台的应用中，使用GIS数据库承载空间数据、应用GIS三维引擎展现空间数据为系统内的数据运行、存储、展示提供了较好的功能基础。地理信息系统作为系统整体的一部分嵌入到集成系统之中，一方面可以加快开发进度、提高开发效率；另一方面，组件式的GIS技术便于系统内各集成功能的修改与调整。具体如图1所示。

　　1. 全过程咨询平台构架

　　服务于工程项目全过程咨询的数字化平台，必须做到集成各阶段业务功能，并且实现不同阶段的数据集成。从招标业务出发所开发的全过程咨询平台具有其自身特色，即不会单纯地将各业务板块进行区分以形成子系统，如设计子系统、监理子系统等；而是通过阶段划分业主应用场景，如规划子系统、建设子系统、运维子系统等，更贴合建设方管理需求。基于以上应用需求，在系统开发阶段，系统子平台构架的一致性会对全过程咨询集成平台构架产生直接影响。

　　全过程平台构架为三层结构，即以GIS数据库、BIM数据库、文档数据库作为数据层，将各阶段应用整合为数据应用中台的应用层以及与用户交互的展示层。如图2所示。

　　2. 规划咨询系统构架

　　规划平台处于全过程咨询的最前期，涉及面最广，咨询阶段产生的地理信息空间数据最多，对后续咨询项目的影响也最大。基于规划咨询的具体应用场景，规划平台整体以GIS数据库作为底层构架，将卫星影像、倾斜摄影、矢量图、BIM模型、空间数据等多种数据通过三维GIS系统实现整合。

　　G I S系统服务现已是一项成熟的技术，目前常用的GIS平台有Arc GIS、Map GIS、Super Map、Geomedia和Autodesk—cad map等，笔者所在单位开发系统均使用国产的超图Super Map软件作为GIS应用的服务平台，并进行后续研究工作。超图Super Map软件是一款完全由我国团队自主研发的地理信息系统系列软件，其与市面上通用的GIS软件相比，最大的特色是具有丰富的三维GIS应用，这与全过程咨询业务的主要应用场景较为匹配。传统的二维GIS系统所构建的平台仅可支持空间数据的综合分析与展现，其表现形式大多限于图纸信息表达或卫星影像实景图片展现。而新一代的三维GIS应用是一种集倾斜摄影三维数据、BIM数据、激光点云数据、符号化三维场景、三维场数据、三维地形、手工建模数据、地下管线等多源三维数据融合的技术，其数据标准使用超图通用的S3M（《空间三维模型数据格式》）格式，并可以通过OGDC（《地理空间数据库访问接口》）标准数据接口实现与其他功能的集成与数据交互。

　　在超图服务的基础上，使用GIS数据库构建规划平台的应用基础。在这一基础上，利用三维倾斜摄影建模形成规划现状，或应用BIM建模技术结合高清地面图片拍摄形成周边现状模拟；利用卫星影像、高程DEM与规划成果矢量图结合，形成数字沙盘；最终将空间数据赋予各个模型图层，实现规划信息的空间管理与展示。如图3所示。

　　二、跨阶段数据集成

　　要在全过程咨询领域实现跨阶段的数据继承，应至少从以下三个方面入手：（1）在项目全过程使用统一的数据标准与管理制度；（2）线上数据应满足统一的数据标准；（3）应最大限度地实现不同格式的数据融合。

　　数据的标准和管理制度是从组织层面规范全过程咨询的业务实施行为，从调研阶段明确咨询成果文件标准格式，不仅对咨询成果质量保证起到积极效果，也让其成果在线上录入、整合、维护、归档等各环节更加高效。线上数据的统一格式是从开发层面规范平台的使用行为，在管理制度和标准具备的情况下，规范每个环节的作业流程或将线上数据定期维护、统一管理将使得线上数据结构化水平大大增加，为今后查阅、回溯、分析都提供了良好的数据基础。数据融合深度将限制系统本身使用范围，系统数据兼容性较小的平台将很难突破单一使用场景，而服务于全过程的平台应选取各类兼容性好的信息化产品服务支撑自身业务。

　　1. 全过程咨询制度及标准

　　中招国际全过程咨询从招标代理业务出发，现已具备造价、监理、项目管理等多项业务能力，并取得相关资质，与之相对应的管理制度也初步成型。依据实践经验，规划阶段成果一致性较强，结合信息化咨询平台制定各类文件的编制标准或直接制定企业相关的文件编制标准格式较为可行。项目建设阶段应对全过程中的项目管理工作进行详细规定，其中企业所使用的项目管理制度汇编应结合业务拓展的实施情况定期更新。由于现今全过程咨询行业并不成熟，企业很难做到主营业务内容涵盖全过程各个方面，在全过程项目管理制度颁布前，企业可根据现阶段业务拓展制定工程项目管理操作手册，将已成型的项目管理制度条目以操作指南的形式发布，并随着业务拓展不断更新。

　　在统一标准文件和管理制度的引导下，从规划阶段开始的全过程咨询工作将与后续工作具备较好的协调性，不仅可以从工作业务流程上继承上一阶段的工作成果和相关经验，也可以使规划成果在后续的工作中得到更好落实，以实现规划初衷。

　　2. 信息化标准规范

　　信息化实施标准应从全过程出发，全过程咨询的实施过程之中，流程最为复杂、情况最为多样的当属数字建造技术。企业信息化规范和标准应以数字建造技术为基础，以全过程咨询业务为依托，结合行业内成熟的项目管理经验，形成咨询服务技术标准、管理标准，建立标准库、文件库、产品库、供应商库，提高信息化管理与应用水平，并将其应用于全过程其他阶段实施之中。企业层面上，针对具体实施项目制定信息化平台实施导则，规范平台项目实施过程中系统开发、数据录入、系统维护的作业规范。

　　针对数字化业务系统开发以及数据处理规范化需求，企业对开发、建模、数据处理等作业流程进行进一步规范。结合自身已有项目实际情况，编制开发编码标准、数据处理标准以及BIM建模标准，为自身业务拓展以及分供方管理提供标准性文件。在GIS技术方面，规划阶段使用最新的国家公开的地理信息数据，在此之上融合符合标准的BIM模型，建立项目周边建筑、道路、树木等初步模型，或者利用无人机倾斜摄影建模技术，建立现场现状初步模型。这类模型具备实现规划阶段各项功能的条件，并且与后续建设阶段、运维阶段所需使用的模型格式兼容、编码统一、标准一致，从数据层面上为系统数据集成提供保障。如图4所示。

　　3. 数据融合

　　由于全过程数字咨询平台将主要应用三维显示技术呈现工程项目场景，所以，各类三维数据软件的兼容性就成了制约数据融合深度的决定性因素。在众多文件类型之中，以BIM文件的建模软件、文件格式最为复杂多样，数据层能否很好地兼容各种格式文件的BIM数据，对于平台在后续业务中的适用性而言至关重要。前文提到的超图Super Map软件对GIS兼容BIM模型方面有较多的实践经验，其对常用到的rvt、dgn、CATProduct等BIM格式数据均可以在转换格式之后实现数据的导入，并且可以根据实际需求提取模型信息，为模型文件及模型自身建筑数据脱离模型向下一阶段传递提供了技术基础。如图5所示。

　　三、数据应用

　　规划平台的数据应用应在基于规划阶段使用的基础上，最大限度地考虑平台数据在后续系统中利用的可能性。

　　1. 规划阶段应用

　　在规划阶段，区域规划和具体的园区规划在应用层面有较大差别，其区别在系统层面表现为：区域规划由于更注重宏观区位功能，所以在GIS数据库拥有较多数据；而园区规划更加注重建筑物本身方案和功能搭配，所以在BIM数据库拥有较多数据。

　　面对区域规划，系统功能应用多服务于宏观决策，如数字现状、征拆用地、移民安置、淹没分析、区位发展、绿地规划、规划道路、市政管线规划、特色产业规划、建设时序等内容。此类功能适合运用GIS服务开发，结合前期导入系统的各类GIS数据图层，可以起到较好的实际运用效果。例如，通过无人机拍摄现状倾斜摄影数据并建立用地数字现状模型，结合用地征拆规划可以较快的分析所需拆迁的房屋规模，通过GIS所提供的测量服务可以大致估算出拆迁面积，以预估拆迁成本。

　　在园区规划中，建筑方案设计的对比一般在规划时将会作为重点内容进行讨论。规划方案对比、绿化方案对比、光照模拟、绿建方案对比、装配式规划、勘察设计成果、建筑方案对比等功能应用是业主所着重关注的。此类功能适合主要应用BIM模型作为数据承载工具，而各GIS图层可作为场景搭建周边环境。例如，在新建项目中，在GIS底图上关联新建建筑BIM模型、高压线模型、地下管线模型等，通过在现状倾斜摄影模型上加载多个BIM模型可以最大限度的了解周边环境对新建建筑的影响程度，甚至可以对周边临时建筑也做此类模拟，以减少建设阶段的工期延误。如图6所示。

　　2. 应用数据集成

　　前文提到的各类应用中所产生数据，都可以在全过程咨询后续各阶段与其他阶段平台数据实现集成。GIS数据中，卫星影像、高程地形、现状倾斜摄影模型都可以作为数据基础直接向下游继承。而建设过程中涉及的土方开挖、征地拆迁、新建工程都可以通过定期建设倾斜摄影模型，对比前后现状差别来判断工程项目进展。具体到实际操作中，土方开挖完成量的估算都可以依靠倾斜摄影模型的比对完成。

　　对于规划阶段所建BIM模型也可以向下游继承。规划阶段BIM建模完全符合前文所提到的BIM实施导则、BIM建模标准、BIM编码体系等各类规范文件，在后续使用中，可根据设计深度的变化对模型精细度进行调整。以规范体系为依据，以全过程咨询单位作为BIM总体实施方对信息化项目全过程进行管控，可实现模型最高效使用，从规划阶段到初设、施工图，最后竣工交付，建筑的BIM模型将具有一致性和连贯性，避免重复建模，提高整体效率。

　　由于全过程各阶段子平台文档数据库相同，文件的继承在系统中可以较容易地实现。任意子平台的数据库相互开放接口后，文件就将批量实现复制或迁移，并且文件数据关联的GIS和BIM数据也都将实现同步。

　　结论

　　全过程咨询管理平台的应用是提升全过程咨询水平、降低项目风险的有效手段，以GIS系统为基础的跨阶段数据集成是咨询管理平台开发的必经之路。数据集成并非单纯停留在代码层面，管理体系的调整、规范标准的制定、实施方案的落实都会影响数据在各阶段的传递。真正实现了多阶段数据集成，才能最大限度地实现国家推广全过程咨询业务的初衷，而这也将为企业全过程咨询业务做大做强提供基础。