基于WebGIS的建设工程生命周期管理模式

陈 思，樊 玮，高 山，罗 琼

（武汉市国土资源和规划信息中心，湖北武汉430014）

基于WebGIS的建设工程生命周期管理模式

陈 思，樊 玮，高 山，罗 琼

（武汉市国土资源和规划信息中心，湖北武汉430014）

建设工程从项目立项、规划审批、土地供应、建设施工、竣工验收到运营管理是一个完整的“生命周期”。以行政审批为主线，探讨了建设工程的生命周期管理的流程，重点研究了项目数据组织和关联方法，提出了基于WebGIS对建设工程进行全生命周期的管理模式，并以武汉市为例，开发了平台框架。

WebGIS；建设工程；生命周期；管理模式

中国是当今世界上城市发展最快的地区之一，根据我国“十二五”规划，到2015年，全国城市化水平将达到51.5%，这将是人类历史上规模最大的一次城市化的浪潮。建设工程是城市发展的重要管理对象[1]，基本农田保护、城市生态环境、基础设施建设都与之息息相关。采用信息化手段对建设工程实施全面管理，是城市建设发展的重要命题[2]。建设工程从项目立项、规划审批、土地供应、建设施工、竣工验收到运营管理是一个完整的“生命周期”。目前，这些环节分散在不同部门办理，各个部门都开发了信息系统，但系统之间没有进行有效的连接，信息共享困难，这是全面动态掌控城市建设规模和现状的瓶颈。因此，有必要基于地理信息服务对建设工程项目进行综合管理，建立一个覆盖建设工程整个“生命周期”的规划建设管理平台，连接城市规划、建设、管理与服务的各个部门，实现对建设项目审批、施工和监管等环节的全过程电子化协同，提高城市规划建设领域整体行政能力和工作效率。

1 建设工程的全生命周期

1.1 建设工程概述

建设工程是指土木工程、建筑工程、线路管道和设备安装工程及装修工程[3]。

从城市行政管理部门的职能角度对建设工程进行划分，可分为市政工程和建筑工程。建筑工程是新建、改建或扩建房屋建筑物和附属构筑物设施所进行的规划、勘察、设计和施工、竣工等各项技术工作和完成的工程实体，是指各种房屋、建筑物的建造工程，本文针对建筑工程进行探讨。

本文对单项工程、单位（子单位）工程和分部（子分部）工程加以分析，以建设项目在规划部门的报建对象为依据，没有分部建设的项目认为是单项工程；含有分部工程的项目为单位工程，单位工程所包含的分期建设项目为分部工程。

1.2 建设工程管理的生命周期

城市建设工程项目的管理过程是由众多环节构成的，这些环节的管理和服务职责分别由城建领域的各级职能部门承担。以建设工程项目行政审批为主线，关联发展改革、规划、国土、城建、房产、人防、交管、消防、园林等行政主管部门，对城市建设工程项目进行了划分（如图1所示）。

2 建设工程项目数据管理模式

2.1 基于地理空间的项目数据组织

建设项目审批的最初阶段是规划部门的选址，需要调用权威的地理空间信息，其审批是其他部门审批、办理后续程序的先决条件。在建设部门、房管部门开展行政审批时，往往需要调用规划报建图纸来进行项目审核与分析；将这些规划报建图纸电子化，统一集成到地理空间信息上来，是各部门项目管理信息集成的关键。

项目从立项到规划报建的过程中，是以划定的用地边界作为项目的管理对象。对于需要分期建设的项目（即分部工程）限定在项目用地边界，也就是建设工程规划边界中划分；在施工阶段，已规划审定的边界中（单体工程边界或分部工程边界）再分标段施工，或者在几个分部工程同时施工的情况下，先综合几个分部工程再分标段施工；在房产预售阶段，预售许可通常是针对已规划审定的边界（单体工程边界或分部工程边界）中的某几个分部工程一起核发，也可能是针对某个分部工程中的某一栋楼核发许可。经过以上分析，得出以下结论：

图1 建设工程的生命周期

1）整个生命周期中的所有相关部门的审批信息都可以挂接在以规划部门划定的用地边界或建设工程规划边界上；

2）以立项、规划、建设、房管等几个主要行政管理部门为例，施工许可、预售许可与规划许可的关系是“多对多”的关系。

综上所述，本研究明确了建设工程的空间管理对象和数据组织方法为：

1）以用地许可边界线对应的项目定义为一个建设工程项目；

2）对于单项工程，将规划部门的用地许可边界线作为单项工程的空间管理对象，用地许可边界线为用地规划许可审批信息挂接对象；

3）对于分期建设的项目，用地许可边界线是单位工程的空间实体，建设工程规划许可边界线是分部工程的空间管理对象，建设工程规划许可边界线为施工许可、竣工验收、预售许可的审批信息挂接对象；

4）通过用地许可边界线和建设工程规划许可边界线的空间关系，将 2个空间管理对象的行政审批信息全部关联起来。

2.2 全生命周期的数据关联

以用地规划许可和建设工程规划许可为核心，对建设工程全生命周期的数据进行关联管理（如图2所示）。

2.3 基于WebGIS的信息集成

Web服务给空间信息服务提供了一个新的集成思路[4]，即在不改变原有系统的基础上，通过构建基于XML的系统间标准通信协议实现系统间数据和功能的互操作。地理信息Web服务（GISWeb Service）是Web Service技术在GIS领域中的应用[5]，是指使用数据和相关功能以完成基本地学处理任务的Internet应用程序。这些任务包括：地址匹配、邻近搜索、路径选择、制图等。由于Web Service是工作在代码级的[6]，能够被其他软件调用，并与其他软件交换数据，最终形成一个能与用户交互的应用系统，因此地理信息Web服务可以在更高层次上解决基于组件式GIS不能很好解决的在大范围内GIS数据集成和共享这一难题。

图2 以规划许可为核心的全生命周期数据关联

本文采用面向服务（SOA）的设计思想、多层体系结构[7]，实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、多源异构数据的统一管理、维护和共享。这里把地理信息数据服务和功能服务抽象成一种资源，通过标准的Web Service格式传输资源来进行通信，每一种资源都有唯一的URI。其他系统调用本系统数据时，需提供的符合OGC标准的Web服务接口，就可实现各种空间数据服务和本地系统、数据的集成。

3 全生命周期管理平台的设计与实现

根据上述建设工程的管理模式，搭建 B/S模式的地理信息系统，实现建设领域各部门的电子化协同，形成权威、统一的综合管理平台。

3.1 平台框架设计

本平台建立一个分布式的地理信息资源共享网络，并在该网络的支持下，提供地理信息的查询、浏览、发布、访问和在线分析等功能（如图3所示）。数据层采用Oracle和ArcSDE管理各种地理空间数据。采用IIS和ArcGISServer搭建服务层，采用ArcGISServer将空间数据发布成符合OGC标准的WebGIS服务，IISWeb Server调用GISServer上的服务并负责与表示层进行交互，客户端通过浏览器或其他支持Web服务的应用系统调用相应的服务即可实现对数据的访问[8]。

图3 平台总体架构

在具体实现上，采用ArcGISServerREST架构，将数据访问和功能调用封装成统一的接口；采用负载均衡技术，将ArcGISServer分布式部署在多台服务器上；建立多级缓存，采用池式服务模型等提高平台运行效率。

3.2 应用成果

1）实现了武汉市各相关管理部门对建设工程生命周期的关联，将建设工程生命周期简化为规划设计阶段、施工阶段、竣工阶段和预（销）销售阶段，可以查询项目所处的各个阶段中建设工程所处的状态、施工进度、建设量、资金投入量等信息，为城市建设规模的动态把握提供了科学高效的平台（如图4、图5所示）。

图4 项目生命周期各阶段信息的关联和发布

图5 项目施工信息

2）实现了基于 Web Service的地理信息共享，开发了符合OGC标准的Web服务接口，采用统一通用的URL描述每一种Web服务。其他系统通过网络调用这些接口的URL，可以将空间数据服务嵌入到自己的应用系统中，实现了各种空间数据服务和本地系统、数据的集成（见图6）。

图6 基于地理信息服务的项目数据组织

4 结 语

电子化协同是政府实施城市建设工程管理的必经之路，然而往往存在着技术、政策和观念上的诸多阻碍。在具体的实现过程中，首先需要关注的技术难题是数据管理模式，研究解决多个部门间异构信息的数据组织方法。地理空间信息是信息集成的理想载体，而Web服务是构建分布式、互操作WebGIS的理想技术。因此，以规划部门的空间数据作为信息集成的管理对象，基于地理信息服务的数据管理是一种解决建设工程全生命周期管理的理想模式。

[1] 惠国辉.浅谈我国建设工程管理的信息化发展[J].科技信息，2007(19):390

[2] 刘东立,吴原华.基于GIS技术的上海市建设工程管理信息系统开发[J].测绘与空间地理信息，2008,31(2):130-133

[3] 中华人民共和国国务院.建设工程质量管理条例[Z].北京:国务院,2000

[4] 王家耀.地图制图学与地理信息工程学科发展趋势[J].测绘学报,2010,39(2):115-119

[5] LIN Liyu and HUANG Chuahuang.An Integrated Information System forRealEstate Agency Based on Service-Oriented Architecture[J].IEEE International Symposium on Service-Oriented System Engineering,2008:184-189

[6] Muracevic D,Orucevic F.Spatial Data Based on SOA[C].50th International Symposium ELMAR,Zadar,Croatia,2008:277-280

[7] 李宗华,彭明军.地理空间信息在线网络服务及其关键技术研究[J].地理空间信息,2008,6（5）:1-4

[8] 李宗华,彭明军,樊玮.面向服务的地理信息公共服务平台研究[J].地理信息世界,2010(4):12-17

Life-cycle Management Model of Construction Project Based on WebGIS

by CHEN Si

Construction project is a complete“life cycle”from the project planning approval,land supply,building construction to the operational management.The construction project life cycle management process was analyzed in this paper and data organization and linking method were discussed,and the model of construction project life cycle management based on GIS web service was proposed.Finally,by taking Wuhan as a case study,the construction project life cycle management system framework was deployed.

WebGIS，constructionproject，life-cycle，model of management

2012-02-23

项目来源：国家“十一五”科技支撑资助项目（2006BAJ15B02）。

P208

B

1672-4623(2012)03-0168-04

陈思，硕士，工程师，从事“数字城市”建设研究工作。