基于GIS的数字房产系统研究与应用.doc

基于GIS的数字房产系统研究与应用蔡阳军1，谢振存1，石伟伟2,3(1. 杭州市房产信息中心，杭州，310026；2.中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101.)(3.北京超图地理信息技术有限公司，北京，100085）摘要：GIS技术是当前数字房产系统建设的支撑技术之一。GIS在数字房产系统中的应用，首先要解决房产分层分户平面图这一特殊的房产图形在二维GIS中的管理。本文提出了一种基于大二进制对象“图图分离、图属分离”的房产分层分户平面图管理的数据模型，并以杭州数字房产项目为例介绍了GIS在数字房产系统中的应用。关键词：数字房产，分层分户平面图，GIS，杭州Research and Application of Digital Real Estate System Based on GISCai Yangjun1,Xie Zhencun1, Shi Weiwei2,3(1. Hangzhou Real Estate Information Center,Hangzhou,310026,China;2.Institute of Geographical Sciences and Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101; 3. SuperMap GIS Technologies Inc., Beijing,100085)Abstract：GIS is one of the key technologies in Digital Real Estate System (DRES).When we use GIS in DRES, we must firstly build floor&house map data model for management in 2D GIS. In this paper, a data model has been studied, which is storing map with big long binary field type in DBMS and seperating floor&house map with building map as well as its attributes. In addition, application of GIS has been illustrated by Hangzhou DRES.Key words：Digital Real Estate Information System, floor&house map, GIS, Hangzhou0 引言数字房产系统建设的关键是如何获取、管理、分析和利用千变万化的、巨量的房地产信息。房产信息属于空间信息范畴，具有空间特征强、数据量大、变化频繁、格式多样等特点。地理信息系统（GIS）的产生和发展为房地产信息获取、存贮、分析、处理、预测和决策提供了强有力的工具和先进技术手段（陈述彭，1999）。房产信息系统的建设、应用和深化，地理空间信息占有及其重要地位。利用GIS、遥感和卫星定位等技术，研究城市房产的海量、动态信息采集、存储、集成、管理、应用是当前数字房产研究中的关键技术问题。分层分户图是房产管理中特有的一种图形要素，它代表了一幢房屋的三维空间信息。而对其的存储和管理，最理想的方式是采用三维GIS技术(3D GIS)。但是与二维GIS（2D GIS）相比，三维GIS与三维地图的基础理论与关键技术的研究都还很不成熟，这严重制约了三维GIS软件的发展，并影响到相关领域的技术进步（李青元，林宗坚，李在明，2000）。在此情况下，在数字房产GIS系统建立时，就必须建立三维的房屋实体(分层分户图形)在二维GIS系统中管理的数据模型。1 房产GIS中分层分户图管理的数据模型在二维GIS中，房产平面图中的幢是房产分层分户图在现实空间中的水平投影，幢具有统一的坐标系统，因此在平面图上能准确地反映其空间位置和空间关系。而房产分层分户图往往采用独立、局部的坐标系统，它只能反映同一幢房屋层与层、户与户之间的相对位置，其在房产平面图上的位置和关系只能通过幢来反映和体现。因此，分层分户图管理数据模型的建立首先是要建立房产分层分户图与房产平面中之间幢的关联关系。分层分户图管理的目标是要实现其与房产平面图、房产属性信息和档案信息的一体化集成，即能够根据房产平面图调用分层分户图并查询相关属性信息，同时根据房产图形信息可以直接调用分层分户图并定位房产平面图。房产信息系统中对房产分层分户图管理数据模型的研究目前还是一个空白。梁军研究并提出了基于微观地理信息系统来管理复合空间对象的思路5。研究认为“现有GIS的发展趋势是采用关系数据库或对象关系数据库管理空间数据，一个图层或一个Feature Class对应着一个或多个数据库的表，这种数据管理方式适合于解决宏观的空间问题，难于解决微观的空间问题，即表示微观空间对象（Micro Spatial Objects）。在现实世界中，微观空间对象往往是一个复合空间对象，如一个房屋的内部结构，而且往往基于独立、局部的坐标系。采用现有方法，一个微观空间对象用一个表来表示，将大大增加数据库中表的数量，在实现上是不可行的；用一个表来存贮多个微观空间对象，由于一个表对应一个统一的坐标系统，难于解决微观对象独立、局部坐标系统的问题，而且实现效率较低。虽然传统的以文件方式管理空间数据的技术可以解决微观问题，但在文件非常多的情况下，管理不方便，并且不适合网络环境下的数据共享和安全管理。因此，需要发展一种微观GIS技术，采用表中的一个列（Column）来存贮微观空间对象，并记录微观空间对象的独立坐标系统及其与宏观统一坐标系统之间的关系。应用软件可以直接从数据库中获取微观空间对象的数据，而不必以文件的方式管理，并以微观GIS视图（Micro GIS View）的方式对一个微观GIS对象进行操作，并可以在宏观GIS视图中通过坐标转换进行操作，微观GIS将成为现有GIS的一个扩展，微观GIS的发展可以促进微观环境下三维GIS的发展”。笔者认为，房产分层分户图的管理，可以借鉴微观GIS的一些理论和方法。基于此理论，本文研究提出了一种基于数据库大二进制对象（BLOB）存储的“图图分离、图属分离”的分层分户图管理的数据模型。1.1数据模型的提出根据梁军有关微观GIS的理论以及数字房产的应用实践，基于文件（见图2（a）或基于数据库表来管理类似房产分层分户图的方式是不可取的，目前较好的方式是采用基于数据库表中一个列的方式5。近几年在数据库中广泛应用的大二进制数据（BLOB）类型对实现这种管理方式提供了技术基础。大二进制数据类型支持将非结构化对象如多媒体、空间数据等以二进制的形式存储到数据库中，这种数据类型一个字段的容量可达4GB，完全可以满足微观GIS管理的需要。基于大二进制对象，我们可以将以GIS数据格式存储的房产分层分户图的数据以二进制的形式直接存储于数据库表的一个列中，并建立与房产平面图幢之间的一对一的关联关系。使用时可以将该大二进制对象缓存到本地客户端、还原为GIS数据格式，然后由GIS客户端进行访问。该方法的原理图如下：空间数据库分层分户图(GIS格式)测绘系统GIS系统010101010101生成读取打包解包图 1基于大二进制数据类型存储房产分层分户图Fig.1 BLOB-based Storage of Floor&House Map在实际应用中，基于上述原理存储房产分层分户图还需要考虑系统性能的要求。基于大进制数据类型存储房产分层分户图的数据模型在数据库实现时，有多种方式。一种方式是整体型，即在数据库的一张表中即存储房产平面图中的幢数据，又存储房产分层分户的图形数据。见图2（b）。这种存储方式实现简单，分层分户图和幢的关联直接，便于数据库访问。但这种数据库设计会导致单张表占用存储空间过大，导致数据访问性能的降低。针对这种情况，我们提出“图图分离、图属分离”的分离优化模型，即图2（c）。非空间数据库幢1分层分户1幢2分层分户2非空间数据库分层分户属性幢1分层分户图形（a）文件型（b）整体型（c）分离型图 2三种存储分层分户图的数据模型Fig.2 Three Data Models of Data Model of Storage of Floor&House Map首先是图图分离，即把房产平面图与房产分层分户图分为两张不同表存储，同时通过关联字段建立关联关系。在房产分层分户图的测绘阶段，图形信息和属信息是采用了GIS数据格式进行一体化存储，图形和属性在同一条记录中，但如果将二者同时打包存储，户的信息包含在BLOB字段中，如果不在外部表中设计相应的“户”表，则对户表的每次查询都要将BLOB字段缓存到本地以后进行，一方面对BLOB字段的大量访问势必造成系统运行效率低下、网络流量大。同时，由于BLOB内的图形信息访问需要通过GIS来访问，而外部表的访问则可直接用通常的数据库引擎来访问，这两种混合访问方式会造成开发难度增大，数据访问效率低。但是，同时如果在BLOB外设置同样一张表来存储“户”的信息，则势必会存在两个有重复信息的表，数据的一致性较难维护。因此必须对上述模型进行优化处理。我们在将房产分户图打包成BLOB时，进行图属分离，即BLOB中只保存图形信息，图形所对应的属性信息都保存到外部表中，二者通过关键字段加以关联。经过杭州数字房产项目的实际测试，图属分离后大大降低了BLOB字段的访问频率，系统性能提高了数十倍。而且由于不存在数据一致性维护的问题，节省了系统开发的工作量。根据图3（c）建立的数据库模型(ERM)如下图所示：图 3分层分户图存储中的图属分离的ERM图Fig.3 ERM Diagram of Storage of Floor&House Map1.2 数据模型的应用应用本文提出的对分层分户图管理的数据模型，可以很好地实现房产GIS的功能。下面就房产GIS中主要功能点的实现作一详细说明（根据图3所示数据库模型）。（一）根据房产平面图调用房产分层分户图当选中房产平面图上一楼盘时，可以得到其图形ID值即“幢(ST_RIDRGN)”中的“内部ID”属性的值，用一变量BuildingID来保存。可用如下SQL语句来得到所对应的分层分户图形的Blob字段。如下：Select a.sddblob from 分层分户图形a, 层(T_FLOOR) b, 幢(ST_RIDRGN) c where a.所在层ID=b.内部ID and b.所在幢ID=c.内部ID and c.内部ID=BuildingID;将得到了BLOB文件存为本地临时文件，然后由GIS客户端加载，这样就实现了根据房产平面图来调用分层分户图的功能。（二）根据分层分户图调用房产属性信息假定在分层分户图中已选定了一户，得到其图形ID为HouseID.（1） 地号=”Select地号from 户(BLOB中) where 内部ID=HouseID”（2） Select * from 户(T_House) where 房屋地号=地号通过地号还得到对应房产的所有属性信息。（三）根据分层分户图定位房产平面图假定在分层分户图中已选定了一户，得到其图形ID为HouseID.（1） BuildingID =”Select建筑物IDfrom 户(BLOB中) where 内部ID=HouseID” （2） Select * from 幢(ST_RIDRGN) where 内部ID=BuildingID从而直接定位到了房产平面图上。（四）根据房产属性信息定位到分层分户图假设根据属性信息已得到对应房屋的地号，即为地号。Select a.sddblob from 分层分户图形a, 层(T_FLOOR) b, 户(T_House) c where a.所在层ID=b.内部ID and b.内部ID=c.所在层ID and c.房屋地号=地号;基于本文所述数据模型，实现了房产分层分户平面图、房产平面图和房产图形之间的相互访问。该数据模型只有在操作图形时，才需要去下载该BLOB字段，提高了系统运行的效率。2 数字房产中的GIS应用数字房产系统中通过图属档一体化数据库的设计和建立6，解决了房产分层分户图的存储和管理问题，就可实现以房产GIS为核心的房产业务管理，实现图、属、档的一体化管理，建立以图管房的业务模式。对房产分层分户平面图的管理是房产GIS的核心功能。杭州数字房产GIS子系统（以下简称GIS子系统）中实现了根据图形和属性信息查询和定位分层分户图的功能，主要包括：（1） 根据选定建筑物查看全部分层分户图；（2） 根据地号和房屋坐落查询和定位分层分户图；（3） 根据产权人名称、代码查询定位分层分户图；（4） 根据商品房预售许可证和预售合同编号查询和定位分层分户图；（5） 根据档案编号查询和定位分层分户图；（6） 根据物业维修基金账号查询和定位分层分户图；（7） 根据业务的受理编号查询定位分层分户图；（8） 在业务办理过程中调用分层分户图。GIS子系统中还提供了根据房产分层分户平面图来查询业务信息的功能：（1） 根据分层分户图在房产平面图上定位所在楼盘；（2） 根据分层分户图查询产权信息、抵押信息、预售信息、档案信息和物业维修资金信息；（3） 根据分层分户图以楼盘表的形式浏览房屋信息。（4） 进行房产信息的历史回溯。杭州房产系统中GIS应用的示例如图4、图5所示：图 4数字房产GIS对分层分户图的管理Fig.4 GIS-based Management of Floor&House Map图 5在业务办理中调用GIS图形Fig.5 Invoking GIS in Management Information System利用GIS系统的空间分析功能，可以实现基于房产图形的高级查询和分析功能。如多边形查询、缓冲区分析等功能。在杭州数字房产拆迁办业务子系统中就应用了GIS的空间分析功能来对拆迁范围内的房产进行查询和业务操作。和拆迁相关的GIS功能主要包括在基础地形图上绘制拆迁红线、查询拆迁红线范围的所有房产、对拆迁红线范围内的房屋进行查封、解封、冻结等操作。这些功能应用以后，不仅减轻了拆迁管理部门的工作量（以前都要靠其他部门协助才能完成），同时由于系统采用了一体化的数据库设计，查询、解冻、冻结等操作完成后其他业务部门可以直接应用。基于空间分析功能，可以在房产平面图上划定范围对相关房产信息行统计，避免了传统房产管理信息系统中根据属性信息进行统计的不准确性。专题图功能也是房产G