基于三维数字地图的数字物业建设及研究

摘要：本文主要论述了在先进的计算机技术、通信技术、自动控制、智能识别、物联网等技术基础上，采用系统集成方法，通过小区三维模型建设、数字物业数据库建设以及三维子系统的建设，建立基于三维数字地图的数字物业系统，展示了数字物业特色三维功能，通视分析和视域分析、日照分析、路径规划、拓扑分析等，以期为实现基于三维数字地图的数字物业制度化，制定物业管理三维模型数据相关标准，开发基于三维数字地图的物业管理平台等提供借鉴。

关键词：数字物业 三维数字地图 小区三维模型 物业数据库

1 数字物业的概念

目前我国正处在城市化建设的高速发展时期，每年的建筑量占世界总量的一半以上，其中80％是住宅建设。随着国民经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，人们对住宅条件的要求也在不断变化，不再简单地满足于住宅面积与冷暖的要求，进一步对安全保障、服务、消费、娱乐、信息咨询等有着迫切的要求；另一方面，电子技术、计算机技术和网络技术的飞速发展，使人们的生产、生活方式发生了日新月异的变化，数字化、信息化、智能化已成为知识经济的主要特征，这些为智能建筑、数字物业的建设提供了技术保障。

数字物业是指运用各种信息技术和手段，整合物业资源，在社区范围内为政府、物业服务机构、居民和各种中介组织之间搭建互动交流及服务的网络平台。数字物业的核心是信息资源的整合以及各政府职能部门、社区基层管理机构、社区居民之间的信息沟通渠道的搭建。从而，使社会化信息提供者、社区的管理者与住户之间可以实时地进行各种形式的信息交互。随着现代互联网技术的不断发展及表现方式的多样化，加上各种网络多媒体技术、电子商务技术的应用，从而营造出一个丰富多彩、便捷高效的物业数字化。

2 基于三维数字地图的数字物业系统

基于三维数字地图的数字物业系统取代传统的物业管理子系统中的计算机系统，对数字物业组成部分进行数据和功能集成，通过统一的用户界面提供各种服务。基于三维数字地图的数字物业系统的建设流程如下图所示，主要分为小区三维模型建设、数字物业数据库建设以及三维子系统的建设。如图1所示：

2.1 小区三维模型建设

与城市三维建模相比，小区三维建模要求对象分类更细致、三维表现更精细，以满足小区精细化管理的要求。

小区三维模型的制作精度参照《城市三维建模技术规范》中LOD3标准模型的要求进行，对小区进行全要素建模，部分要素可视其重要程度适当提高或降低精度。标准建模流程如图2。

设计施工图纸和竣工验收测量数据的信息量大、精度高，是小区三维模型建设的最佳依据，对于新建小区，尽量基于这两种数据建模。当无法获得这些数据时，可根据大比例尺地形图（1:500或1:2000）、实地勘察数据、遥感数据和实拍照片等确定对象的几何形态，根据实地拍摄的照片确定建模对象的外观视觉效果，基于3DMax、Maya等软件制作标准模型。

2.2 数字物业数据库建设

从数据类型上看，数字物业数据可分为三类：一类是地理空间数据，这类数据以地图数据、三维模型数据为主；一类是表格数据，这类数据包括建筑属性表、小区住户信息表、物业管理信息表等；一类是多媒体数据，这类数据主要来自监控设备，如监控图像、视频等。分析以上数据可以看出，这三类数据具有非常显著的特点，因此可以有针对性地采用不同的数据建库方法。

地理空间数据的管理主要采用GIS技术，建立空间数据库，采用ArcSDE空间数据引擎进行访问，可以采用Oracle或SQL Server作为后台的DBMS；表格数据具有规则的数据结构，且具有非常成熟的管理技术，可采用现行流行的DBMS（如Oracle或SQL Server）管理，如果小区已经建立了数据库，则只需要通过标准的数据库访问接口进行访问；多媒体数据主要包括图片、视频、音频等，通常采用文件方式存储（图片可以采用数据库管理），文件的命名采用“设备编号+日期”的方式。

2.3 三维子系统建设

数字物业系统分为安全防范子系统、物业管理子系统、信息网络子系统、智能家居子系统和三维子系统。其中，三维子系统是整个系统的基础，在空间信息的基础上提供各项功能的入口和运行后结果的反馈。

三维子系统的系统建设如图3所示，分为四个层次：数据库层、数据引擎层、可视化服务层、应用服务层。其中，数据层提供平面数据、三维模型数据及其属性信息的存储和管理；数据引擎层提供数据的访问，包括数据的读写、分层、用户权限管理等；可视化服务是其他所有服务的基础，以可视化的平面地图或三维场景为执行各个应用功能的入口，用户能够方便地调用其他功能；应用服务提供日常业务需要的各项功能，并能够通过三维可视化分析手段提供一般小区管理系统不具备的三维分析功能。

为提高各项功能的独立性和重用性，数据引擎、可视化服务和应用服务都采用Web Service的方式实现，其中数据引擎提供WFS、WMS等服务，可视化服务通过ActiveX或其他方式实现，应用服务既可以通过二维方式实现，也可以通过三维方式实现，更可能是以二三维联合分析计算得到。

按功能来分，三维子系统可分为两部分：一种是三维与安全防范、物业管理、信息网络和智能家居的结合，另一种是三维特色功能。

（1）三维子系统与其他子系统的结合

在前面各子系统中已经提到，空间定位和地图显示是两个经常会用到的功能

Ø 与安全防范子系统的结合

当周界产生报警信息时，在平面地图或三维场景中实时显示报警点的位置，并在图上高亮动态显示，便于物业管理人员迅速了解出事地点。

可以在图上点击闭路电视监控设备，方便地调入各个设备获取的视频信息。

在巡更管理中，可运用GIS技术设计合理的巡更路线，消除小区巡更盲点，提高巡更效率。在巡更过程中，可通过地图实时显示各个巡更人员当前的工作状态，巡更结束后，可在管理中心重现巡更路线及到达各个地区的时间，辅助小区管理。

在住户报警系统中，可以将报警点的位置在地图上实时标记出来，便于物业管理人员在第一时间进行处理。

Ø 与物业管理子系统的结合

空间信息与物业管理信息关联后，系统可提供图属一体化的查询、统计、定位、分析等功能，可查询某栋建筑里所有住户的信息，也可通过住户信息进行空间定位，方便日常管理。

在车辆出入停放管理中，如果小区布设了导航定位设备，即可实现停车的引导并进行语音提示。

在公共设备监控中，当小区部件或公共设施（如照明设施）出现故障，可在地图上进行提示，关于小区的公共设备管理可参考城市网格化管理的方法，采取“发现问题——上报——处理——确认——关闭问题”的方式，提高问题处理的质量和效率。

Ø 与信息网络子系统的结合

信息网络的建设是衡量现代数字物业建设水平的重要因素，日常生活涉及众多的网络，包括电话网、有线电视网、宽带网（又包括电信、网通、铁通等各电信公司的网络），为有效维护这些网络，需要准确了解各个网络的空间位置、走向和连接方式，三维空间表达提供了最佳方式。

（2）数字物业特色三维功能

除了与传统数字物业各个子系统相结合提升小区管理外，GIS和三维数字地图技术的引入还提供了特色的三维功能，为各类工作提供决策支持。

通视分析和视域分析

通视分析和视域分析可为小区监控设备的安装位置提供分析手段，如何用最少的监控设备覆盖小区，三维功能可在此发挥重要作用。

日照分析

通过日照分析计算小区日照分布，可为小区管理提供参考，如太阳能设备的安装选点。

路径规划

计算约束条件下，小区一点到另一点的可行路线。如火灾发生时，需要计算机动车通行救火路线，也需要计算人行疏散路线。

拓扑分析

通过直观的三维表现，可以直观地了解到地下管线的分布，辅助小区施工和管线改造。

通过直观的三维表现，可以直观地了解到地下管线的分布，辅助小区施工和管线改造。

三维特色功能的实现方式如图4：

3 初步成果

截止目前，基于三维数字地图的数字物业建设已取得一些初步成果，完成了试点项目的资料收集、外业采集，建筑、地形、环境的三维模型制作，周边现状路网以及主干道地下管网三维模型的制作，特别是制作了建筑内部的各层每户的内部结构，将以前以单栋楼为管理最小单元的三维管理模式进一步细分拓展，发展成为以户为单元的更精细化管理，充分体现以人为本的社会管理理念在三维平台上的应用，并集成整合了试点项目房屋、人口、户籍、管线、实时监控数据等方面的管理信息，建立了服务于数字物业管理的三维空间数据库，研制开发了基于三维数字地图的数字物业管理平台。采用系统集成方法，以三维数字地图为基础整合安全防范、停车管理、可视对讲、通信网络等模块，实现多元信息的集中统一管理和高效服务。建立数字物业管理数据的动态更新维护机制、体系和具体实施细则，实现数据更新的制度化，保证数字物业管理数据的现势性和准确性（如图5、图6、图7、图8）。

４ 结束语

随着计算机、三维可视化、三维数字城市等技术的不断完善和发展，基于三维数字地图的数字物业呼之欲出。基于三维数字地图的数字物业建设是三维数字地图功能的扩展和数字物业功能的完善。系统的建设对于发展数字物业具有深远的意义，可以极大的节约资源，优化投资，能够大幅提高小区综合管理效率和物业管理品质，充分的体现了面向业主、以人为本的物业服务理念。

参考文献

[1]张文彤,盛洪涛,李宗华．武汉市三维数字地图系统公共平台建设规划[C]．中国城市规划信息化2006年会论文集,2006

[2]李宗华,赵中元,林苏靖,等．武汉市三维数字地图系统平台建设及关键技术研究[C]．数字城市的理论与实践：第三届中国国际数字城市建设技术研讨会论文集,北京：中国城市出版社,2007

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