任家鋒，侯恩兵，胡小彭

（1.安徽省基礎(chǔ)測(cè)繪信息中心，安徽 合肥 230031；2.安徽省智慧城市與地理國情監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230031）

采煤塌陷區(qū)綜合治理監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

任家鋒1,2，侯恩兵1,2，胡小彭1,2

（1.安徽省基礎(chǔ)測(cè)繪信息中心，安徽 合肥 230031；2.安徽省智慧城市與地理國情監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230031）

通過對(duì)采煤塌陷區(qū)綜合治理工作現(xiàn)狀的了解與分析,以淮南市為例，提出基于地理信息技術(shù)建立“采煤塌陷區(qū)綜合治理監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)”的思路與方法，以提高采煤塌陷區(qū)綜合治理管理工作的效率，全面準(zhǔn)確地掌握綜合治理項(xiàng)目的情況，規(guī)范綜合治理工作的管理，實(shí)現(xiàn)管理工作的信息化。

采煤塌陷區(qū)；綜合治理；管理系統(tǒng)；地理信息技術(shù)

為了提高采煤塌陷區(qū)綜合治理管理工作的效率，全面準(zhǔn)確地掌握綜合治理項(xiàng)目的情況，規(guī)范綜合治理工作的管理，利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段來建立“采煤塌陷區(qū)綜合治理監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)”（以下簡稱“管理系統(tǒng)”），以創(chuàng)新綜合治理工作的管理方式，對(duì)綜合治理項(xiàng)目進(jìn)行全程監(jiān)管?！肮芾硐到y(tǒng)”將通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)、GIS技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤塌陷區(qū)綜合治理項(xiàng)目的監(jiān)管、規(guī)劃、輔助決策與檔案資料管理等功能，為治理規(guī)劃提供科學(xué)的決策依據(jù)。

1 系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

數(shù)據(jù)是本系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是管理的對(duì)象。在開發(fā)“管理系統(tǒng)”之前須先建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括綜合治理項(xiàng)目數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和項(xiàng)目擴(kuò)展數(shù)據(jù)等。對(duì)采煤塌陷區(qū)綜合治理項(xiàng)目業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與數(shù)字化，作為系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；將基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)（矢量數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)）作為系統(tǒng)的底圖數(shù)據(jù)，用于對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加展示和業(yè)務(wù)分析。將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)以及綜合治理管理工作中涉及到的其他數(shù)據(jù)分別入庫，建立采煤塌陷區(qū)綜合治理數(shù)據(jù)庫，作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。

結(jié)合采煤塌陷區(qū)綜合治理管理工作業(yè)務(wù)需求，開發(fā)“管理系統(tǒng)”供相關(guān)工作人員使用。系統(tǒng)主要包含綜合治理數(shù)據(jù)的管理、信息瀏覽、項(xiàng)目檢索、統(tǒng)計(jì)分析以及報(bào)表輸出等功能，并且還可以通過地圖瀏覽工具來為塌陷區(qū)綜合治理項(xiàng)目的監(jiān)管、規(guī)劃與建設(shè)提供輔助決策支持。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包含項(xiàng)目空間位置、項(xiàng)目基本信息和項(xiàng)目擴(kuò)展信息，以及作為底圖的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)既有空間圖形數(shù)據(jù)，又有屬性數(shù)據(jù)和文檔資料等非空間數(shù)據(jù)。其中空間數(shù)據(jù)包括項(xiàng)目圖斑空間位置數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，非空間數(shù)據(jù)包括項(xiàng)目的基本信息、與項(xiàng)目相關(guān)的報(bào)批文檔、圖片和視頻等。

采用Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫和ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫引擎作為空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理平臺(tái)，將空間數(shù)據(jù)通過空間數(shù)據(jù)引擎存儲(chǔ)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫當(dāng)中；非空間數(shù)據(jù)以表的形式存儲(chǔ)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，其中非表格數(shù)據(jù)以二進(jìn)制文件流的方式存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)表的字段當(dāng)中。數(shù)據(jù)庫整體邏輯設(shè)計(jì)組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫整體邏輯結(jié)構(gòu)圖

1）綜合治理項(xiàng)目數(shù)據(jù)邏輯設(shè)計(jì)。采煤塌陷區(qū)綜合治理項(xiàng)目所涉及到的項(xiàng)目類型主要分為村莊搬遷類、土地復(fù)墾類和生態(tài)修復(fù)類3個(gè)類型的項(xiàng)目，故在數(shù)據(jù)采集與建庫時(shí)分3大類進(jìn)行設(shè)計(jì)。每類項(xiàng)目數(shù)據(jù)包含了項(xiàng)目的名稱、狀態(tài)、投資來源、項(xiàng)目的建設(shè)情況等信息。綜合治理項(xiàng)目數(shù)據(jù)邏輯模型如圖2所示。

2）基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)邏輯設(shè)計(jì)?；A(chǔ)地理信息主要包括行政區(qū)劃、道路、水系、地名和注記以及數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)等。由于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)范圍廣、更新難度大，為了減少基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的更新維護(hù)成本，在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)應(yīng)預(yù)留接口，使建成后的系統(tǒng)能夠與“數(shù)字城市”實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，可直接將“數(shù)字城市”發(fā)布的地理信息服務(wù)或數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)源。因此，需參照“數(shù)字城市”地理空間框架數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖2 綜合治理項(xiàng)目數(shù)據(jù)邏輯模型圖

3）項(xiàng)目擴(kuò)展數(shù)據(jù)邏輯設(shè)計(jì)。項(xiàng)目擴(kuò)展數(shù)據(jù)包括項(xiàng)目相關(guān)的進(jìn)程、文檔、圖片和視頻等數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的實(shí)際情況，將項(xiàng)目進(jìn)程、文檔和圖片以表的形式存儲(chǔ)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，視頻數(shù)據(jù)以文件的方式存儲(chǔ)到服務(wù)器共享目錄當(dāng)中，項(xiàng)目擴(kuò)展數(shù)據(jù)邏輯模型如圖3所示。

圖3 項(xiàng)目擴(kuò)展數(shù)據(jù)邏輯模型圖

由于項(xiàng)目視頻文件大，不適宜存放到數(shù)據(jù)庫中，將視頻數(shù)據(jù)以文件的方式存儲(chǔ)到服務(wù)器共享目錄當(dāng)中，方便視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與訪問（圖4）。

圖4 項(xiàng)目視頻文件組織結(jié)構(gòu)圖

4）系統(tǒng)運(yùn)維數(shù)據(jù)邏輯設(shè)計(jì)。系統(tǒng)運(yùn)維數(shù)據(jù)是保障管理系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包含系統(tǒng)的用戶表、權(quán)限表、日志表。系統(tǒng)的使用管理和運(yùn)行維護(hù)必須要求用戶提供特定級(jí)別的權(quán)限驗(yàn)證，這些權(quán)限驗(yàn)證由用戶和權(quán)限表來控制，系統(tǒng)的相關(guān)使用情況和操作日志存儲(chǔ)到日志表（圖5）。

圖5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)邏輯模型圖

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

“管理系統(tǒng)”采用C/S分布式架構(gòu)，分為3層架構(gòu)體系，即數(shù)據(jù)層、邏輯層和表現(xiàn)層。系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)主要集中在客戶端，利用C#和ArcGIS組件開發(fā)客戶端應(yīng)用，從而可以組織復(fù)雜的業(yè)務(wù)操作功能，并具有較高的性能，使用前需要首先安裝客戶端軟件。系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

“管理系統(tǒng)”主要包括地圖操作、項(xiàng)目查詢、統(tǒng)計(jì)分析、項(xiàng)目管理與運(yùn)維管理5大功能模塊，系統(tǒng)主界面如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)主界面

1）地圖操作。本系統(tǒng)將地理信息技術(shù)應(yīng)用到采煤塌陷區(qū)綜合治理管理工作中，地圖操作是日常管理工作的主要方式之一。系統(tǒng)充分利用GIS系統(tǒng)的特點(diǎn)，提供豐富的地圖操作功能，為綜合治理管理工作提供服務(wù)。主要包含以下功能：①地圖操作，系統(tǒng)提供放大、縮小、平移、圖層控制等地圖操作功能，通過地圖操作從圖上可以清楚、直觀地看到塌陷區(qū)和項(xiàng)目區(qū)周邊的概況，從宏觀上對(duì)項(xiàng)目的建設(shè)情況進(jìn)行監(jiān)管。②卷簾查看，通過對(duì)塌陷區(qū)和項(xiàng)目區(qū)各個(gè)不同時(shí)期航攝影像進(jìn)行卷簾對(duì)比查看，對(duì)監(jiān)管區(qū)域情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。③地圖量測(cè)，在地圖上直接進(jìn)行測(cè)量操作，利用這些準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，為項(xiàng)目工程量提供一個(gè)可靠的參考依據(jù)。④對(duì)象屬性瀏覽，可通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊地圖上的對(duì)象，瀏覽對(duì)象的信息，以快速查看項(xiàng)目的基本信息、文檔、圖片等附件資料。⑤加載數(shù)據(jù)，將項(xiàng)目圖斑的拐點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)加載到地圖當(dāng)中，能夠直觀地查看項(xiàng)目區(qū)及周邊的概況，并可判斷出是否與其他項(xiàng)目存在重疊區(qū)域，防止項(xiàng)目重復(fù)申報(bào)。

2）項(xiàng)目查詢。查詢?cè)趲斓木C合治理項(xiàng)目信息，項(xiàng)目查詢分為條件查詢和空間查詢。① 條件查詢，用戶可以在指定的項(xiàng)目圖層中根據(jù)查詢條件來查詢所需項(xiàng)目，查詢的可選條件有項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目類別、所在區(qū)域、年份，項(xiàng)目狀態(tài)等。查詢結(jié)果以表格的形式展現(xiàn)，并能與地圖聯(lián)動(dòng)。②空間查詢，可以通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊、拉框查詢和其他空間位置關(guān)系查詢，查詢結(jié)果以表格的形式展示，并能與地圖聯(lián)動(dòng)。

3）統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)綜合治理項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)分為概覽統(tǒng)計(jì)和條件統(tǒng)計(jì)，通過綜合分析功能對(duì)項(xiàng)目的監(jiān)管、規(guī)劃和申報(bào)提供決策支持。①概覽統(tǒng)計(jì)，對(duì)所轄區(qū)域內(nèi)的采煤塌陷區(qū)綜合治理項(xiàng)目概況的總覽，通過此功能可以方便地獲取全部綜合治理項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)信息，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以統(tǒng)計(jì)圖和統(tǒng)計(jì)表的形式展現(xiàn)。②條件統(tǒng)計(jì)，按照項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目類別、所在區(qū)域、年份、項(xiàng)目狀態(tài)、資金使用等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以統(tǒng)計(jì)圖和統(tǒng)計(jì)表的形式展現(xiàn)。③綜合分析，對(duì)項(xiàng)目信息進(jìn)行比對(duì)核查和分析，實(shí)現(xiàn)綜合治理項(xiàng)目全程監(jiān)管和輔助決策。對(duì)申報(bào)項(xiàng)目坐標(biāo)數(shù)據(jù)和目前在庫的項(xiàng)目進(jìn)行空間疊置分析，判斷是否與已有項(xiàng)目存在重疊部分，并輸出分析結(jié)果。

4）項(xiàng)目管理。項(xiàng)目管理功能是對(duì)綜合治理項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一查閱與管理，主要包含以下功能：①信息管理，對(duì)綜合治理項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改等操作。② 附件管理，對(duì)項(xiàng)目相關(guān)文檔資料、實(shí)景照片和視頻等進(jìn)行管理與查閱，需將附件與項(xiàng)目圖斑空間位置建立對(duì)應(yīng)管理，可以通過圖形來管理附件信息。③進(jìn)程管理，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)過程中涉及到的各個(gè)進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理。④ 打印輸出，將項(xiàng)目的基本信息和圖斑信息打印輸出。

5）運(yùn)維管理。運(yùn)維管理模塊主要用來保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，主要包含系統(tǒng)的用戶管理、權(quán)限管理、日志管理和數(shù)據(jù)庫的備份恢復(fù)。

3 結(jié) 語

本系統(tǒng)錄入了高分辨率航攝影像，可以清楚、直觀地看到塌陷區(qū)和項(xiàng)目區(qū)周圍的概況，在影像圖上能夠直接進(jìn)行測(cè)量操作，減免了外業(yè)測(cè)量工作，可以利用這些準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)來為項(xiàng)目的工程量提供一個(gè)可靠的參考依據(jù)。根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)前后的航攝影像對(duì)比，從宏觀上對(duì)項(xiàng)目的建設(shè)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；根據(jù)項(xiàng)目相關(guān)文檔資料、實(shí)景照片和視頻對(duì)項(xiàng)目的細(xì)節(jié)和局部實(shí)施情況進(jìn)行監(jiān)管，創(chuàng)新了綜合治理工作的監(jiān)管方式。系統(tǒng)建成后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤塌陷區(qū)綜合治理工作資料的統(tǒng)一管理、查詢、制表等工作，提高了管理工作的質(zhì)量和效率，在采煤塌陷區(qū)綜合治理日常管理工作中起了非常重要的作用。

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B

1672-4623（2015）06-0142-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.06.047

任家鋒，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)閿z影測(cè)量與遙感、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、衛(wèi)星定位服務(wù)。

2015-07-13。