王 茂 洋,羅 天 文,吳 恒 友,徐 銳,孫 德 安

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽 550002)

水利水電工程征地移民工作是一項(xiàng)集自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等科學(xué)于一體的系統(tǒng)工程，歷來是水利水電工程中的管理難題[1]。利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代管理理念等先進(jìn)手段開展水利水電工程移民管理工作十分必要和迫切[2]。對(duì)于地方政府、項(xiàng)目業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、行業(yè)主管單位和移民公眾等而言，建立一個(gè)動(dòng)態(tài)、高效、可持續(xù)應(yīng)用的全過程的征地移民云平臺(tái)不僅可以促進(jìn)移民工作信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，提升移民管理水平和行業(yè)能力，還可以促進(jìn)移民工作的公平、公正、公開，對(duì)于提高工作效率、保證移民資金撥付透明化等都具有現(xiàn)實(shí)意義[3]。

目前國內(nèi)外還沒有成熟的專門針對(duì)水利水電工程征地移民全生命周期管理云平臺(tái)的研究成果，在數(shù)字移民實(shí)踐活動(dòng)中，眾多專業(yè)技術(shù)開發(fā)商積極探索并發(fā)展形成了各具特色的技術(shù)解決方案[4]，但大多是業(yè)務(wù)和系統(tǒng)分離的，缺乏實(shí)用性。這就導(dǎo)致了系統(tǒng)的冗余，一個(gè)項(xiàng)目一套軟件，無法做到動(dòng)態(tài)模型驅(qū)動(dòng)，一套軟件動(dòng)態(tài)定制多個(gè)項(xiàng)目。另外，現(xiàn)有的一些系統(tǒng)大多是實(shí)現(xiàn)移民工作的某一部分或者某一環(huán)節(jié)的內(nèi)容，無法全過程支持，缺乏從數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理到分析的一體化云管理平臺(tái)。

1 云平臺(tái)設(shè)計(jì)

水利水電工程征地移民全生命周期信息化管理云平臺(tái)是一個(gè)涵蓋征地移民工作全過程、一體化的云平臺(tái)管理，可做到動(dòng)態(tài)模型驅(qū)動(dòng)，定制化開發(fā)運(yùn)用，一套軟件動(dòng)態(tài)定制多個(gè)項(xiàng)目，減少系統(tǒng)冗余，提高業(yè)務(wù)的開展效率和實(shí)用效果[5]。

1.1 系統(tǒng)規(guī)劃

該項(xiàng)目通過實(shí)際深入地調(diào)研，明確了云平臺(tái)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，細(xì)化了整個(gè)水利水電工程征地移民工作的業(yè)務(wù)流程：將整個(gè)業(yè)務(wù)流程劃分為N個(gè)最小功能單元，每個(gè)最小單元相互獨(dú)立并組件化形成功能庫，最小功能單元組合形成業(yè)務(wù)功能，也可與業(yè)務(wù)功能組合形成應(yīng)用模板，每個(gè)應(yīng)用模板都保存到模型庫中。每個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目都將形成一套應(yīng)用模板，不斷循環(huán)積累最小功能單元、功能庫、業(yè)務(wù)功能庫、應(yīng)用模板庫和模型庫，見圖1；并研究建立各個(gè)階段的功能模塊及表現(xiàn)形式(C/S、B/S、APP)，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，形成一體化的云平臺(tái)。

圖1 動(dòng)態(tài)模型驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)流程Fig.1 Dynamic models drive business processes

1.2 需求分析

征地移民工作是多方面的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，傳統(tǒng)工作模式已很難適應(yīng)新情況新要求。特別在信息化時(shí)代背景下，信息成了生產(chǎn)要素，決策基礎(chǔ)和管理依據(jù)[6]。提高征地移民信息化水平，可以提高信息獲取、管理和利用的效率，提高移民規(guī)劃和決策的科學(xué)性，實(shí)施監(jiān)督時(shí)效性和解決問題的能力，有利于各方信息的溝通，從而將移民工作推進(jìn)到一個(gè)新階段[7]。通過信息化來管理征地移民工作，建立征地移民全生命周期信息化管理云平臺(tái)，解決用戶在數(shù)據(jù)空間可視化展示、快速模擬分析決策、全過程的管理查詢以及快速準(zhǔn)確的實(shí)物賠付計(jì)算等迫切問題[8-10]。

1.3 總體設(shè)計(jì)

云平臺(tái)設(shè)計(jì)采用3層架構(gòu)，將數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯和應(yīng)用軟件進(jìn)行分離；應(yīng)用數(shù)據(jù)和模型之間設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)用戶急需解決的問題。以空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以3S集成技術(shù)(RS、GPS、GIS)為支撐，以空間信息、大數(shù)據(jù)分析為手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)征地移民信息(地圖、數(shù)據(jù)、文本、圖像等)動(dòng)態(tài)采集、處理、存儲(chǔ)、管理、分析、展示、發(fā)布的云平臺(tái)。最終形成為移民部門、項(xiàng)目業(yè)主及其相關(guān)職能部門等多用戶提供多層次、高質(zhì)量的信息服務(wù)，輔助移民部門對(duì)移民前期信息、移民過程信息以及移民后期信息進(jìn)行全過程信息化云平臺(tái)管理。

1.3.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

水利水電工程征地移民管理云平臺(tái)是一個(gè)多維度、多服務(wù)的信息化平臺(tái)，在技術(shù)框架上遵循3層架構(gòu)，在底層數(shù)據(jù)上，將空間數(shù)據(jù)和移民基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施的支撐建立了空間數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)庫，形成數(shù)據(jù)服務(wù)層；在此基礎(chǔ)上，通過基礎(chǔ)組件、信息搜索引擎和GIS地圖服務(wù)引擎等中間件，組成云平臺(tái)應(yīng)用支撐層，提供功能接口；最后，在調(diào)研業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，建立業(yè)務(wù)邏輯模型，搭建水利水電工程征地移民全生命周期信息化管理云平臺(tái)，通過瀏覽器和手機(jī)APP向外提供信息服務(wù)，同時(shí)也可安裝桌面端進(jìn)行操作，平臺(tái)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 平臺(tái)架構(gòu)Fig.2 Platform architecture diagram

1.3.2 業(yè)務(wù)功能設(shè)計(jì)

(1) 前期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)入庫管理、查詢、展示和分析。通過高精度DEM計(jì)算三維場景下不同高程的淹沒線，并將其與實(shí)物數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，展示不同淹沒線的變化動(dòng)態(tài)，統(tǒng)計(jì)不同淹沒線的實(shí)物淹沒情況[11]，如圖3，4所示。

(2) 針對(duì)水庫工程的土地及土地附著物、房屋及房屋附屬設(shè)施、專項(xiàng)等實(shí)物指標(biāo)數(shù)據(jù)根據(jù)“一庫一策”賠付政策模型搭建征地移民實(shí)物補(bǔ)償計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，自動(dòng)計(jì)算輸出土地確認(rèn)表、附著物確認(rèn)表、補(bǔ)償補(bǔ)助明白卡和協(xié)議書等成果資料[12]，功能設(shè)計(jì)如圖5所示。

針對(duì)在移民實(shí)物指標(biāo)調(diào)查階段，外業(yè)人員將每天的外業(yè)數(shù)據(jù)通過Excle固定模板的形式上傳平臺(tái)中，通過平臺(tái)可以查詢每家每戶的實(shí)物指標(biāo)，并可指定相應(yīng)用戶進(jìn)行修改；在平臺(tái)中以每戶為單元，生成每戶的土地和附著物確認(rèn)表、補(bǔ)償補(bǔ)助資金兌付明白卡、移民搬遷協(xié)議和搬遷承諾書；解決大量移民賠付資金人工計(jì)算的錯(cuò)誤及標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，提高工作效率，隨時(shí)對(duì)工作完成情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，按縣區(qū)、鎮(zhèn)、村、組等不同層級(jí)對(duì)人口、土地、人房的已簽約和未簽約的實(shí)物指標(biāo)數(shù)量、補(bǔ)償費(fèi)用等情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)輸出。

圖3 人房BIM模型及屬性信息Fig.3 BIM model and attribute information

圖4 不同淹沒線疊加實(shí)物指標(biāo)Fig.4 Different submerged lines overlay physical index

圖5 實(shí)物指標(biāo)賠付計(jì)算Fig.5 Physical index compensation calculation

(3) 針對(duì)征地移民工作涉及的數(shù)據(jù)資料多，工作方式效率低、成果數(shù)據(jù)不直觀的問題，平臺(tái)結(jié)合航飛影像及3S技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資料的快速、有序的收集整理、查詢以及統(tǒng)計(jì)分析并將結(jié)果作為永久電子化檔案管理，形成水利水電工程征地移民綜合信息化管理云平臺(tái)[13]，效果展示如圖6所示。

以權(quán)屬人為紐帶，以實(shí)物指標(biāo)為核心，將其貫穿征地移民工作全過程。對(duì)移民管理過程中所產(chǎn)生的各種原始資料(如照片、音像資料、調(diào)查表等)進(jìn)行管理。原始資料與每一個(gè)移民戶、每一塊土地、每一處房屋等進(jìn)行關(guān)聯(lián)；一條數(shù)據(jù)可以關(guān)聯(lián)多份原始資料，如一個(gè)移民戶可以與他的戶口本照片、房屋產(chǎn)權(quán)證照片、房屋照片、家庭成員照片、原始調(diào)查簽字表的掃描件或照片、其它財(cái)產(chǎn)的錄像資料等進(jìn)行關(guān)聯(lián)；出于安全性考慮，系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)原始資料的瀏覽、下載進(jìn)行權(quán)限控制，只有獲得系統(tǒng)授權(quán)的用戶才可以對(duì)相應(yīng)的原始資料進(jìn)行相關(guān)的操作。

(4) 建立基于綜合管理平臺(tái)的后期扶持跟蹤管理模塊，以GIS地圖為線索，以每戶移民為單元，跟蹤管理每戶移民后期的生活、生產(chǎn)情況，定位查詢?nèi)丝诹鲃?dòng)變遷、扶持項(xiàng)目前后生活變化情況，按文字、圖片、視頻等多種方式以時(shí)間為線索進(jìn)行GIS可視化渲染。

2 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

云平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)，是在充分了解各用戶在不同階段的迫切需求后，綜合考慮了各方面因素，建立的一套征地移民全生命周期信息化管理云平臺(tái)，它包括了桌面端、網(wǎng)頁端和手機(jī)端等多種終端形式，并賦予不同的功能需求定位：手機(jī)端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的展示和采集，主要以簡單便捷為主；網(wǎng)頁端實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的查詢、管理、存儲(chǔ)和資料的歸檔，兼顧了便捷性和功能性；桌面端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理、編輯和分析，主要考慮的是系統(tǒng)功能性；各平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享，是一個(gè)有機(jī)的整體。

云平臺(tái)基于JavaEE平臺(tái)，采用大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL SERVER2008R，使用面向?qū)ο蟮能浖こ碳夹g(shù)，并引入標(biāo)準(zhǔn)化的工作流程，在軟件開發(fā)前，制定了嚴(yán)格的軟件開發(fā)流程和規(guī)范，保證了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可伸縮性。

3 應(yīng)用情況

水利水電工程征地移民工作全生命周期信息化管理云平臺(tái)經(jīng)過不斷修改完善，先后成功應(yīng)用于遵義觀音水庫、遵義茅坡水庫、銅仁大興水庫、安順黃家灣水庫等大中小型水庫中，移民管理各相關(guān)單位通過云平臺(tái)手段協(xié)同工作，更加規(guī)范了工作流程，提高了工作效率[14]。

以茅坡水庫為例，在前期階段設(shè)計(jì)時(shí)將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫管理、查詢、展示和分析，實(shí)時(shí)計(jì)算相關(guān)參數(shù)變化后的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，以供設(shè)計(jì)參考對(duì)比，系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖7所示。

實(shí)物調(diào)查階段，通過信息化平臺(tái)將水庫工程的土地及土地附著物、房屋及房屋附屬設(shè)施、專項(xiàng)等實(shí)物指標(biāo)數(shù)據(jù)根據(jù)“一庫一策”賠付政策模型進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償計(jì)算，自動(dòng)計(jì)算輸出土地確認(rèn)表、附著物確認(rèn)表、補(bǔ)償補(bǔ)助明白卡和協(xié)議書等成果資料，減少人工計(jì)算量及計(jì)算的失誤[15]，明白卡計(jì)算結(jié)果如圖8所示。

圖7 不同淹沒線淹沒實(shí)物指標(biāo)分類統(tǒng)計(jì)Fig.7 Classification statistics of physical indiex under different submerged lines

圖8 實(shí)時(shí)打印明白卡Fig.8 Print the results of Pay in real time

實(shí)施后以GIS地圖為基礎(chǔ)，按照一榜、二榜、三榜將過程中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合關(guān)聯(lián)，通過查詢某一戶(表或圖)即可調(diào)出這一戶所有的資料，包括圖片、視頻等。同時(shí)，實(shí)時(shí)跟蹤后期扶持情況，進(jìn)行對(duì)比分析[16-21]，如圖9所示。

圖9 綜合管理Fig.9 Integrated management

水庫開發(fā)方式時(shí)間成本功能性觀音水庫利用現(xiàn)有成熟框架,快速地投入使用運(yùn)行快速搭建低通用性強(qiáng)茅坡水庫現(xiàn)有框架基礎(chǔ)上,定制實(shí)時(shí)計(jì)算,現(xiàn)場打印明白卡等現(xiàn)有框架+局部模塊快較低局部特殊大興模式利用現(xiàn)有平臺(tái)技術(shù)方案,梳理自身業(yè)務(wù)流程,量身定制所有模塊較快高完全特殊其他根據(jù)業(yè)主需求,重新完全自主定制系統(tǒng)框架及功能模塊時(shí)間較長高完全特殊

注：各開發(fā)方式都具可擴(kuò)展性。

征地移民全生命周期信息化管理云平臺(tái)在實(shí)際推廣運(yùn)用中，通過總結(jié)形成了以下幾種開發(fā)方式，不同的開發(fā)方式在時(shí)間、成本、功能性方面具有不同的特征[22]，具體如表1所示。

4 結(jié) 語

水利水電工程征地移民工作全生命周期信息化管理云平臺(tái)從實(shí)際需求出發(fā)利用3S技術(shù)，運(yùn)用動(dòng)態(tài)模型驅(qū)動(dòng)方法，從征地移民前期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段、實(shí)物指標(biāo)調(diào)查公示階段到移民管理后期全生命周期中，實(shí)現(xiàn)了水利水電工程全過程信息共享、精準(zhǔn)化管理、協(xié)同決策和輔助決策支持。在研究建設(shè)云平臺(tái)過程中，總結(jié)形成一些創(chuàng)新點(diǎn)和特色：

(1) 利用BIM+GIS技術(shù)，建立三維真實(shí)場景，并基于3S技術(shù)的決策支持與項(xiàng)目區(qū)應(yīng)用數(shù)據(jù)的結(jié)合應(yīng)用分析，在模型和數(shù)據(jù)得到保障的情況下，在一定程度上提高了規(guī)劃、設(shè)計(jì)決策的科學(xué)性。

(2) 多專業(yè)、多部門、多環(huán)節(jié)的協(xié)同管理控制，包括實(shí)時(shí)、近實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取、處理、上報(bào)更新、賠付計(jì)算等，為征地移民精準(zhǔn)化管理奠定了基礎(chǔ)和保障。

(3) 通過一體化的云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)水利水電工程全過程的數(shù)據(jù)共享，并建立綜合管理云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全過程數(shù)據(jù)的展示、管理查詢和分析，并可作為永久的電子化檔案進(jìn)行保存。