李浩，孫久虎，張書華，孫啟永

(1.山東省國土測繪院，山東省 濟南 250102；2.淄博市淄川區(qū)自然資源局，山東 淄博 255100)

0 引言

近年來，隨著我國新型工業(yè)化、城鎮(zhèn)化建設(shè)深入發(fā)展，耕地后備資源不斷減少，實現(xiàn)耕地占補平衡、占優(yōu)補優(yōu)的難度日趨加大，激勵約束機制尚不健全，耕地保護面臨多重壓力[1-3]。

湯懷志等人分析了耕地占補平衡政策的實施困境，提出了要以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，提升全社會耕地資源認(rèn)知水平，加快形成以耕地質(zhì)量和產(chǎn)能為核心的占補平衡新體系，實現(xiàn)耕地保護向數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”縱深發(fā)展[4-6]。陸瑤通過對中國占用耕地和補充耕地情況進行分析，提出了推進耕地質(zhì)量改造、適度合理的開發(fā)利用耕地后備資源和建立長效共同責(zé)任制，在數(shù)量、質(zhì)量與生態(tài)方面保持平衡，集約節(jié)約合理利用耕地，達到人地可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展[7]。姚敏等人充分利用大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，實現(xiàn)了基于信息化、智能化管理與服務(wù)的新型耕地保護管理模式[8]。

隨著BPM(Business Process Management業(yè)務(wù)流程管理)、3S(遙感(RS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(BDS,GPS或GNSS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)簡稱(3S)[9-11]和移動互聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)手段的不斷發(fā)展，為業(yè)務(wù)流程和空間信息的有機結(jié)合提供了廣闊的應(yīng)用前景。文本提出了基于BPM的工作流引擎，結(jié)合3S技術(shù)，利用移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了山東省耕地占補平衡監(jiān)管系統(tǒng)的建設(shè)。

1 總體架構(gòu)

充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、軟硬件等基礎(chǔ)設(shè)施，基于先進的CCFlow BPM工作流引擎，搭建了山東省耕地占補平衡監(jiān)管系統(tǒng)，實現(xiàn)了新增耕地項目報備從項目立項調(diào)研、施工過程、項目驗收及新增耕地指標(biāo)交易的全過程、全流程監(jiān)管[12]。

從軟件分層架構(gòu)的角度來看，各個節(jié)點都由4個層次構(gòu)成，即運行支撐層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層(圖1)。

(1)運行支撐層：包括規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和運行環(huán)境體系兩部分，該層貫穿于整個平臺。規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)包括數(shù)據(jù)規(guī)范、服務(wù)規(guī)范和應(yīng)用規(guī)范；運行環(huán)境體系包括網(wǎng)絡(luò)、計算機、存儲備份系統(tǒng)、安全保密系統(tǒng)等。

圖1 總體架構(gòu)圖

(2)數(shù)據(jù)層：山東省耕地保護管理核心數(shù)據(jù)庫，由基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫、管理信息數(shù)據(jù)庫2個大庫和8個分庫組成?；A(chǔ)信息數(shù)數(shù)據(jù)庫主要為地形地貌數(shù)據(jù)分庫、遙感影像數(shù)據(jù)分庫、三維模型數(shù)據(jù)分庫。管理信息數(shù)據(jù)庫主要為土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)分庫、規(guī)劃管制數(shù)據(jù)分庫、耕地質(zhì)量等級數(shù)據(jù)分庫、永久基本農(nóng)田數(shù)據(jù)分庫、業(yè)務(wù)審批數(shù)據(jù)分庫等。所有數(shù)據(jù)資源在邏輯上規(guī)范一致、物理上分布協(xié)同，彼此互聯(lián)互通。

(3)服務(wù)層：是山東省耕地保護業(yè)務(wù)一體化審批系統(tǒng)建設(shè)的核心內(nèi)容。主要包括基礎(chǔ)軟件支撐和空間服務(wù)支撐，其中基礎(chǔ)軟件支撐包括CA電子認(rèn)證、Ukey電子簽名、單點登錄、移動互聯(lián)網(wǎng)、CCFlow BMP工作流引擎、Oracle數(shù)據(jù)庫和EMC高性能存儲服務(wù)器，空間服務(wù)支撐包括影像發(fā)布服務(wù)、地圖API，GPS位置服務(wù)、三維地形服務(wù)、重疊分析服務(wù)、時空影像服務(wù)、空間目錄服務(wù)和地類統(tǒng)計分析服務(wù)。服務(wù)層對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)接口和功能服務(wù)接口，支撐主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用；對內(nèi)實現(xiàn)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)更新交換。

(4)應(yīng)用層：圍繞新增耕地備案、新增耕地入庫、占補平衡指標(biāo)調(diào)劑和圖形輔助審查，建立了山東省耕地保護業(yè)務(wù)一體化審批系統(tǒng)，實現(xiàn)了新增耕地項目報備從項目立項調(diào)研、施工過程、項目驗收及新增耕地指標(biāo)交易的全過程、全流程監(jiān)管。

2 軟件設(shè)計

本文采用B/S架構(gòu)，利用HTML，JavaScript，c#，CCFlow BMP，ArcGIS進行系統(tǒng)研發(fā)，數(shù)據(jù)庫采用Oracle11gR2，ArcSDE軟件進行建庫，分別部署在山東省自然資源業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，系統(tǒng)開發(fā)運行環(huán)境詳細(xì)情況如表1所示。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)庫按照山東省自然資源廳“一個平臺，兩個市場”建設(shè)方案要求，采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)格式。

表1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

(1)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：坐標(biāo)系統(tǒng)一采用2000國家大地坐標(biāo)系；高程采用1985國家高程基準(zhǔn)。投影：采用地理坐標(biāo)，單位為度。

(2)數(shù)據(jù)格式要求：數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一為ArcGIS shape文件，導(dǎo)入到ArcSDE中進行存儲管理。

3.2 占補平衡數(shù)據(jù)庫

山東省耕地占補平衡監(jiān)管系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換接口，已經(jīng)實現(xiàn)了與自然資源部“耕地占補平衡動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)”、山東省“建設(shè)用地審批管理信息系統(tǒng)”的對接，共享補充耕地產(chǎn)出指標(biāo)情況、建設(shè)用地占用指標(biāo)情況，將動態(tài)更新占補平衡數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)全省統(tǒng)一、動態(tài)的占補平衡數(shù)據(jù)庫。

3.3 空間數(shù)據(jù)庫

項目審批過程中用到的空間數(shù)據(jù)庫包括新增耕地坐標(biāo)數(shù)據(jù)庫、遙感影像數(shù)據(jù)庫、地形地貌數(shù)據(jù)庫、歷年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫、建設(shè)用地數(shù)據(jù)庫、自然保護區(qū)數(shù)據(jù)庫、永久基本農(nóng)田數(shù)據(jù)庫、耕地質(zhì)量等級數(shù)據(jù)庫、土地規(guī)劃管制區(qū)數(shù)據(jù)庫、25°以上坡度數(shù)據(jù)庫和采礦權(quán)數(shù)據(jù)庫等。利用GIS強大的分析能力，實現(xiàn)了新增耕地坐標(biāo)和各類專題數(shù)據(jù)的疊加分析，自動檢查重疊地塊，并計算重疊面積，大大提高了數(shù)據(jù)審核效率(圖2)。

圖2 空間數(shù)據(jù)庫關(guān)系

3.4 業(yè)務(wù)審批數(shù)據(jù)庫

業(yè)務(wù)審批數(shù)據(jù)庫是耕地占補平衡監(jiān)管系統(tǒng)審批項目產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫，其按照內(nèi)容又可以分為項目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、項目審批數(shù)據(jù)庫、項目實施數(shù)據(jù)庫和項目成果數(shù)據(jù)庫(表2)。

4 功能設(shè)計

CCFlow BPM具有強大的UI組件，兼容Oracle，SQL Server，MYSQL和PostgreSQL數(shù)據(jù)庫等主流數(shù)據(jù)庫，支持Redis緩存集群，并且采用SOA架構(gòu)，系統(tǒng)核心功能均可以通過服務(wù)的方式提供給外部調(diào)用，方便系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)及周邊系統(tǒng)、硬件設(shè)備接口交互能力，解決企業(yè)信息化孤島問題。CCFlow業(yè)務(wù)流程引擎包含表單引擎與流程引擎兩大部分，并且兩塊完美結(jié)合，協(xié)同高效工作。本文基于CCFlow BPM進行流程設(shè)計，實現(xiàn)了新增耕地備案管理、新增耕地入庫管理、占補平衡指標(biāo)調(diào)劑和圖形輔助審查。

表2 業(yè)務(wù)審批數(shù)據(jù)庫內(nèi)容

4.1 新增耕地備案管理

按照山東省自然資源廳關(guān)于規(guī)范和改進耕地占補平衡管理工作的要求，縣級自然資源主管部門負(fù)責(zé)項目選址，確定項目承擔(dān)單位，逐地塊核實新增耕地數(shù)量和質(zhì)量，按照要求組織上報新增耕地信息，市級自然資源主管部門對縣級提交的備案材料進行實質(zhì)性審查并形成審查報告，并報省自然資源廳復(fù)核備案，省廳耕保處負(fù)責(zé)人對項目進行最終審核，審核通過則完成備案，不通過返回縣級進行修改完善。

4.2 新增耕地入庫管理

各級自然資源主管部門要嚴(yán)格按照要求，強化項目全程監(jiān)管，定期組織核查，切實履行好監(jiān)管職責(zé)。省自然資源廳將結(jié)合自然資源部每年開展的儲備補充耕地核查工作，利用自然資源“一張圖”和“監(jiān)管系統(tǒng)”等信息化技術(shù)手段，采用影像判讀與外業(yè)實地核查相結(jié)合的方式，開展備案入庫項目的核查工作；對存在問題的項目，督促市、縣級自然資源主管部門必須組織項目承擔(dān)單位限期整改到位；對存在弄虛作假，數(shù)量不真實、質(zhì)量不合格等嚴(yán)重問題的，將采取通報批評、暫停項目備案入庫及指標(biāo)使用等措施，確保備案入庫的新增耕地面積實、質(zhì)量優(yōu)。

4.3 占補平衡指標(biāo)調(diào)劑

占補平衡指標(biāo)調(diào)劑有省自然資源廳統(tǒng)一協(xié)調(diào)、管理和監(jiān)督，各級自然資源主管部門負(fù)責(zé)落實相關(guān)工作。省廳耕保處承辦人進行擬文，組織協(xié)調(diào)指標(biāo)調(diào)出方和調(diào)入方，在雙方簽訂使用協(xié)議后，明確雙方的權(quán)利和義務(wù)，由辦公室核稿呈報廳長簽批，最后大廳編號和公文文印，辦理過程使用CA電子簽章，記錄審批歷史意見，全程可追溯。

4.4 圖形輔助審查

占補平衡項目一般存在項目區(qū)復(fù)雜、地塊多、人工核實困難等問題，本文是利用3S技術(shù)開發(fā)了一套自動核查機制，主要是利用多期遙感影像時空模型綜合管理技術(shù)，通過多期遙感影像的對比分析，準(zhǔn)確的掌握項目區(qū)實施前后的變化；利用GIS強大的空間分析能力，自動分析項目區(qū)重疊、地類統(tǒng)計、管制區(qū)、永久基本農(nóng)田和建設(shè)用地等十幾項專題數(shù)據(jù)分析；利用差分GPS高精度定位進行外業(yè)核查，對可疑項目區(qū)進行現(xiàn)場拍照[13-16]。既提高了工作效率也提高了地塊核查的準(zhǔn)確性(圖3)。

圖3 圖形輔助審查

5 結(jié)語

文本從山東省耕地保護的實際出發(fā)，提出了基于BPM的工作流引擎，結(jié)合3S技術(shù)，利用移動互聯(lián)網(wǎng)，圍繞新增耕地備案、新增耕地入庫、占補平衡指標(biāo)調(diào)劑和圖形輔助審查，完成了山東省耕地占補平衡監(jiān)管系統(tǒng)的建設(shè)。實現(xiàn)了全省耕地資源的二、三維精細(xì)化管理，通過計算機可以高效、科學(xué)的審查項目信息，借助于系統(tǒng)強大的輔助審查功能，有效提高項目報備審查質(zhì)量和監(jiān)管效率，進一步強化新增耕地指標(biāo)管理，實現(xiàn)了新增耕地項目報備從項目立項調(diào)研、施工過程、項目驗收及新增耕地指標(biāo)交易的全過程、全流程監(jiān)管，提高了我省土地整治項目備案效率和質(zhì)量，成為自然資源系統(tǒng)“業(yè)務(wù)+技術(shù)”成功結(jié)合范例。系統(tǒng)功能全面、操作簡單易用，運行情況穩(wěn)定，受到了省、市、縣三級用戶的高度評價。