信息化技術在水庫移民信息采集中的應用

王國強 郭亮亮 羅天文

摘 要：水庫移民實物指標調(diào)查復核是水利工程建設中的一項非常重要的基礎工作，而傳統(tǒng)模式的實物指標調(diào)查復核工作存在耗時長、質(zhì)量低、人力勞動強度高等問題。通過分析應用空間定位技術、云服務技術、GIS技術等相關信息化技術手段，開發(fā)水庫移民實物指標調(diào)查復核移動端產(chǎn)品。該產(chǎn)品按照實物指標類別分別設置專門的數(shù)據(jù)存儲庫，以衛(wèi)星遙感影像為底圖，形象完整地顯示整個水庫的空間數(shù)據(jù)信息，同時滿足各類實物指標的便捷入庫、查詢、匯總、統(tǒng)計和輸出等。一套新型完善的移民實物指標調(diào)查復核工作解決方案能夠大大提高工作的效率和質(zhì)量，也能為移民工作管理的現(xiàn)代化、信息化、精細化水平提供新的技術參考。

關鍵詞：水庫移民;實物指標;調(diào)查復核;信息化

中圖分類號：D632.4;P208;TP274+.2 ? 文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.11.035

Abstract：The reservoir resettlement physical index investigation and review is a very important basic work in the construction of water conservancy projects. However， the traditional model of physical index investigation and review has problems such as long time-consuming， low quality， and high labor intensity. This paper analyzed the application of spatial positioning technology， cloud service technology， GIS technology and other related information technology to construct and develop a mobile terminal product for reservoir resettlement physical index survey and review. The product had dedicated data storages according to the categories of physical indicators， and uses satellite remote sensing images as the base map to display the spatial data information of the entire reservoir in an image. At the same time， it met the convenient storage， query， summary， statistics and output and other functions. A set of new and complete resettlement physical index survey review work solutions can greatly improve the efficiency and quality of resettlement designers and related personnel's physical survey review work， and can also provide new levels of modernization， informationization and refinement of resettlement management technical reference.

Key words： reservoir migration; object index; investigation and recheck; informatization

1 引 言

水利水電工程征地移民是一個復雜而持久的經(jīng)濟社會問題，它涉及面廣、任務繁重、關系復雜，一直是水利工程建設的重點和難點，關系著水利工程移民的切身利益。隨著時代的不斷發(fā)展，空間定位技術、云服務技術、無線網(wǎng)絡技術和智能終端等新型技術手段蓬勃興起，傳統(tǒng)水利工作模式面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，各種移民信息化產(chǎn)品應運而生。移動智能應用以其便捷靈巧優(yōu)勢成為行業(yè)內(nèi)熱門的研究領域，它將無線通信、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)定位（GNSS）等技術結(jié)合在一起，實現(xiàn)了基于移動終端的數(shù)據(jù)采集、處理、分析等多種功能，廣泛應用于國土、水利、環(huán)保、住建等各個行業(yè)領域。傳統(tǒng)征地移民實物調(diào)查工作的模式大多停留在紙質(zhì)記錄、人工填寫等方式上，這樣會造成調(diào)查工作的工期長、質(zhì)量低、強度高。通過應用多種信息化技術，采用移動智能終端產(chǎn)品來輔助征地移民實物調(diào)查復核工作，大大提升了調(diào)查的效率與準確性，降低了實物調(diào)查復核工作的強度。與傳統(tǒng)實物調(diào)查復核工作模式相比，信息化手段具有極大的優(yōu)勢，充分發(fā)揮了移動終端產(chǎn)品的實用性和優(yōu)越性。

2 移民實物指標調(diào)查復核的傳統(tǒng)工作模式

現(xiàn)有的征地移民實物調(diào)查復核主要分為傳統(tǒng)紙質(zhì)調(diào)查和調(diào)查信息系統(tǒng)兩種工作模式。其中，傳統(tǒng)紙質(zhì)調(diào)查需要依賴大量人工，主要是基于征地范圍紅線的地形圖、調(diào)查表、測量工具等紙質(zhì)資料和設備來實現(xiàn)調(diào)查復核位置的定位、范圍測量以及信息的記錄，然后內(nèi)業(yè)人員手動錄入采集的數(shù)據(jù)，最終獲取調(diào)查復核成果。傳統(tǒng)紙質(zhì)調(diào)查工作模式存在工作繁瑣、耗時長等問題，而且在定位、記錄、匯總、實施進度、利用率等方面存在嚴重不足，尤其是在大范圍區(qū)域進行實物調(diào)查數(shù)據(jù)采集時，弊端更為明顯。

調(diào)查信息系統(tǒng)主要是基于專業(yè)的便攜式設備（如筆記本電腦等）在現(xiàn)場直接進行信息錄入，該方式可待機使用時間長、攜帶方便、操作簡單?；谝苿咏K端（如iPad、手機等）開發(fā)的征地移民實物調(diào)查軟件（APP）是利用無線網(wǎng)絡服務、空間定位、云服務、GIS等技術而興起的工作模式，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)及新基建的發(fā)展，信息化手段已在各行各業(yè)得到了廣泛應用。水利工程是一項復雜的系統(tǒng)性工程，征地移民實物調(diào)查涉及移民戶類別多樣，范圍廣，個性差異化明顯，信息化的應用非常有限，而且多數(shù)應用仍處于概念模型的構(gòu)建階段，存在的問題較多，比如采集的內(nèi)容往往比較單一，或者是簡單的屬性信息，存在采集效率較低、數(shù)據(jù)庫的存儲關系較為復雜、空間信息獲取比較困難、用戶體驗欠佳等弊端。

3 信息化關鍵技術

3.1 空間定位技術

GNSS全球定位技術可以為用戶提供精準的速度、時間、三維坐標等信息，具有實時性、全球性、連續(xù)性等監(jiān)測優(yōu)點，被廣泛應用于各種大型工程項目中。衛(wèi)星導航定位技術是一種空間定位技術，移動終端設備利用該技術可精準地確定土地圖斑頂點、房屋位置和專項位置等，進而實現(xiàn)對基礎實物量數(shù)據(jù)信息的采集。在征地移民工作中，該技術具有以下優(yōu)勢：①自動化程度高，設備自動接收數(shù)據(jù)，跟蹤衛(wèi)星信號結(jié)合計算機技術可以在無人值守的情況下實現(xiàn)采集、分析、處理、傳輸長期連續(xù)的定位結(jié)果;②高精度三維定位能夠同時精確測定大地高和平面位置，一次性獲取高精度的三維坐標;③抗干擾性能好，隱蔽性強，能夠適應野外復雜的地理環(huán)境。

3.2 云服務技術

云服務技術是依托互聯(lián)網(wǎng)將硬件、軟件等資源統(tǒng)一管理來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和計算能力的動態(tài)分配。在云服務中云服務商統(tǒng)一建設機房，分別提供基礎設施即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）、軟件即服務（SaaS）等3種服務模式，客戶只需租賃云平臺進行遠程操作即可。此外，云存儲的方式對于不同類型、不同容量的儲存設備進行動態(tài)資源分配，對不同產(chǎn)品間產(chǎn)生的不同類別數(shù)據(jù)能夠進行備份管理，具有高效、便捷、安全等優(yōu)勢。

3.3 無線網(wǎng)絡服務

無線網(wǎng)絡能夠?qū)崿F(xiàn)信息快速準確地傳輸，它已經(jīng)成為移動終端設備的基礎性功能。水庫移民實物調(diào)查內(nèi)容多而雜，長時間的現(xiàn)場調(diào)查將會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，為內(nèi)業(yè)帶來巨大的工作難度，而基于移動終端的無線傳輸功能可以實現(xiàn)調(diào)查數(shù)據(jù)的一鍵上傳，大大減輕了內(nèi)業(yè)的工作量。在一些偏遠地區(qū)接收不到無線信號，無法實現(xiàn)實時上傳，這種情況可以先保存在移動終端本地數(shù)據(jù)庫中，當有無線信號時將保存在移動終端的數(shù)據(jù)同步上傳至后臺服務器。

3.4 GIS技術

GIS技術是圍繞地理信息來進行分析、處理和顯示的一整套系統(tǒng)。移動GIS向用戶展現(xiàn)整個工程建設區(qū)域的地圖空間信息，基于用戶的活動位置來交互信息，并根據(jù)應用的數(shù)據(jù)量和復雜度等實際需求提供不同量級的移動端開發(fā)服務。移動GIS將移動通信、GIS與GNSS等空間定位技術結(jié)合在一起，實現(xiàn)了在移動終端進行信息收集、處理與分析等功能，用戶可借助移動GIS技術實現(xiàn)對硬件設備的控制、監(jiān)視或管理。

3.5 移動端開發(fā)技術

移動端產(chǎn)品的實現(xiàn)多采用Android開發(fā)平臺，開發(fā)環(huán)境為Android Studio，利用Java進行開發(fā)，同時連接云存儲數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建信息通信交互機制，最終搭建起整個軟件產(chǎn)品。

在征地移民實物指標調(diào)查復核軟件中會涉及不同操作對應不同操作界面的相應響應，這樣就需要將子線程信息關聯(lián)到主線程中，使得主界面可以根據(jù)子界面的操作將信息即時更新到用戶界面。軟件中的藍牙連接、指令發(fā)送和接收、信息的顯示都用到了Android系統(tǒng)的用戶界面異步更新技術。異步更新操作借助事件處理機制進行信息的傳遞和處理，進而完成子界面與主界面之間的消息更新。如在軟件的繪制圖斑模塊中繪制地塊圖形時，立桿于圖形的待測量點，點擊確定點位，軟件會開啟寫線程發(fā)送指令到定位設備，同時根據(jù)讀線程獲取點位的坐標點，進而存入到數(shù)據(jù)庫中。當移動至其他圖斑圖形點時，位置信息會由指令的不斷重拾取更新，獲取點位坐標，從而很好地提高用戶體驗和數(shù)據(jù)采集效率。

4 移動端產(chǎn)品的設計與技術研發(fā)路線

水庫移民實物指標調(diào)查復核軟件以云服務為基礎設施來搭建，整體采用包含模型層、視圖層、控制器層的MVC三層經(jīng)典架構(gòu)，外業(yè)實物調(diào)查數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)或移動網(wǎng)絡傳輸至云存儲數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)服務與服務端接口分別部署在對應的云服務器上，動態(tài)分配計算所需資源，提供給用戶優(yōu)質(zhì)流暢的操作體驗。整個軟件的設計架構(gòu)如圖1所示。

信息化手段是以信息為中心，對其進一步利用的過程，使其具體的業(yè)務活動更加自動化、智能化，提供給用戶最大的效益價值。大中型水庫移民工作中涉及的實物指標類別多樣，除了農(nóng)村各類土地地類外，還包括涉征人口、房屋及附屬物和各類專項設施等，因此實物指標調(diào)查復核的關鍵切入點就是要先對各類基礎數(shù)據(jù)類別進行數(shù)據(jù)庫表的詳細設計，理清數(shù)據(jù)之間的業(yè)務邏輯關系，讓用戶操作時一目了然。

對于移動端軟件產(chǎn)品的研發(fā)，首先應對各類實物指標數(shù)據(jù)進行分類，設計各類數(shù)據(jù)的表結(jié)構(gòu)，利用云存儲技術建立基礎數(shù)據(jù)的服務管理平臺，讓異構(gòu)數(shù)據(jù)共享互通，實現(xiàn)其對數(shù)據(jù)的最大化利用挖掘。數(shù)據(jù)的采集、記錄、上傳主要由設計單位的測繪部門與移民部門合作完成，地方政府、移民局及移民監(jiān)督評估單位共同輔助完成基礎數(shù)據(jù)的調(diào)查與復核工作;數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析主要利用云計算技術，程序自動完成異構(gòu)數(shù)據(jù)的關聯(lián)交換，從不同類別的數(shù)據(jù)中獲取有價值的信息;基于無線互聯(lián)網(wǎng)服務，將生成的空間位置與屬性信息成果服務于廣大的用戶群體，使實物調(diào)查復核成果得到應用。

其次，空間數(shù)據(jù)的繪制編輯保存、屬性數(shù)據(jù)的編輯錄入關聯(lián)都是該軟件的重要業(yè)務功能，在數(shù)據(jù)資源庫框架構(gòu)建完成后，梳理用戶的實際需求，根據(jù)其具體的業(yè)務內(nèi)容建立不同權限用戶的功能模塊及界面，滿足調(diào)查復核的應用要求。

最后是對數(shù)據(jù)和業(yè)務資源進行運行維護操作，不斷優(yōu)化移動端軟件產(chǎn)品，增強軟件的健壯性和兼容性，使其在水庫移民實物指標調(diào)查復核的信息化工作中可持續(xù)發(fā)展下去。

5 開展移民實物指標調(diào)查復核

移動端的軟件產(chǎn)品主要是服務于移民實物指標調(diào)查復核工作的一套信息化方案及業(yè)務流，包括調(diào)查階段的外業(yè)采集移動終端和征地移民全生命周期過程中實物指標再調(diào)查再復核的移民補償APP，以及全過程綜合管理的移民外調(diào)云助手。下面介紹幾個關鍵的功能模塊。

5.1 實物調(diào)查及數(shù)據(jù)采集

基于移動數(shù)據(jù)采集終端實地調(diào)查采集土地、人房、專項等數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡實時將采集的數(shù)據(jù)傳輸至后臺服務器，如果接收不到信號，支持保存移動終端本地數(shù)據(jù)庫，當獲取到信號后同步上傳到后臺，實現(xiàn)征地移民從調(diào)查到錄入再到存儲以及查詢的一體化采集。實物調(diào)查復核中圖斑數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集錄入：打開移動端軟件后，加載影像底圖，進入主界面開始設置，選擇藍牙方式連接GNSS設備（RTK定位模式），使接收機和移動端調(diào)查復核APP通信機制相通，這樣就可以讀取RTK坐標數(shù)據(jù)。

在土地數(shù)據(jù)調(diào)查復核中，選擇土地數(shù)據(jù)采集功能，開始繪制面圖層，根據(jù)設備定位確定面的各個點位坐標;當繪制好整個圖斑后，存放至當前的調(diào)查任務中，同時填報該圖斑對應的屬性字段，最后點擊保存。

5.2 土地復核查詢

在土地查詢功能模塊中，可以對系統(tǒng)中的所有土地數(shù)據(jù)按戶主名或圖斑號等查找檢索其所屬的所有圖斑土地數(shù)據(jù)，單擊一塊土地數(shù)據(jù)，可在地圖上關聯(lián)其土地圖斑，通過屬性數(shù)據(jù)可以關聯(lián)地圖圖斑數(shù)據(jù);此外，點擊地圖圖斑數(shù)據(jù)也同樣可以查看該圖斑的所有屬性信息，見圖2。

5.3 人房復核查詢

選擇人房查詢功能模塊，同樣可以查找所有的人房數(shù)據(jù)，包括該戶主的人口信息、房屋信息和附屬物信息等。與土地查詢功能模塊類似，也可以通過屬性表數(shù)據(jù)和地圖圖斑數(shù)據(jù)進行關聯(lián)查詢，見圖3。

5.4 專項信息復核查詢

在專項查詢功能模塊中，軟件按照橋梁面、變壓器、道路用地等不同專項類別顯示其不同的專項信息，用戶可以分別查詢所有類別的專項屬性信息，并在地圖上直觀地看到其對應的空間位置信息，見圖4。

6 結(jié) 語

利用空間定位、云服務、無線網(wǎng)絡服務、GIS、移動端開發(fā)等相關技術，實現(xiàn)了征地移民實物指標調(diào)查復核工作中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、校核等功能，為征地移民工作參建各方提供了統(tǒng)一、準確、即時的基礎數(shù)據(jù)，滿足了水庫征地移民實物信息采集規(guī)范化工作的迫切需求，為征地移民工作的信息化、標準化、模塊化發(fā)展提供技術參考。

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【責任編輯 張 帥】