甘肅省梯田建設(shè)管理系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

牛旭紅，白正緯，黃 珍

(1.甘肅省水利廳 水土保持局，甘肅蘭州730000;2.陜西省通軟軟件科技公司，陜西西安710000;3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，甘肅蘭州730030)

甘肅省是全國重要的旱作農(nóng)業(yè)省份之一，全省67個(gè)旱作農(nóng)業(yè)縣(區(qū))人口占到全省總?cè)丝诘?0%，坡耕地占到總耕地面積的70%以上，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件差，糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn)，群眾生活十分困難。實(shí)踐證明，梯田建設(shè)是發(fā)展甘肅旱作農(nóng)業(yè)的根本措施、解決三農(nóng)問題的有效途徑、推進(jìn)扶貧攻堅(jiān)的有效載體、實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明的主體工程。為了加快梯田建設(shè)步伐，甘肅省委、省政府啟動(dòng)實(shí)施了1000萬畝(15畝=1 hm2)梯田建設(shè)工程(2009—2015年)，該工程涉及水利、發(fā)改、財(cái)政、國土、農(nóng)發(fā)、扶貧等多個(gè)部門，建設(shè)任務(wù)重，管理難度大，目前傳統(tǒng)的工程管理方式已不能滿足實(shí)際需要。為提升梯田工程建設(shè)與管理水平，甘肅省水利廳水土保持局聯(lián)合陜西省通軟軟件科技公司、北京共業(yè)科技開發(fā)有限公司共同開發(fā)了甘肅省梯田建設(shè)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用FDO、數(shù)據(jù)倉庫、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，應(yīng)用“3S”技術(shù)采集梯田信息、繪制圖件，實(shí)現(xiàn)工程前期規(guī)劃審批、施工進(jìn)度控制、竣工檢查驗(yàn)收、效益監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等各環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程宏觀管理，完成梯田建設(shè)情況的遠(yuǎn)程上報(bào)、異地審查、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、宏觀管理等任務(wù)。甘肅省梯田建設(shè)管理系統(tǒng)分省級(jí)主站、縣級(jí)分站兩級(jí)管理，能實(shí)現(xiàn)對(duì)梯田建設(shè)工程全程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，應(yīng)用效果良好。

1 系統(tǒng)組成

甘肅省梯田建設(shè)管理系統(tǒng)由主站、分站兩部分組成。主站設(shè)備為省級(jí)主控服務(wù)器，主要功能是實(shí)現(xiàn)梯田工程建設(shè)信息的網(wǎng)絡(luò)管理、圖斑屬性的信息控制、建設(shè)效益的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等。分站設(shè)備為縣級(jí)分站計(jì)算機(jī)，主要功能是傳輸坡耕地梯田規(guī)劃、上報(bào)工程進(jìn)展情況、報(bào)送建設(shè)成效監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。主站與分站之間通過網(wǎng)絡(luò)連接，遠(yuǎn)程傳輸信息。

2 基本功能介紹

系統(tǒng)使用時(shí)，通過后臺(tái)運(yùn)行JBOSS和TOMCATE程序，依托IBM MT7947服務(wù)器構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，采用2400 G大容量存儲(chǔ)設(shè)備，在WindowsXP等各種操作系統(tǒng)下均能穩(wěn)定運(yùn)行，結(jié)構(gòu)合理，功能齊全。

(1)功能范圍。系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)梯田建設(shè)工程基本信息管理、梯田建設(shè)空間信息控制和梯田效益監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)。

(2)采集數(shù)據(jù)?？h級(jí)管理者依據(jù)轄區(qū)內(nèi)梯田建設(shè)工程年度實(shí)施方案或竣工報(bào)告，根據(jù)系統(tǒng)對(duì)輸入表、圖的要求，編制梯田工程特性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、土地利用現(xiàn)狀、治理措施現(xiàn)狀、治理措施規(guī)劃、圖斑登記和減水減沙等基本數(shù)據(jù)表。同時(shí)，利用“3S”技術(shù)繪制梯田現(xiàn)狀、規(guī)劃、竣工圖斑，其中圖斑編號(hào)具有唯一性，并以行政區(qū)劃為準(zhǔn)，例如平?jīng)鍪徐o寧縣曹務(wù)鄉(xiāng)張珍灣村張灣片區(qū)01號(hào)圖斑編號(hào)為6208262022090101，則繪制的圖件名稱為6208262022090101.SHP、6208262022090101.DBF 等。將上述圖、表輸入甘肅省梯田建設(shè)管理系統(tǒng)。

(3)錄入數(shù)據(jù)。系統(tǒng)設(shè)置的數(shù)據(jù)錄入方式有單項(xiàng)錄入、批量錄入兩種，其中梯田實(shí)施圖斑導(dǎo)入是數(shù)據(jù)錄入的核心工作。錄入時(shí)，要求統(tǒng)一設(shè)置文件格式，統(tǒng)一字段顯示圖斑屬性，其中圖斑屬性主要包括圖斑編號(hào)、圖斑位置(所屬縣、鄉(xiāng)、村、片區(qū)、拐點(diǎn)經(jīng)緯度)、現(xiàn)狀坡耕地坡度、規(guī)劃面積、實(shí)施年度、任務(wù)歸屬等信息。數(shù)據(jù)經(jīng)分站上傳到達(dá)主站服務(wù)器后，系統(tǒng)將按圖斑類別、實(shí)施年度、圖斑屬性自動(dòng)生成相應(yīng)圖表，并按實(shí)施年度以不同顏色顯示，直觀明了。

(4)圖層控制。以全省1∶10萬行政區(qū)劃矢量化圖為工作底圖，通過圖層控制展現(xiàn)省市縣界、河流水系、公路鐵路等地理信息，在導(dǎo)入梯田建設(shè)相關(guān)圖斑信息后，系統(tǒng)將自動(dòng)生成坡耕地現(xiàn)狀圖、梯田規(guī)劃圖和工程竣工圖，可直觀掌握各地梯田建設(shè)情況。

(5)遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)設(shè)置有自動(dòng)糾錯(cuò)過濾功能，每隔5 min監(jiān)測(cè)1次傳輸數(shù)據(jù)文件，并提醒文件出錯(cuò)緣由。同時(shí)，系統(tǒng)設(shè)置了省級(jí)管理者審核、審批功能，管理者對(duì)縣級(jí)報(bào)送數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤將以批注形式反饋給上報(bào)者，要求修改完善。數(shù)據(jù)監(jiān)控的重點(diǎn)是核對(duì)梯田建設(shè)單位報(bào)送的梯田圖斑是否與現(xiàn)狀梯田圖斑重合，如果出現(xiàn)重合現(xiàn)象，則說明梯田工程建設(shè)數(shù)量不實(shí)，可能存在以舊替新、重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象。

(6)效益分析。通過監(jiān)測(cè)相同條件下坡耕地與梯田的蓄水、保土量，分析梯田的減水減沙效益，系統(tǒng)可以自動(dòng)生成梯田減水減沙柱狀圖。

(7)檢索數(shù)據(jù)。查詢檢索功能能夠方便管理者宏觀掌控梯田工程的實(shí)施情況和建設(shè)成效。省級(jí)系統(tǒng)管理者具有最高查詢權(quán)限，也可以給縣級(jí)系統(tǒng)使用者查詢權(quán)限授權(quán)，登錄系統(tǒng)后通過錄入圖斑編號(hào)就可以查詢GIS圖件等資料。

(8)數(shù)據(jù)備份。系統(tǒng)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)即時(shí)數(shù)據(jù)更新備份功能，以防止意外因素造成的系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失。

3 系統(tǒng)應(yīng)用效果

該系統(tǒng)運(yùn)行以來，已錄入梯田建設(shè)工程特性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、土地利用現(xiàn)狀、治理措施現(xiàn)狀、治理措施規(guī)劃、計(jì)劃下達(dá)、工程進(jìn)度、圖斑登記、梯田產(chǎn)量和減水減沙效益等各種數(shù)據(jù)表冊(cè)1600余套，導(dǎo)入坡耕地現(xiàn)狀、梯田規(guī)劃、工程竣工等各類圖斑5萬余個(gè)，生成梯田作物種植結(jié)構(gòu)分析、梯田糧食產(chǎn)量分析、梯田減水減沙效益等圖件608個(gè)。在系統(tǒng)應(yīng)用過程中，如發(fā)現(xiàn)某梯田建設(shè)區(qū)在項(xiàng)目規(guī)劃階段出現(xiàn)部分規(guī)劃梯田圖斑與現(xiàn)狀梯田圖斑重合的現(xiàn)象，則會(huì)在系統(tǒng)GIS圖中以不同顏色顯示出來，說明該圖斑不符合設(shè)計(jì)要求，省級(jí)審查批復(fù)年度方案時(shí)不予批準(zhǔn)，并要求設(shè)計(jì)單位進(jìn)一步詳細(xì)核實(shí)。這樣，可以避免梯田建設(shè)單位弄虛作假，要求他們實(shí)事求是地做好工程規(guī)劃，嚴(yán)格依據(jù)批復(fù)的年度實(shí)施方案施工。同時(shí)，使用系統(tǒng)的遠(yuǎn)程快捷查詢功能可及時(shí)了解工程的建設(shè)情況，省級(jí)管理部門依據(jù)系統(tǒng)信息可以隨時(shí)派出工作組深入現(xiàn)場(chǎng)督促檢查，監(jiān)督指導(dǎo)工程建設(shè)。

4 結(jié)語

甘肅省梯田建設(shè)管理系統(tǒng)應(yīng)用“3S”及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)燃夹g(shù)，簡化了梯田建設(shè)工程管理程序，控制了工程建設(shè)的質(zhì)量和數(shù)量，提高了梯田建設(shè)數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化管理水平，為全面推進(jìn)甘肅坡耕地整治、水土流失綜合治理提供了技術(shù)支撐，為加快甘肅水土保持傳統(tǒng)管理模式向信息化、網(wǎng)絡(luò)化管理轉(zhuǎn)變提供了技術(shù)保障。該系統(tǒng)操作簡單、性能穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高，通過加強(qiáng)對(duì)水土保持技術(shù)人員的系統(tǒng)培訓(xùn)，將基礎(chǔ)理論與實(shí)際工作相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程快速上報(bào)，便于省級(jí)管理部門隨時(shí)了解工程建設(shè)情況和實(shí)施效果，其開發(fā)應(yīng)用屬全國水保行業(yè)首例，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。