基于DTGIS的全國水土保持規(guī)劃實施情況信息管理系統(tǒng)設計

王永勝，王治國，王永信，胡 影，李團宏，孫 娜，張瑞俠

(1.北京地拓科技發(fā)展有限公司，北京 100084；2.水利部 水利水電規(guī)劃設計總院，北京 100120)

水土保持是生態(tài)文明建設的重要內容，推進實施水土保持目標責任考核是落實生態(tài)文明建設的要求。2015年國務院批復的《全國水土保持規(guī)劃(2015—2030年)》(國函〔2015〕160號)(以下簡稱《規(guī)劃》)明確要求加強組織領導、確定目標任務、加強考核評估。2018年8月，水利部、發(fā)展改革委等七部委聯(lián)合發(fā)布了《水利部 發(fā)展改革委 財政部 自然資源部 生態(tài)環(huán)境部 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 林草局關于開展全國水土保持規(guī)劃實施情況考核評估工作的通知》(水保〔2018〕192號)，要求自2018年起對全國31個省(自治區(qū)、直轄市)《規(guī)劃》實施情況進行全面評估與考核?！兑?guī)劃》實施情況考核評估工作是一項涉及面廣、任務重、時間緊、技術性和綜合性較強的工作，涉及國家、省、市、縣等多級政府或部門，考核評估數(shù)據(jù)資料包括屬性數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、支撐文件數(shù)據(jù)及空間數(shù)據(jù)等多種格式，考核評估采用內外業(yè)相結合的方式，要在較短的時間內快速獲取全國各省所轄縣級行政區(qū)考核指標數(shù)據(jù)，并完成分析處理和現(xiàn)場復核工作，做出客觀、公平、公正的考核評估結果，現(xiàn)有的工作模式和信息化基礎條件已遠不能適應工作的要求。因此，必須充分運用“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)管理、空間分析等信息技術手段，建立一套集流程與內容、空間與屬性、決策與管理為一體，移動采集與實時更新、規(guī)劃基礎成果與規(guī)劃評估考核結果相集成的“全國水土保持規(guī)劃實施情況信息管理系統(tǒng)”，規(guī)范《規(guī)劃》考核評估業(yè)務內容和工作流程，實現(xiàn)基礎數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)規(guī)范化、科學化和信息化管理，為《規(guī)劃》考核評估有序開展、提高考核評估工作質量與效率提供重要支撐。

1 系統(tǒng)建設目標

根據(jù)全國水土保持規(guī)劃實施情況考核評估的工作流程和業(yè)務需求，在規(guī)劃協(xié)作平臺基礎上，綜合利用計算機網(wǎng)絡技術、空間數(shù)據(jù)庫技術、“3S”技術，通過DTGIS支撐體系的升級和業(yè)務功能開發(fā)，建成信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)規(guī)劃實施情況考核評估信息填報、核查任務抽樣、第三方核查、考核評估等全流程的標準化和信息化管理，以一個數(shù)據(jù)中心、一個平臺、一張圖、多類用戶協(xié)同應用方式，為國家、省、縣和第三方評估機構提供協(xié)同聯(lián)動的信息管理平臺，創(chuàng)新水土保持規(guī)劃實施情況考核評估技術手段，規(guī)范規(guī)劃考核評估過程與管理，提高規(guī)劃實施情況考核評估工作效率與質量，為全國水土保持規(guī)劃實施情況考核評估提供技術支撐。

2 系統(tǒng)建設框架

信息管理系統(tǒng)以C#作為開發(fā)工具，系統(tǒng)程序架構采用DTGIS與.NET方式構建，整個架構包括前端、后臺服務端和數(shù)據(jù)庫三部分。前端開發(fā)采用.NET的WPF，后臺服務端采用IIS(互聯(lián)網(wǎng)信息服務)構建，數(shù)據(jù)庫采用DT Spatial(地拓空間數(shù)據(jù)庫)。信息管理系統(tǒng)架構設計見圖1。其中數(shù)據(jù)層主要用來存儲全國水土保持規(guī)劃實施情況相關數(shù)據(jù)，包括規(guī)劃實施情況填報數(shù)據(jù)、核查任務抽樣數(shù)據(jù)、第三方核查數(shù)據(jù)、考核評估數(shù)據(jù)、規(guī)劃基礎數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、運行維護數(shù)據(jù)等，支持數(shù)據(jù)庫基本操作、遠程客戶端與數(shù)據(jù)庫進行聯(lián)機操作。服務層是應用程序接口，提供共享資源并執(zhí)行與局部資源相關的操作，為系統(tǒng)運行提供平臺支持。系統(tǒng)采用組件化技術作為主要手段進行軟件系統(tǒng)的開發(fā)，在應用界面創(chuàng)建應用接口，基于接口在形式上表現(xiàn)為對象的屬性、方法和事件，為用戶提供組件式GIS應用。應用層是用戶的管理功能、信息填報功能、核查任務抽樣功能、考核評估功能的操作和結果輸出，包括地圖服務、圖表互查、統(tǒng)計報表、空間分析、核查任務抽樣、考核評估結果計算、數(shù)據(jù)管理等功能。

圖1 全國水土保持規(guī)劃實施情況信息管理系統(tǒng)架構設計

3 系統(tǒng)功能模塊

信息管理系統(tǒng)包括規(guī)劃實施情況信息填報子系統(tǒng)、核查任務抽樣子系統(tǒng)、第三方核查子系統(tǒng)、考核評估子系統(tǒng)、用戶管理子系統(tǒng)、運行維護子系統(tǒng)及第三方應用集成接口等。

3.1 規(guī)劃實施情況信息填報子系統(tǒng)

根據(jù)《規(guī)劃》考核評估具體要求，實現(xiàn)9類指標內容及支撐材料的填報和管理，主要包括水土流失面積動態(tài)變化情況填報模塊、水土流失治理目標完成情況填報模塊、水土流失治理工程實施情況填報模塊、水土流失治理工程質量效益情況填報模塊、生產(chǎn)建設項目水土流失防治情況填報模塊、水土保持目標責任考核情況填報模塊、水土保持監(jiān)測和信息化應用情況填報模塊、其他信息填報模塊。

(1)水土流失面積動態(tài)變化情況填報模塊。該模塊為全國及各省(自治區(qū)、直轄市)評估年度水土流失面積及基準水土流失面積填報與修改提供支持，實現(xiàn)評估年度全國水土流失面積減少率和各省(自治區(qū)、直轄市)水土流失面積減少率的自動計算、數(shù)據(jù)填報，以及計算結果的查詢與導出功能。

(2)水土流失治理目標完成情況填報模塊。該模塊為國家級、省級和縣級用戶填報和管理本級評估年度水土流失治理目標完成情況相關信息提供支持?？h級用戶可以填報本縣年度水土流失治理面積指標，上傳治理措施圖斑矢量數(shù)據(jù)(.shp)；省級用戶可以填報水土流失治理效益、各有關部門年度水土流失治理面積和分縣水土流失治理面積，可以根據(jù)縣級填報數(shù)據(jù)自動生成省級年度水土流失治理面積指標，還可以對縣級行政區(qū)名稱和代碼進行更新；國家級用戶可以填報各省(自治區(qū)、直轄市)年度水土流失治理面積目標值，按照部門、省、縣等多種邏輯查詢水土流失治理目標完成情況填報數(shù)據(jù)和文件。各級用戶可對權限范圍內的填報信息進行查詢、編輯和下載。

(3)水土流失治理工程實施情況填報模塊。該模塊為各級用戶填報水土流失治理工程實施情況信息提供支持?？h級用戶可以填報本縣國家水土保持重點工程年度水土流失治理面積，上傳治理措施圖斑矢量數(shù)據(jù)(.shp)；省級用戶可以填報分縣重點工程水土流失治理面積，可以根據(jù)縣級填報數(shù)據(jù)自動生成省級年度水土流失治理面積指標，還可以對縣級行政區(qū)名稱和代碼進行更新；國家級用戶填報各省(自治區(qū)、直轄市)年度國家水土保持重點工程水土流失治理面積任務，按照省和縣兩種邏輯查詢各省(自治區(qū)、直轄市)填報的水土流失治理工程實施情況數(shù)據(jù)和文件。各級用戶可對權限范圍內的填報信息進行查詢、編輯和下載。

(4)水土流失治理工程質量效益情況填報模塊。省級用戶填報水土流失治理工程效益情況信息，上傳、編輯和下載群眾滿意度調查表等支撐資料；國家級用戶填報工程質量情況指標相關信息，在線瀏覽與下載各省(自治區(qū)、直轄市)填報的工程效益情況信息和相關支撐資料。

(5)生產(chǎn)建設項目水土流失防治情況填報模塊。該模塊實現(xiàn)省級用戶對評估年度全省范圍內新開工和投產(chǎn)使用(竣工驗收)生產(chǎn)建設項目水土流失防治情況信息填報(或批量導入)，新開工生產(chǎn)建設項目和投產(chǎn)使用(竣工驗收)項目清單上傳，支持對本省填報數(shù)據(jù)和支撐材料的查詢、編輯與下載；國家級用戶可對各省(自治區(qū)、直轄市)填報的生產(chǎn)建設項目水土流失防治情況信息及支撐資料進行查詢與下載。

(6)水土保持目標責任考核情況填報模塊。省級用戶對本省評估年度水土保持目標責任考核情況進行填報，并上傳支撐資料；國家級用戶對各省(自治區(qū)、直轄市)填報的水土保持目標責任考核情況及支撐材料在線查詢?yōu)g覽，對支撐材料進行下載。

(7)水土保持監(jiān)測和信息化應用情況填報模塊。省級用戶錄入水土保持監(jiān)測工作和信息化應用情況信息、文字說明材料，上傳支撐材料；國家級用戶對省級填報信息進行復核、查詢與下載。

(8)其他信息填報模塊。省級用戶填報增加水土保持投入、創(chuàng)新水土保持工作機制、生態(tài)清潔小流域實施情況及省級自評估報告等相關信息，支撐材料上傳與管理；國家級用戶可對各省(自治區(qū)、直轄市)填報相關信息在線瀏覽與導出，對支撐材料在線瀏覽和下載。

3.2 核查任務抽樣子系統(tǒng)

核查任務抽樣子系統(tǒng)主要支撐水土流失治理目標完成情況、水土流失治理工程實施情況和生產(chǎn)建設項目水土流失防治情況核查任務隨機抽取。國家級用戶可設定水土流失治理任務重縣、水土流失治理任務輕縣、國家水土保持重點工程實施縣抽取指標，隨機抽取復核縣，并將復核縣抽取結果推送各省(自治區(qū)、直轄市)填報系統(tǒng)；基于抽查復核縣上報水土流失治理措施圖斑矢量數(shù)據(jù)，設置核查圖斑抽取指標和比例，隨機抽取核查圖斑；對抽查復核縣基本信息、填報數(shù)據(jù)、上傳圖斑資料等查詢、下載及地圖顯示。國家級用戶設置新開工和投產(chǎn)使用(竣工驗收)生產(chǎn)建設項目抽樣數(shù)量并隨機抽樣，支持抽樣結果和抽樣項目信息查詢與下載。

3.3 第三方核查子系統(tǒng)

國家級用戶可將抽查的復核縣抽查圖斑信息、矢量文件(.shp)及底圖資料分發(fā)給第三方評估機構，查詢與審核第三方評估機構填報的抽取圖斑核查結果及相關支撐資料；第三方評估機構可下載抽查的復核縣抽查圖斑信息、矢量文件(.shp)及底圖資料，可上傳圖斑抽查復核結果及相關支撐資料。

3.4 考核評估子系統(tǒng)

考核評估子系統(tǒng)可實現(xiàn)國家級用戶對各省(自治區(qū)、直轄市)規(guī)劃實施情況填報信息及資料的調取與復核，對第三方評估機構抽樣核查結果的調取與復核；基于國家級用戶復核結果，按照《規(guī)劃》實施情況考核評估有關評分方法和計算公式，系統(tǒng)自動計算生成各省(自治區(qū)、直轄市)各單項指標得分和總體得分，支持查詢、統(tǒng)計與下載考核評估賦分結果。

3.5 用戶管理子系統(tǒng)

用戶管理子系統(tǒng)主要用于用戶信息的錄入、維護、用戶授權及認證；管理和配置系統(tǒng)用戶角色，對用戶訪問資源的路徑(包括圖片、附件、頁面等)顯示和訪問進行權限控制。

3.6 運行維護子系統(tǒng)

運行維護子系統(tǒng)主要是對系統(tǒng)功能、運行維護及安全等方面進行管理，保障系統(tǒng)安全、正常運行。該子系統(tǒng)主要包括功能管理模塊、審計管理模塊、數(shù)據(jù)字典管理模塊、備份管理模塊、應用性能監(jiān)控模塊和信息安全防護模塊等。

3.7 第三方應用集成接口

第三方應用集成接口為第三方系統(tǒng)、移動APP等預留接口，支持系統(tǒng)功能拓展和提升。

4 結 語

在充分調研和需求論證的基礎上，基于全國水土保持規(guī)劃協(xié)作平臺的數(shù)據(jù)資源和技術優(yōu)勢，對DTGIS支撐體系進行升級，開發(fā)完成了全國水土保持規(guī)劃實施情況信息管理系統(tǒng)，在2018年度全國水土保持規(guī)劃實施情況評估工作中，支撐31個省2 407個縣完成規(guī)劃實施情況九大類82項基本信息填報，以及1 008份各類型(.doc、.jpg、.pdf、.xls、.shp、.rar等)支撐材料上傳與下載，提高了規(guī)劃實施情況數(shù)據(jù)采集和上報效率，規(guī)范了數(shù)據(jù)資料格式和要求，保證了規(guī)劃評估工作進度；根據(jù)各省(自治區(qū)、直轄市)填報數(shù)據(jù)資料及全國水土保持規(guī)劃基礎數(shù)據(jù)，系統(tǒng)隨機抽取了各省(自治區(qū)、直轄市)的抽樣核查生產(chǎn)建設項目、抽樣核查縣(治理任務重縣、治理任務輕縣和重點工程實施縣)及抽樣核查圖斑，為生產(chǎn)建設項目水土流失防治情況、水土流失治理目標完成情況和水土流失治理工程實施情況抽樣核查提供了技術支撐，保證了抽樣核查工作的公平性與公正性；系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享與調取、在線瀏覽與報表導出、綜合分析、地圖顯示、進度提醒及綜合評分計算等功能，為不同用戶提供了個性化的解決方案，進一步提升了工作效率和系統(tǒng)使用體驗。全國水土保持規(guī)劃實施情況信息管理系統(tǒng)的研發(fā)，創(chuàng)新了水土保持規(guī)劃實施情況考核評估技術手段，規(guī)范了規(guī)劃考核評估過程與管理，提高了規(guī)劃實施情況考核評估工作效率與質量，為2018年度全國水土保持規(guī)劃實施情況評估工作提供了強有力的技術支撐，為后續(xù)系統(tǒng)功能拓展與提升奠定了良好基礎。