奧維互動(dòng)地圖在水保工程信息化管理中的應(yīng)用

李君宇，馬松增，張顥文

(1.鄭州大學(xué)，河南 鄭州 450000；2.河南省水土保持監(jiān)測(cè)總站，河南 鄭州 450000)

0 前言

“圖斑精細(xì)化”是水利部針對(duì)國(guó)家水土保持重點(diǎn)工程提出的信息化、現(xiàn)代化、精細(xì)化工程管理模式和手段。“圖斑精細(xì)化”管理以水土保持措施圖斑為管理單元，綜合衛(wèi)星遙感影像、無(wú)人機(jī)技術(shù)和移動(dòng)信息采集終端等設(shè)備和手段，對(duì)水土保持工程實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和主要內(nèi)容進(jìn)行精細(xì)化管理。

水土保持措施圖斑作為水土保持工程精細(xì)化管理的主要內(nèi)容，為工程管理的各個(gè)環(huán)節(jié)提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和決策依據(jù)。水土保持措施圖斑的精細(xì)化程度，很大程度上體現(xiàn)了水土保持工程精細(xì)化管理的能力和水平。傳統(tǒng)的水土保持措施圖斑需要借助地形圖和大量的外業(yè)調(diào)查來(lái)完成，存在地形圖比例尺過(guò)小、地形圖制作年代久、紙質(zhì)地形圖不利于數(shù)據(jù)矢量化、外業(yè)調(diào)查圖斑上圖精準(zhǔn)度不夠等諸多影響水土保持措施圖斑精度和工作效率的不利因素。借助奧維互動(dòng)地圖的定位、導(dǎo)航、圖層編輯、外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出等功能，可以為國(guó)家水土保持重點(diǎn)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)復(fù)核、在建項(xiàng)目核查、竣工項(xiàng)目抽查、實(shí)施效果評(píng)估等階段工作提供符合標(biāo)準(zhǔn)的水保措施圖斑數(shù)據(jù)，并為各階段外業(yè)工作提供便捷的輔助工具，提高工作效率。

1 水土保持重點(diǎn)工程監(jiān)管的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和內(nèi)容

國(guó)家水土保持重點(diǎn)工程“圖斑精細(xì)化”監(jiān)管的關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括規(guī)劃設(shè)計(jì)復(fù)核、在建項(xiàng)目核查、竣工項(xiàng)目抽查和實(shí)施效果評(píng)估。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)土地利用、坡度、植被覆蓋以及土壤侵蝕情況，復(fù)核設(shè)計(jì)圖斑與現(xiàn)狀地物的一致性、措施布局的合理性和治理程度的達(dá)標(biāo)性。根據(jù)項(xiàng)目的施工計(jì)劃和進(jìn)度，對(duì)在建項(xiàng)目已完成的水土保持措施的進(jìn)度和質(zhì)量進(jìn)行核查。項(xiàng)目完工后，對(duì)完成的水土保持措施類(lèi)型、數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行竣工抽查。項(xiàng)目竣工驗(yàn)收后一段時(shí)期內(nèi)(一般是1-5年)，對(duì)項(xiàng)目區(qū)林草覆蓋變化情況、水土保持措施保存情況和水土流失消長(zhǎng)變化情況等水土流失治理實(shí)施效果的評(píng)估。

2 水土保持措施“圖斑精細(xì)化”

2.1 面狀水土保持措施

指坡改梯、造林、種草、封禁治理、風(fēng)沙治理和保土耕作等在專(zhuān)題圖上以面狀形式表達(dá)的措施，采用hm2為計(jì)量單位。

2.2 線狀水土保持措施

指溝渠防護(hù)工程、坡面截流工程、生產(chǎn)道路、排灌溝渠和河(溝)道整治等在專(zhuān)題圖上以線狀形式表達(dá)的措施，采用km為計(jì)量單位。

2.3 點(diǎn)狀水土保持措施

指淤地壩、山塘壩堰、蓄水池和谷坊等在專(zhuān)題圖上以點(diǎn)狀形式表達(dá)的措施，采用座、處或個(gè)等計(jì)量單位。

3 奧維互動(dòng)地圖輔助水土保持措施圖斑制作

3.1 軟硬件準(zhǔn)備

奧維互動(dòng)地圖分為PC端和手機(jī)端兩個(gè)應(yīng)用版本。PC端主要用于輔助完成水保措施圖斑設(shè)計(jì)與勾繪、圖層屬性編輯等工作。手機(jī)端主要用于輔助措施圖斑設(shè)計(jì)外業(yè)復(fù)核、在建工程核查、竣工圖斑繪制與抽查、工程實(shí)施效果評(píng)估等外業(yè)工作。

3.2 需導(dǎo)入奧維互動(dòng)地圖的資料準(zhǔn)備

3.2.1 圖斑數(shù)據(jù)模板

國(guó)家水土保持重點(diǎn)工程管理系統(tǒng)中提供了水土保持措施圖斑的標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)模板，包括實(shí)施方案設(shè)計(jì)措施圖斑和驗(yàn)收措施圖斑兩種。數(shù)據(jù)模板規(guī)范了點(diǎn)狀、線狀、面狀圖斑的數(shù)據(jù)格式、坐標(biāo)投影和屬性字段信息，圖斑的編輯和設(shè)計(jì)工作均可直接在此數(shù)據(jù)模板上進(jìn)行，無(wú)需重新配置相關(guān)參數(shù)。也可以用其他GIS軟件按照數(shù)據(jù)模板的要求制作符合條件的矢量數(shù)據(jù)圖層。

數(shù)據(jù)格式：SHP格式；地理坐標(biāo)系：CGCS2000；投影坐標(biāo)系：高斯—克呂格投影；高程坐標(biāo)系：1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

3.2.2 地形圖數(shù)據(jù)

地形圖數(shù)據(jù)包括全要素電子地形圖或者掃描的紙質(zhì)地形圖。傳統(tǒng)的水土保持措施圖斑設(shè)計(jì)與繪制通常采用地形圖數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)底圖，在Arc GIS或者AutoCAD軟件中完成。奧維互動(dòng)地圖支持AutoCAD2007-2019版本的協(xié)同設(shè)計(jì)。可以通過(guò)OmapArx插件將CAD設(shè)計(jì)圖自動(dòng)同步到奧維互動(dòng)地圖PC版客戶(hù)端中，也可在AutoCAD中加載地圖，將奧維對(duì)象直接發(fā)送到CAD中，實(shí)現(xiàn)CAD與奧維之間的協(xié)同設(shè)計(jì)。也可以將Arc GIS設(shè)計(jì)圖直接導(dǎo)出與奧維互動(dòng)地圖共享。

3.3 點(diǎn)、線、面三種措施類(lèi)型圖層繪制與屬性信息編輯

以電腦端奧維互動(dòng)地圖或者外部導(dǎo)入的地形數(shù)據(jù)為工作底圖，進(jìn)行水土保持點(diǎn)狀、線狀、面狀措施各圖層的繪制。基于衛(wèi)星遙感影像或者無(wú)人機(jī)正射影像，進(jìn)行項(xiàng)目區(qū)水土保持基礎(chǔ)圖斑的土地利用類(lèi)型解譯與屬性賦值，采用目視解譯或植被蓋度計(jì)算模型等方法判斷圖斑的林草植被覆蓋度等級(jí)，基于地形數(shù)據(jù)判讀每個(gè)圖斑的坡度等級(jí)，再根據(jù)土地利用、坡度、植被覆蓋度等信息，綜合判定土壤侵蝕類(lèi)型和土壤侵蝕強(qiáng)度的屬性信息。

措施圖斑初步準(zhǔn)備完成后，利用手機(jī)端奧維互動(dòng)地圖對(duì)電腦端完成的措施圖斑進(jìn)行外業(yè)復(fù)核和修正，使各類(lèi)型措施圖層的數(shù)據(jù)更加科學(xué)、精確。

3.4 成果數(shù)據(jù)交換

3.4.1 奧維互動(dòng)地圖手機(jī)端和PC端數(shù)據(jù)交換

PC端繪制的水土保持措施圖斑數(shù)據(jù)可以和手機(jī)端共享，手機(jī)版采集的圖斑相關(guān)信息也可以與電腦版共享，兩者相互補(bǔ)充實(shí)現(xiàn)圖斑數(shù)據(jù)的快速采集、編輯和修正?？梢耘c奧維互動(dòng)好友共享水土保持圖斑相關(guān)數(shù)據(jù)，多人協(xié)作參與水土保持工程管理的各階段工作。

3.4.2 奧維互動(dòng)地圖和GIS軟件數(shù)據(jù)交換

奧維互動(dòng)地圖支持多種格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出，常用的KML格式、KMZ格式、SHP格式等均為GIS軟件的通用格式。水土保持措施圖斑信息編輯、繪制過(guò)程中，可以根據(jù)需要合理選擇軟件。

3.4.3 奧維互動(dòng)地圖和國(guó)家水土保持重點(diǎn)工程管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換

國(guó)家水土保持重點(diǎn)工程管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出SHP格式的水土保持措施圖斑數(shù)據(jù)模板，該模板可導(dǎo)入奧維互動(dòng)地圖或GIS軟件進(jìn)行圖斑信息提取、編輯與繪制。編輯完成的圖斑格式與屬性字段與數(shù)據(jù)模板保持一致，可以導(dǎo)入國(guó)家水土保持重點(diǎn)工程管理系統(tǒng)，為水土保持工程的建設(shè)管理提供重要依據(jù)。

4 奧維互動(dòng)地圖輔助“圖斑精細(xì)化”監(jiān)管

4.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)復(fù)核階段

將水土保持基礎(chǔ)信息圖斑和設(shè)計(jì)的水土保持措施圖斑導(dǎo)入奧維互動(dòng)地圖，與衛(wèi)星遙感底圖疊加顯示，外業(yè)復(fù)核工作人員通過(guò)手機(jī)端現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核措施類(lèi)型適宜性、措施范圍和邊界合理性。例如，線狀措施穿越水面或居民住房、坡改梯工程布設(shè)在非坡耕地上、水保措施布設(shè)在基本農(nóng)田上、蓄水池沒(méi)有匯水來(lái)源、措施圖斑面積過(guò)大等措施布局不合理的情況，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核予以糾正；利用面積量算和統(tǒng)計(jì)功能復(fù)核坡改梯、造林種草等措施類(lèi)型的面積，計(jì)算各項(xiàng)措施面積占比和治理程度，分析是否滿(mǎn)足國(guó)家水土保持重點(diǎn)工程的相關(guān)要求。

4.2 工程建設(shè)階段

工程建設(shè)相關(guān)工作人員通過(guò)奧維互動(dòng)地圖手機(jī)端共享水土保持措施圖斑數(shù)據(jù)，便于掌握工程的實(shí)施情況。例如，施工人員可以在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照設(shè)計(jì)圖斑實(shí)時(shí)確認(rèn)施工位置和數(shù)量是否符合設(shè)計(jì)要求，工程監(jiān)理人員可以通過(guò)奧維互動(dòng)地圖手機(jī)端準(zhǔn)確掌握已完成治理圖斑的位置、面積、數(shù)據(jù)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)記錄施工照片等影像資料，工程建設(shè)管理工作人員可以通過(guò)奧維互動(dòng)地圖手機(jī)端在室內(nèi)或者野外核查水保措施的實(shí)施情況、完成情況等，對(duì)于進(jìn)度緩慢或者工程實(shí)施有偏差的問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并提出整改建議。

4.3 竣工驗(yàn)收階段

工程竣工圖編制人員利用奧維互動(dòng)地圖電腦端和手機(jī)端，結(jié)合外業(yè)調(diào)查采集各項(xiàng)水保措施的類(lèi)型、面積、數(shù)量、位置等信息，結(jié)合水土保持措施數(shù)據(jù)模板繪制工程竣工圖，為項(xiàng)目竣工驗(yàn)收提供竣工驗(yàn)收?qǐng)D斑數(shù)據(jù)。工程竣工驗(yàn)收人員可以將標(biāo)準(zhǔn)格式的竣工圖斑導(dǎo)入奧維互動(dòng)地圖手機(jī)端，實(shí)地對(duì)照查勘工程的竣工驗(yàn)收?qǐng)D斑是否與實(shí)際一致、措施數(shù)量是否屬實(shí)、措施質(zhì)量是否合格等。

4.4 工程管護(hù)和實(shí)施效果評(píng)估階段

水土保持工程普遍存在“重建輕管”現(xiàn)象，水土保持措施圖斑作為“圖斑精細(xì)化”管理的重要對(duì)象，在工程建成完工后的管護(hù)階段，依然可以為工程的管護(hù)責(zé)任人提供直觀的管護(hù)范圍、位置、數(shù)量等信息，并可以用奧維互動(dòng)地圖手機(jī)端記錄管護(hù)措施的標(biāo)簽、注記、照片等信息，幫助管護(hù)責(zé)任人做到管護(hù)責(zé)任心中有數(shù)，管護(hù)內(nèi)容說(shuō)得清楚明白。工程竣工驗(yàn)收后的一段時(shí)期，將工程的水土保持評(píng)估年措施圖斑與竣工圖斑進(jìn)行疊加對(duì)比，以?shī)W維互動(dòng)地圖為輔助分析水土保持措施保存情況、林草植被覆蓋情況等，評(píng)估項(xiàng)目區(qū)水土保持措施的實(shí)施效果。

5 結(jié)語(yǔ)

水土保持工程“圖斑精細(xì)化”管理工作借助奧維互動(dòng)地圖解決了現(xiàn)場(chǎng)定位、長(zhǎng)度和面積量算、設(shè)計(jì)圖斑外業(yè)復(fù)核、措施圖斑現(xiàn)場(chǎng)繪制等問(wèn)題，使原本需要利用電腦在CAD輔助設(shè)計(jì)軟件或者GIS軟件中進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)的點(diǎn)狀、線狀、面狀措施圖斑，可以用手機(jī)在外業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)查閱、復(fù)核、編輯、標(biāo)注的功能。工程建設(shè)、管理、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等相關(guān)工作人員可以通過(guò)奧維互動(dòng)地圖手機(jī)端共享圖斑數(shù)據(jù)，在工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、竣工驗(yàn)收、效果評(píng)估等各環(huán)節(jié)以圖斑為對(duì)象，制定更為科學(xué)合理的實(shí)施方案和工作安排，提升水土保持工程“圖斑精細(xì)化”的管理水平。