基于GIS 的高速公路可視化征地拆遷技術(shù)應(yīng)用研究

肖 波 白 皓 冉光炯 沈國(guó)焱

（1、四川高速公路建設(shè)開發(fā)集團(tuán)有限公司,四川 成都610047 2、四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川 成都610041）

1 概述

近年來(lái),作為交通運(yùn)輸行業(yè)中重要的一部分,高速公路工程的建設(shè),在建設(shè)工期、建設(shè)質(zhì)量、成本控制等方面的管理越來(lái)越重要。高速公路工程建設(shè)具有征拆難度大、施工作業(yè)面廣、技術(shù)工藝復(fù)雜、環(huán)境敏感點(diǎn)多、參建單位及交叉影響因素多等諸多特點(diǎn)[1]。

目前,在高速公路工程征地拆遷管理方面,大多還是采用傳統(tǒng)的手段進(jìn)行管理,因其涉及環(huán)節(jié)多、相關(guān)數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求高等要求,在拆遷和補(bǔ)償?shù)恼J(rèn)定方面容易帶來(lái)一些難以避免的錯(cuò)誤,數(shù)據(jù)核算工作量大難度高,勢(shì)必導(dǎo)致征拆管理工作的難度加大。為此,以GIS 技術(shù)為基礎(chǔ)結(jié)合實(shí)際工作需求,建立基于GIS 的高速公路工程可視化征地拆遷管理系統(tǒng),支撐高速公路建設(shè)征地拆遷管理應(yīng)用具有重要意義。

2 征地拆遷管理需求分析

2.1 征拆管理工作分析

高速公路征地拆遷工作主要分為八個(gè)階段：準(zhǔn)備階段、宣傳動(dòng)員階段、征拆勘察核實(shí)清理登記階段、征拆補(bǔ)償資金兌付階段、永久性征地范圍內(nèi)建筑和地面附著物拆遷階段、征拆安置階段、施工日常協(xié)調(diào)階段、完善手續(xù)階段。（圖1）

2.2 征拆管理現(xiàn)狀分析

在高速公路征地拆遷管理中,征地范圍紅線目前主要以二維圖紙的方式進(jìn)行描述,缺乏和現(xiàn)實(shí)環(huán)境的對(duì)應(yīng),不能直觀的表現(xiàn)征拆的區(qū)域及區(qū)域內(nèi)相應(yīng)建筑物、構(gòu)筑物、苗木等的情況[2]。征拆管理過(guò)程相關(guān)數(shù)據(jù),大多以數(shù)據(jù)表的或線下文件的方式分散存儲(chǔ)管理,征拆相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表需要花費(fèi)大量人力物力長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行處理,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和完整性難以保障；形成的報(bào)表數(shù)據(jù)是靜態(tài)的,無(wú)法實(shí)現(xiàn)詳細(xì)數(shù)據(jù)的有效追溯,也不能靈活的根據(jù)實(shí)際需求快速的形成所需的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。

3 征地拆遷管理GIS 應(yīng)用

近年來(lái),GIS 技術(shù)以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理及展示功能、空間分析功能、良好的圖形平臺(tái)和可靠性能,被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)[3-5]。針對(duì)高速公路工程,近年來(lái)在工程設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段也大量應(yīng)用衛(wèi)星影像、航拍影像、激光點(diǎn)云等GIS 技術(shù)及數(shù)據(jù)成果,提高了工程設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。結(jié)合設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)成果,將GIS 技術(shù)應(yīng)用于征地拆遷管理,通過(guò)先進(jìn)的IT 技術(shù)建立基于GIS 的征拆管理系統(tǒng)（一下簡(jiǎn)稱征地系統(tǒng)）,將工程征拆相關(guān)數(shù)據(jù)及過(guò)程以數(shù)字化的手段管理起來(lái),并以可視化的方式進(jìn)行應(yīng)用,能很好的彌補(bǔ)傳統(tǒng)征地拆遷工作的不足。

圖1 高速公路征拆管理流程

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理

高速公路征拆管理涉及工程區(qū)域地形地貌影像數(shù)據(jù),征拆紅線數(shù)據(jù),路線樁號(hào)數(shù)據(jù),征拆區(qū)域土地、建筑物、桿管線數(shù)據(jù)等。其中路線樁號(hào)數(shù)據(jù)是整個(gè)工程的關(guān)鍵定位數(shù)據(jù),后續(xù)征地紅線數(shù)據(jù)、建筑物、桿管線等都需要與其關(guān)聯(lián),為將這些數(shù)據(jù)融合應(yīng)用,需對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并統(tǒng)一加載到GIS 場(chǎng)景進(jìn)行征拆應(yīng)用[6-8]。

本文所涉及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理流程如圖2 所示,先根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的線路數(shù)據(jù)解析路線的工程坐標(biāo),再通過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換計(jì)算將工程坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為CGCS2000 大地坐標(biāo)系數(shù)據(jù)存入征地系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)；針對(duì)征地紅線數(shù)據(jù)則通過(guò)設(shè)計(jì)單位提供的DWG 格式征地紅線數(shù)據(jù)提取相應(yīng)工程坐標(biāo)系下的二維線數(shù)據(jù)后,通過(guò)工程坐標(biāo)系與CGCS2000 大地坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算形成轉(zhuǎn)換后的紅線數(shù)據(jù)JSON 數(shù)據(jù)存入征地系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)同一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)關(guān)系與樁號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián),并通過(guò)征地系統(tǒng)GIS 組件加載應(yīng)有。

3.2 征拆計(jì)劃管理

圖2 征地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理流程

圖3 征地紅線CAD 數(shù)據(jù)

圖4 融合到GIS 場(chǎng)景的征地紅線

整個(gè)高速公路征拆過(guò)程,以完成征拆對(duì)象為目標(biāo),以征拆計(jì)劃為管理主線,借助基于GIS 的征拆管理系統(tǒng),可將征拆計(jì)劃數(shù)據(jù)與征拆區(qū)域GIS 信息、行政區(qū)域信息、樁號(hào)信息、紅線區(qū)域信息等進(jìn)行關(guān)聯(lián),將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)化的征拆計(jì)劃圖形化、數(shù)字化,從而提高計(jì)劃制定的合理性及管理便捷性。

基于在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理階段完成的征地區(qū)域紅線數(shù)據(jù)、線路樁號(hào)數(shù)據(jù)及其相互的關(guān)聯(lián)關(guān)系,可根據(jù)征拆計(jì)劃用地范圍中確定的樁號(hào)數(shù)據(jù),在征拆系統(tǒng)中進(jìn)行自動(dòng)匹配計(jì)算,將計(jì)劃數(shù)據(jù)與征拆紅線進(jìn)行關(guān)聯(lián),從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)征拆計(jì)劃可直接在征拆系統(tǒng)GIS 場(chǎng)景中定位其對(duì)應(yīng)的紅線區(qū)域圖,以及通過(guò)在GIS 場(chǎng)景中點(diǎn)擊紅線區(qū)域自動(dòng)關(guān)聯(lián)檢索出對(duì)應(yīng)征拆計(jì)劃信息,最終實(shí)現(xiàn)征拆計(jì)劃的可視化管理,提高了管理的效率和質(zhì)量。

另一方面,征拆計(jì)劃需要根據(jù)工程實(shí)際施工計(jì)劃進(jìn)度要求進(jìn)行合理制定,借助BIM工程設(shè)施模型數(shù)據(jù),在征地系統(tǒng)GIS組件內(nèi)可將征地計(jì)劃紅線區(qū)域與BIM模型數(shù)據(jù)融合加載,從而實(shí)現(xiàn)征地計(jì)劃于施工進(jìn)度計(jì)劃的可視化分析,及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)化征地計(jì)劃,保障工程施工建設(shè)進(jìn)度的完成。

3.3 征拆進(jìn)度管理

在制定完工程征拆計(jì)劃后,重要工作是確保計(jì)劃紅線區(qū)域相應(yīng)征拆工作能按計(jì)劃順利完成,而對(duì)征拆計(jì)劃的執(zhí)行過(guò)程及征拆進(jìn)度的實(shí)時(shí)把控與管理是其中的關(guān)鍵。傳統(tǒng)征拆進(jìn)度管理主要是將計(jì)劃數(shù)據(jù)表文件分級(jí)下達(dá)到相關(guān)參與人員,再由各參與人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)征拆完成情況填寫相應(yīng)數(shù)據(jù)表,層層傳遞匯總,形成需要的各種進(jìn)度數(shù)據(jù)表,在相應(yīng)征拆管理人員中流轉(zhuǎn)的都只是一堆數(shù)據(jù)表及各種附件,即不能直觀精確的反映征拆進(jìn)度、也不能靈活的根據(jù)需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、在數(shù)據(jù)追溯方面也很困難。

本文結(jié)合GIS 的征拆管理應(yīng)用,將征拆計(jì)劃執(zhí)行過(guò)程通過(guò)計(jì)劃數(shù)據(jù)、紅線數(shù)據(jù)、樁號(hào)數(shù)據(jù)、行政區(qū)域數(shù)據(jù)、土地類型數(shù)據(jù)等所有征地相關(guān)數(shù)據(jù)有機(jī)關(guān)聯(lián),形成一個(gè)有效的數(shù)據(jù)網(wǎng),現(xiàn)場(chǎng)的征拆執(zhí)行人員可通過(guò)征拆系統(tǒng)APP 實(shí)時(shí)在線填報(bào)相關(guān)征拆完成情況數(shù)據(jù),系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)征拆數(shù)據(jù)關(guān)系將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與計(jì)劃數(shù)據(jù)掛接,后方管理人員可及時(shí)查看征拆計(jì)劃執(zhí)行情況,并結(jié)合征拆系統(tǒng)組件直觀準(zhǔn)確的掌控征拆整體進(jìn)度情況,如哪些區(qū)域制定了計(jì)劃、哪些區(qū)域開始征地、哪些區(qū)域完成了征地、各區(qū)域征地完成百分比等一目了然,管理者可在GIS 場(chǎng)景中通過(guò)點(diǎn)擊關(guān)注征拆紅線區(qū)域?qū)ο?追溯詳細(xì)的征拆執(zhí)行過(guò)程數(shù)據(jù),全面了解征拆執(zhí)行情況,從而以可視化的管理方式提高征拆進(jìn)度管理的及時(shí)性、準(zhǔn)確性及數(shù)據(jù)可追溯性,實(shí)現(xiàn)管理效率和質(zhì)量的提升。

圖5 傳統(tǒng)EXCEL 征地計(jì)劃表圖

圖6 與征地紅線、樁號(hào)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的征地計(jì)劃數(shù)據(jù)

圖7 GIS 紅線區(qū)域與BIM 工程設(shè)施可視化關(guān)聯(lián)融合

圖8 基于GIS 的征拆進(jìn)度可視化管理

另外,由于現(xiàn)場(chǎng)征拆執(zhí)行過(guò)程情況復(fù)雜多變,常常會(huì)遇到諸如：征拆困難戶、面積數(shù)量有爭(zhēng)議、邊角地、補(bǔ)償不到位、助工等情況,在進(jìn)行征拆計(jì)劃執(zhí)行進(jìn)度管理階段需要對(duì)這些信息進(jìn)行全面掌握,并督促監(jiān)督相關(guān)問(wèn)題的處理解決情況,以減少對(duì)征拆計(jì)劃執(zhí)行的影響,從而確保工程建設(shè)進(jìn)度的完成。

3.4 數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計(jì)

整個(gè)征拆過(guò)程涉及大量的數(shù)據(jù)信息,且需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及統(tǒng)計(jì)報(bào)表,傳統(tǒng)以數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)管理的方式,在進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析時(shí),需要耗費(fèi)大量的人力物力花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行存在一定的任務(wù)誤差,且不能靈活根據(jù)不同管理對(duì)象及不同統(tǒng)計(jì)維度進(jìn)行數(shù)據(jù)組織,在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也不能快速的對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行追溯。

本文結(jié)合GIS 的征拆管理應(yīng)用,將征拆設(shè)計(jì)、征拆計(jì)劃、征拆執(zhí)行各階段相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面管理,且對(duì)各數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行梳理形成征拆數(shù)據(jù)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了紅線數(shù)據(jù)、樁號(hào)數(shù)據(jù)、征拆計(jì)劃數(shù)據(jù)、征拆進(jìn)度數(shù)據(jù)、征拆問(wèn)題數(shù)據(jù)等的互相關(guān)聯(lián)追溯。運(yùn)用征拆系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)能力,快速形成征拆管理所需要的各類報(bào)表信息,如：征拆總體完成情況表、一縣一月已報(bào)、征地明細(xì)表等,并可動(dòng)態(tài)的進(jìn)行過(guò)濾組合及逐級(jí)追溯,統(tǒng)計(jì)的報(bào)表結(jié)果可及時(shí)導(dǎo)出為EXCEL 數(shù)據(jù)表,進(jìn)行線下流轉(zhuǎn)及歸檔管理。極大的提高了征拆數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)分析效率,大量的節(jié)約了成本。

4 結(jié)論

圖9 與GIS 征地紅線互通的詳細(xì)進(jìn)度管理

圖10 與GIS 征地紅線互通的征地問(wèn)題管理

圖11 精細(xì)化的一線一月征地統(tǒng)計(jì)報(bào)表

圖12 可追溯的征地拆遷詳細(xì)統(tǒng)計(jì)報(bào)表

高速公路工程征拆管理是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,不僅涉及工程投資、建設(shè)方,還涉及地方政府、工程區(qū)域土地所有者,本文結(jié)合GIS 技術(shù)在高速公路工程征地拆遷管理過(guò)程的應(yīng)用進(jìn)行了一定的探索,深度分析高速公路征拆管理現(xiàn)狀及管理過(guò)程相關(guān)業(yè)務(wù)需求,結(jié)合相關(guān)應(yīng)用流程、各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行深度分析,將工程線路數(shù)據(jù)、樁號(hào)數(shù)據(jù)、征拆紅線數(shù)據(jù)、紅線區(qū)域土地?cái)?shù)據(jù)、征地計(jì)劃數(shù)據(jù)、征地執(zhí)行過(guò)程數(shù)據(jù)、相關(guān)征地問(wèn)題數(shù)據(jù)等關(guān)聯(lián)形成完整的征拆數(shù)據(jù)網(wǎng)。再結(jié)合GIS 技術(shù)、先進(jìn)的IT 技術(shù)等建立基于GIS 的征地管理系統(tǒng),將數(shù)據(jù)網(wǎng)與GIS 圖形相結(jié)合,形成可視化的征拆管理工作臺(tái),在征拆管理各環(huán)節(jié)支撐相關(guān)參與則進(jìn)行直觀、高效的完成工作,并根據(jù)管理業(yè)務(wù)需求及時(shí)動(dòng)態(tài)的形成各類數(shù)據(jù)報(bào)表,在滿足征拆管理統(tǒng)計(jì)分析要求的同時(shí),極大的提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及可追溯性,降低管理成本及管理風(fēng)險(xiǎn)。

本文針對(duì)GIS 技術(shù)、先進(jìn)的IT技術(shù)等在高速公路工程征地拆遷管理的應(yīng)用,進(jìn)行了一定的研究思考,結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用需求形成了一些具有實(shí)際價(jià)值的應(yīng)用方向及應(yīng)用路線,為GIS 技術(shù)、先進(jìn)的IT 技術(shù)等在高速公路工程征拆管理工作中的全面深入應(yīng)用探索提供了一定參考。