全流程視角下的建設(shè)用地監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

金 群，李 寧，周安發(fā)，劉小珊

（1.湖北省自然資源廳信息中心，湖北·武漢 430071；2.武漢市自然資源和規(guī)劃信息中心，湖北·武漢 430014；3.湖北省測繪成果檔案館，湖北·武漢 430072； 4.武漢光谷信息技術(shù)股份有限公司，湖北·武漢 430070）

土地資源開發(fā)利用的周期較長，導(dǎo)致土地管理工作中存在著“重審批、輕監(jiān)管”的管理理念[1]。落實到數(shù)據(jù)層面，體現(xiàn)為各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)缺乏關(guān)聯(lián)關(guān)系，僅實現(xiàn)“業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化”，未實現(xiàn)“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化”，很難支撐建設(shè)用地的全流程監(jiān)管。具體表現(xiàn)在一是無法實現(xiàn)單宗土地全生命周期的跟蹤和追溯[2]；二是在新增建設(shè)用地指標(biāo)縮減的大背景下，無法有效開展存量建設(shè)用地的挖潛。本文以上述問題為主導(dǎo)，圍繞業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建、全流程跟蹤、數(shù)據(jù)分析挖掘、指標(biāo)體系構(gòu)建等方面進(jìn)行分析，對全流程視角下的建設(shè)用地監(jiān)管系統(tǒng)實現(xiàn)進(jìn)行研究。

1 總體設(shè)計

1.1 建設(shè)思路

以建設(shè)項目作為基本單元，土地規(guī)劃與土地年度計劃為參照，建設(shè)項目的批、供、用、補、查數(shù)據(jù)為監(jiān)管數(shù)據(jù)源[3]，重構(gòu)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成一套覆蓋建設(shè)用地全流程的知識圖譜。基于知識圖譜，將建設(shè)項目ID作為唯一標(biāo)識，構(gòu)建一系列數(shù)據(jù)治理模型，通過數(shù)據(jù)的抽取、整合、清洗、轉(zhuǎn)換，形成一套“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化”的數(shù)據(jù)池，從而實現(xiàn)全流程視角下的數(shù)據(jù)串聯(lián)、查詢統(tǒng)計、動態(tài)監(jiān)測。

1.2 建設(shè)內(nèi)容

（1）梳理業(yè)務(wù)邏輯，構(gòu)建關(guān)聯(lián)關(guān)系

為開展建設(shè)用地全流程監(jiān)管，首先從業(yè)務(wù)口徑上對現(xiàn)有的“批、供、用、補、查”業(yè)務(wù)流程之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系及數(shù)據(jù)流向開展梳理與細(xì)化，細(xì)化之后的業(yè)務(wù)邏輯圖如圖1所示。

圖1 建設(shè)用地全流程業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系圖Fig.1 Business logic diagram of the whole process of construction land

在梳理出業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系圖之后，圍繞包含業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的專題應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行分析，提取出涉及的全部專題應(yīng)用系統(tǒng)及各系統(tǒng)數(shù)據(jù)表之間的關(guān)聯(lián)掛接關(guān)系，從而構(gòu)建一套包含業(yè)務(wù)邏輯—專題系統(tǒng)—數(shù)據(jù)表三個層次的知識圖譜，如圖2所示。

（2）基于知識圖譜，搭建業(yè)務(wù)模型

基于厘清的業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成一套描述批、供、用、補、查等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)知識圖譜，借助知識圖譜明確各類數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)來源、生產(chǎn)系統(tǒng)、關(guān)聯(lián)ID、核心數(shù)據(jù)等內(nèi)容。知識圖譜的構(gòu)建分為兩個層次：一是以屬掛圖。通過將建設(shè)項目作為基本單元，以項目編號作為唯一標(biāo)識，以項目名稱、批復(fù)文號等關(guān)鍵信息作為輔助索引，通過屬性掛接的形式對建設(shè)用地各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行要素關(guān)聯(lián)并獲取相應(yīng)的空間信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)生命周期的串聯(lián)；二是以圖找屬。對于通過項目編號、項目名稱、批復(fù)文號等關(guān)鍵字無法關(guān)聯(lián)的建設(shè)項目，基于同一空間位置開展穿透查詢，獲取該地塊范圍內(nèi)的其他用地信息，再利用模糊匹配加人工判讀的方式對數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行修補與二次重構(gòu)。

結(jié)合上述思路，圍繞知識圖譜，利用FME Desktop軟件，構(gòu)建一系列數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換、關(guān)聯(lián)、清洗、整合模型[4]，在不破壞已有專題系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫運作模式的情況下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫級別的數(shù)據(jù)清理融合。此外，通過設(shè)計、構(gòu)建知識圖譜和業(yè)務(wù)模型，反向促進(jìn)現(xiàn)有專題業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)計優(yōu)化、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)更新標(biāo)準(zhǔn)的完善，進(jìn)一步促進(jìn)建設(shè)用地全生命周期的管理。

（3）圍繞業(yè)務(wù)模型，形成數(shù)據(jù)倉庫

依托梳理細(xì)化的知識圖譜與業(yè)務(wù)模型，在現(xiàn)有專題業(yè)務(wù)系統(tǒng)之外，形成一個可實時更新、動態(tài)擴(kuò)展的建設(shè)用地全流程數(shù)據(jù)成果倉庫。以知識圖譜為起點，查清數(shù)據(jù)的傳導(dǎo)規(guī)律和運轉(zhuǎn)邏輯，明確數(shù)據(jù)從哪里來、到哪里去；以業(yè)務(wù)模型為中點，重構(gòu)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，掌握業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)的來源流向，形成全流程數(shù)據(jù)成果倉庫；以數(shù)據(jù)成果倉庫為焦點，圍繞數(shù)據(jù)的挖掘、共享建立持續(xù)的數(shù)據(jù)服務(wù)，盤活數(shù)據(jù)資產(chǎn)，輸出數(shù)據(jù)價值。通過構(gòu)建知識圖譜、業(yè)務(wù)模型和數(shù)據(jù)成果倉庫，從“抽”“洗”“用”三個環(huán)節(jié)打通建設(shè)用地全流程監(jiān)管的數(shù)據(jù)壁壘，如圖3所示。

圖3 基于業(yè)務(wù)模型的數(shù)據(jù)治理Fig.3 Data governance based on business model

（4）基于數(shù)據(jù)倉庫，構(gòu)建評估指標(biāo)

基于數(shù)據(jù)成果倉庫，結(jié)合業(yè)務(wù)處室的日常數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析需求，圍繞耕地保有量、永久基本農(nóng)田保護(hù)面積、建設(shè)占用耕地比例、供地率、批而未供土地面積、閑置土地面積等核心指標(biāo)項，構(gòu)建一套完整的土地開發(fā)利用評價指標(biāo)體系。圍繞每項指標(biāo)的名稱、內(nèi)涵、計算公式、閾值，構(gòu)建基于關(guān)鍵評價因子的土地利用監(jiān)測模型和預(yù)警模型，深挖數(shù)據(jù)背后隱藏的價值，反向指導(dǎo)業(yè)務(wù)工作，有效促進(jìn)節(jié)約集約用地，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級[5]。

（5）結(jié)合評估指標(biāo)，開展監(jiān)測預(yù)警

圍繞評估指標(biāo)體系，通過構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析模型，智能開展用地情況分析評價。例如對全省各地市州不同年份的建設(shè)用地數(shù)據(jù)開展實時監(jiān)察、動態(tài)比對、目標(biāo)跟蹤和預(yù)警提示，實現(xiàn)某一區(qū)域不同時段的數(shù)據(jù)情況分析評價，實現(xiàn)對建設(shè)用地資產(chǎn)的全方位、智慧化監(jiān)管，為提升國土空間治理能力提供數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)框架

根據(jù)建設(shè)思路和業(yè)務(wù)流程，基于SpringBoot + Mybatis分布式敏捷開發(fā)技術(shù)，采用經(jīng)典的MVC框架，系統(tǒng)框架如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.4 System architecture diagram

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

針對建設(shè)用地全流程監(jiān)管“批、供、用、補、查”五個環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)流程[6-9]，根據(jù)業(yè)務(wù)強關(guān)聯(lián)、低耦合、高擴(kuò)展性和高穩(wěn)定性原則，結(jié)合實際需求，設(shè)計出系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖，如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)功能設(shè)計Fig.5 System functional design

3 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 業(yè)務(wù)信息全流程監(jiān)管

以項目為基本單元，快速實現(xiàn)項目尺度下的“批、供、用、補、查”業(yè)務(wù)全鏈條關(guān)聯(lián)追蹤和信息提取，精準(zhǔn)獲取建設(shè)項目從規(guī)劃、現(xiàn)狀再到審批的過程，實現(xiàn)以圖形分析為核心的“大審批”和“大監(jiān)管”的動態(tài)監(jiān)管。如圖6、圖7所示。

圖6 土地審批專題業(yè)務(wù)串聯(lián)Fig.6 Serial business of land examination and approval

圖7 土地供應(yīng)專題空間分析Fig.7 Special space analysis of land supply

3.2 統(tǒng)一的評價指標(biāo)和模型體系

以多時態(tài)影像識別與圖像提取、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)為核心，圍繞土地開發(fā)利用評估評價、耕地保護(hù)等業(yè)務(wù)類型，從指數(shù)指標(biāo)、監(jiān)測指標(biāo)和監(jiān)管指標(biāo)三個層面構(gòu)建5大類，24個監(jiān)測指標(biāo)（表1）。以指標(biāo)為基礎(chǔ)，基于業(yè)務(wù)規(guī)則和算法，構(gòu)架相應(yīng)的評估評價和預(yù)警決策模型。以耕地保有量、基本農(nóng)田保護(hù)、耕地質(zhì)量平均利用率、補充耕地、新增水田、土地復(fù)墾等內(nèi)容作為切入點，對全省的資源現(xiàn)狀、規(guī)劃實施、行業(yè)市場、違規(guī)違法等情況進(jìn)行全面評估和全方位監(jiān)管[10]。

表1 建設(shè)用地監(jiān)管指標(biāo)體系（部分）Tabe1 Supervision index system of construction land (part)

3.3 異常指標(biāo)監(jiān)測管理

以統(tǒng)計圖、清單表、空間分布圖的形式對指標(biāo)評價結(jié)果進(jìn)行展示，并從時間、空間等多個維度實現(xiàn)對指標(biāo)的管理。展示內(nèi)容包括指標(biāo)內(nèi)涵、指標(biāo)計算來源、指標(biāo)的當(dāng)前值、目標(biāo)值、差值，并按現(xiàn)期、同比、環(huán)比等多口徑進(jìn)行差異分析評價，為客觀評估國土空間治理能力提供數(shù)據(jù)支撐。

如圖8所示。

圖8 建設(shè)用地生命周期管理多維指標(biāo)監(jiān)測Fig.8 The multi-dimensional index monitoring of construction land life cycle management

3.4 建設(shè)用地業(yè)務(wù)深度挖掘

在建設(shè)項目全鏈條管理的基礎(chǔ)上，分析項目地塊的來源流向。一方面，圍繞業(yè)務(wù)維度對項目地塊進(jìn)行雙向追溯，及時預(yù)警項目地塊批而未供，供而未用，占補平衡，違法等異常情況[11]；另一方面，從時空維度分析項目地塊在各業(yè)務(wù)階段的空間合規(guī)性，通過與土地利用現(xiàn)狀、土地利用規(guī)劃、生態(tài)保護(hù)紅線、基本農(nóng)田等的壓覆，分析項目地塊空間布局合理與否。

以表2為例，**縣20**年度第**批次城市建設(shè)用地項目在報批時完成了補充耕地計劃，并作為**園還建小區(qū)二期和**國際***港政府還建小區(qū)兩個項目的供地來源，但是**園還建小區(qū)二期項目的地塊疑似閑置。通過業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)，可及時發(fā)現(xiàn)違法違規(guī)現(xiàn)象，為自然資源集約節(jié)約利用提供技術(shù)支撐。

表2 建設(shè)項目報批地塊利用情況追溯Table 2 The retrospective analysis of the utilization of the plots submitted for approval for construction projects

表3展示了**縣2013年度第52批次城市建設(shè)用地項目的現(xiàn)狀與規(guī)劃分析結(jié)果。結(jié)果顯示該項目占用了部分農(nóng)用地，處于規(guī)劃限制和允許建設(shè)區(qū)，未占用基本農(nóng)田和生態(tài)用地，在報批時足量補充足量農(nóng)用地即可滿足空間管制要求。

表3 建設(shè)項目報批地塊空間管制情況分析Table 3 The analysis of space control of construction projects submitted for approval

4 結(jié)語

隨著機構(gòu)整合和“放管服”工作的推進(jìn)[12-13]，自然資源業(yè)務(wù)管理工作面臨著新的機遇與挑戰(zhàn)。深化大數(shù)據(jù)分析、知識圖譜、機器學(xué)習(xí)等新技術(shù)在自然資源領(lǐng)域的應(yīng)用勢在必行。本文以土地利用“批、供、用、補、查”全流程監(jiān)管為視角，分析了建設(shè)用地監(jiān)管系統(tǒng)的設(shè)計思路與理念，并以湖北省自然資源業(yè)務(wù)統(tǒng)籌管理、業(yè)務(wù)追溯和智能監(jiān)測監(jiān)管的應(yīng)用為實踐，實現(xiàn)了建設(shè)用地全生命周期的動態(tài)管理和指標(biāo)預(yù)警。項目的研究對于推動自然資源業(yè)務(wù)深度融合[13]、數(shù)據(jù)治理融合、應(yīng)用統(tǒng)籌整合的多態(tài)融合，賦能自然資源一體化管理工作模式創(chuàng)新具有一定的借鑒意義。