基于GIS的工程建設(shè)項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

高 爽

(沈陽市勘察測(cè)繪研究院有限公司，遼寧沈陽 110004)

1 引 言

在機(jī)構(gòu)改革的大背景下，新組建的遼寧省自然資源廳在深化土地、規(guī)劃審批方面進(jìn)行全面改革，提出了國(guó)土空間規(guī)劃改革和工程建設(shè)審批改革[1]，實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)土空間資源的統(tǒng)籌安排和有效管控，優(yōu)化了審批流程，提高了審批效率，同時(shí)建設(shè)了相應(yīng)的信息化平臺(tái)[2]，包括國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)、“多規(guī)合一”信息平臺(tái)、工程建設(shè)項(xiàng)目審批管理系統(tǒng)等。但是，在工程建設(shè)項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱“項(xiàng)目”)管理和違法建設(shè)監(jiān)督方面，還存在由于管理系統(tǒng)未統(tǒng)一而導(dǎo)致的多頭管理、互相推諉以及違法建設(shè)查處不及時(shí)等問題[3]。因此，厘清項(xiàng)目管理流程，整合現(xiàn)有管理和違法建設(shè)監(jiān)督系統(tǒng)，建立高效統(tǒng)一的工程建設(shè)項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”)，是目前亟待解決的問題之一。本文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的定位、技術(shù)框架、數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)現(xiàn)功能，并總結(jié)了系統(tǒng)的特色，為其他城市開展此項(xiàng)工作提供借鑒。

2 系統(tǒng)定位

2.1 功能定位

從項(xiàng)目全過程管理角度出發(fā)，提出管理新模式，包括項(xiàng)目落位、項(xiàng)目施工、項(xiàng)目竣工和違法建設(shè)查處4個(gè)階段。系統(tǒng)主要服務(wù)于項(xiàng)目開展過程中各階段的巡查管理以及違法建設(shè)管理，以確保項(xiàng)目按照審批要求進(jìn)行落位和建設(shè)[4]。該系統(tǒng)采用PC端和移動(dòng)端雙系統(tǒng)模式，PC端系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各個(gè)階段管理信息的錄入，包括用地預(yù)審、用地規(guī)劃許可、巡查記錄、項(xiàng)目展示、查詢和統(tǒng)計(jì)以及與移動(dòng)端對(duì)接等；移動(dòng)端系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各階段實(shí)施過程的巡查工作，并將巡查結(jié)果反饋到PC端。

2.2 系統(tǒng)與其他平臺(tái)關(guān)系定位

開展項(xiàng)目全過程管理工作，主要涉及的系統(tǒng)是“多規(guī)合一”信息平臺(tái)和工程建設(shè)項(xiàng)目審批系統(tǒng)，這3個(gè)系統(tǒng)的關(guān)系如圖1所示。“多規(guī)合一”信息平臺(tái)為系統(tǒng)提供基礎(chǔ)地理信息和規(guī)劃管控相關(guān)信息的數(shù)據(jù)服務(wù)，還為系統(tǒng)提供經(jīng)用地預(yù)審?fù)ㄟ^之后的項(xiàng)目庫(kù)。工程建設(shè)項(xiàng)目審批系統(tǒng)為系統(tǒng)提供各個(gè)階段的審批手續(xù)。系統(tǒng)根據(jù)項(xiàng)目庫(kù)和審批手續(xù)，巡查管理項(xiàng)目的實(shí)施，并將巡查管理結(jié)果一方面反饋到“多規(guī)合一”信息平臺(tái)展示，輔助領(lǐng)導(dǎo)決策，另一方面反饋到工程建設(shè)項(xiàng)目審批系統(tǒng)，輔助項(xiàng)目審批工作。

圖1 平臺(tái)定位關(guān)系Fig.1 Schematic diagram of platform positioning relationship

3 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用面向服務(wù)的SOA架構(gòu)，基于B/S多層驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，建設(shè)滿足應(yīng)用需求的專業(yè)化功能，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、效能化和便捷化的項(xiàng)目全過程管理[5]。平臺(tái)框架主要包括支撐層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層和用戶層5大層級(jí)，兩側(cè)分別是保障平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和安全保障體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 平臺(tái)框架Fig.2 Schematic diagram of platform frame

3.1 支撐層

該層為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行提供軟硬件支撐，包括PC設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)軟件等，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性[6]。

3.2 數(shù)據(jù)層

該層包括兩方面的數(shù)據(jù)，一是接入“多規(guī)合一”信息平臺(tái)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和規(guī)劃管控成果數(shù)據(jù)以及工程建設(shè)項(xiàng)目審批系統(tǒng)的審批數(shù)據(jù)；二是收集、處理和入庫(kù)的管理數(shù)據(jù)以及違法建設(shè)數(shù)據(jù)等，共同構(gòu)建項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.3 服務(wù)層

該層是在數(shù)據(jù)層的基礎(chǔ)上，將各類GIS功能和管理功能以服務(wù)方式提供給系統(tǒng)應(yīng)用，如地圖服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、查詢統(tǒng)計(jì)服務(wù)、違法建設(shè)服務(wù)以及權(quán)限服務(wù)等。

3.4 應(yīng)用層

該層依托數(shù)據(jù)層和服務(wù)層，針對(duì)項(xiàng)目全過程管理和違法建設(shè)管理，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的應(yīng)用功能并與其他系統(tǒng)對(duì)接，如PC端地圖管理、項(xiàng)目全過程管理、違法建設(shè)管理等和移動(dòng)端巡查管理、信息上報(bào)管理、歷史軌跡查詢等。

3.5 用戶層

該層包含的是平臺(tái)的主要使用人員，包括政府管理部門人員、業(yè)務(wù)審批人員、巡查人員、建設(shè)單位人員等。

4 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)內(nèi)容

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：

1)數(shù)據(jù)庫(kù)布局需合理且層次分明。

2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)庫(kù)的高度結(jié)構(gòu)化。

3)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)需盡可能減少冗余，減低數(shù)據(jù)重復(fù)性。

4)提供相應(yīng)的安全保密機(jī)制[7]。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)內(nèi)容如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)內(nèi)容Fig.3 Schematic diagram of database contents

4.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全過程管理和違法建設(shè)管理的可視化動(dòng)態(tài)表達(dá)，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過建立主鍵ID字段，以便互相連接[8]，創(chuàng)建項(xiàng)目信息表(以項(xiàng)目ID為主鍵)與項(xiàng)目各階段的審批信息、管理信息、多媒體信息及違法建設(shè)信息相關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全過程管理。

項(xiàng)目信息結(jié)構(gòu)如表1所示。

5 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)功能開發(fā)包括PC端子系統(tǒng)和移動(dòng)端子系統(tǒng)兩部分。PC端子系統(tǒng)基于組件技術(shù)開發(fā)，以Visual Studio 2015作為開發(fā)工具，以C#作為開發(fā)語言，采用ArcGIS Server 10.3作為GIS服務(wù)器；移動(dòng)端子系統(tǒng)基于Android系統(tǒng)開發(fā)，GIS功能采用ArcGIS for Android API實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)Fig.4 Functional structure of the platform

5.1 地圖管理

地圖管理實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃管理數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)的集成顯示，主要功能包括GIS地圖操作的基本功能，二、三維分屏展示，空間查詢統(tǒng)計(jì)等。

GIS基本功能指的是放大、縮小、平移、量算、測(cè)距、測(cè)面以及收藏等，能夠滿足用戶對(duì)地圖進(jìn)行操作的需求。

二、三維分屏展示是將屏幕分成兩部分，一部分顯示二維數(shù)據(jù)，如地形圖、影像圖以及項(xiàng)目落位圖等；另一部分顯示城市三維模型。

空間查詢統(tǒng)計(jì)可以按照行政區(qū)、名稱、建設(shè)單位以及綜合信息進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，并將結(jié)果以圖或表的方式進(jìn)行展示，點(diǎn)擊結(jié)果信息可以進(jìn)行定位并高亮顯示。

表1 項(xiàng)目信息表結(jié)構(gòu)Tab.1 Structureoftheprojectinformation序號(hào)名稱代碼數(shù)據(jù)類型是否為空是否主鍵1項(xiàng)目編碼XMID長(zhǎng)整型否是2幾何類型JHLX面類型否否3項(xiàng)目名稱XMMC字符型(200)否否4建設(shè)單位JSDW字符型(200)否否5用地性質(zhì)YDXZ字符型(50)否否6用地面積YDMJ雙精度(7,2)否否7容積率RJL雙精度(7,2)否否8建筑高度JZGD雙精度(7,2)否否9建筑密度JZMD雙精度(7,2)否否10綠化率LHL雙精度(7,2)否否11…………………………

5.2 項(xiàng)目全過程管理

項(xiàng)目全過程管理從宏觀、中觀、微觀3個(gè)層面實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目選址階段、規(guī)劃用地許可階段、工程用地許可階段、驗(yàn)線竣工階段的管理。宏觀方面，系統(tǒng)將所有項(xiàng)目空間可視化并用不同顏色代表不同階段，如黃色代表規(guī)劃用地許可階段，在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)還提供宏觀統(tǒng)計(jì)圖，如規(guī)劃用地許可階段的項(xiàng)目數(shù)量、某個(gè)行政區(qū)的項(xiàng)目數(shù)量等；中觀方面，系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目的不同階段進(jìn)行管理，當(dāng)出現(xiàn)建設(shè)超期、審批手續(xù)不全或存在違法建設(shè)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出提醒，督促管理人員解決問題；微觀方面，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)項(xiàng)目的詳細(xì)管理并錄入相應(yīng)的屬性信息，如項(xiàng)目基本信息、審批信息、巡查信息以及照片文件等，確保項(xiàng)目信息完整，為領(lǐng)導(dǎo)輔助決策提供支持。項(xiàng)目全過程管理界面如圖5所示。

圖5 項(xiàng)目全過程管理界面Fig.5 Interface of whole process management in the project

5.3 動(dòng)態(tài)巡查管理

動(dòng)態(tài)巡查管理是基于移動(dòng)端App，為巡查人員提供使用，主要功能包括接收和查詢巡查任務(wù)、巡查路徑規(guī)劃、巡查人員管理和巡查軌跡管理等。接收和查詢巡查任務(wù)是巡查人員通過手機(jī)接收指揮中心下達(dá)的巡查任務(wù)或者日常巡查任務(wù)，可以按照人員或者日期查詢巡查任務(wù)；巡查路徑規(guī)劃是規(guī)劃一條巡查路線，確保巡查內(nèi)容不丟失；巡查人員管理是對(duì)人員信息進(jìn)行管理和對(duì)職責(zé)進(jìn)行管理；巡查軌跡管理一方面是巡查人員查看路徑，確保巡查路線正確無誤，另一方面是將巡查的路線保存下來，用于后期進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。

5.4 信息上報(bào)管理

信息上報(bào)管理包括兩部分內(nèi)容，一部分是日常巡查信息上報(bào)，包括巡查路徑、項(xiàng)目施工照片、項(xiàng)目工程跟蹤卡信息；另一部分是發(fā)現(xiàn)建設(shè)違法事件，并對(duì)建設(shè)違法事件信息進(jìn)行上報(bào)。建設(shè)違法事件上報(bào)流程如圖6所示。

圖6 違法事件上報(bào)流程Fig.6 Schematic diagram of illegal incidents reporting process

6 平臺(tái)特色

6.1 基于SOA架構(gòu)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的穩(wěn)定可用

面向服務(wù)架構(gòu)(Service-Oriented Architecture，SOA)的一個(gè)自然特性是通過協(xié)作編排，充分復(fù)用已有的服務(wù)。對(duì)于信息系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展來說，這是一種創(chuàng)新的、靈活的、可伸縮的方法[9]。SOA架構(gòu)擺脫了具體的語言框架(如Java、.Net、PHP)，以服務(wù)契約的方式進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過更加合適的業(yè)務(wù)分析設(shè)計(jì)方法(BPM、SOMA)得到成果，能夠直接與服務(wù)對(duì)接。

6.2 項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)共享與交換

項(xiàng)目全過程管理涉及其他信息系統(tǒng)，項(xiàng)目信息的共享與交換尤為重要。平臺(tái)提供兩種方式實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的共享與交換，一是項(xiàng)目屬性數(shù)據(jù)接口管理組件，提供數(shù)據(jù)文本格式接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目審批數(shù)據(jù)查詢和接入等功能；二是對(duì)基礎(chǔ)地理信息和規(guī)劃管控成果等空間數(shù)據(jù)，通過ArcGIS Server 發(fā)布的REST服務(wù)進(jìn)行調(diào)用。

6.3 基于網(wǎng)格的項(xiàng)目管理聚合

在項(xiàng)目管理中，項(xiàng)目和違法事件標(biāo)記面數(shù)據(jù)量較大，在地圖上實(shí)現(xiàn)可視化時(shí)，會(huì)出現(xiàn)標(biāo)記面之間遮蓋或重疊等問題，導(dǎo)致展示的效果差，管理人員很難從當(dāng)前的區(qū)域找到具體且有效的數(shù)據(jù)信息，嚴(yán)重影響管理效率。因此，本文針對(duì)密集面數(shù)據(jù)可視化問題進(jìn)行研究，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，采用基于網(wǎng)格的標(biāo)識(shí)面聚合技術(shù)解決該問題[10]。該技術(shù)的基本原理如下：一是將地圖范圍劃分成若干網(wǎng)格，本研究采用社區(qū)網(wǎng)格；二是根據(jù)地圖縮放的別，確定密集面聚合的級(jí)別，即行政區(qū)劃聚合、街道聚合、社區(qū)聚合，并設(shè)置網(wǎng)格距離聚合以及不聚合；三是標(biāo)記面聚合展示。

6.4 工作足跡定位

工作足跡定位是利用GNSS定位服務(wù)技術(shù)，以地圖為依托，一方面記錄巡查人員實(shí)時(shí)行程軌跡和歷史軌跡等信息，方便巡查人員查看自身的工作行程記錄以及軌跡，同時(shí)也方便管理人員對(duì)工作進(jìn)行指揮調(diào)度、督查和考核；另一方面是對(duì)違法建設(shè)進(jìn)行高精度定位，使數(shù)據(jù)可視化效果更加直觀和準(zhǔn)確。

7 結(jié)束語

本文根據(jù)項(xiàng)目管理的現(xiàn)狀和需求，搭建工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和規(guī)劃管控成果數(shù)據(jù)為底圖，疊加項(xiàng)目和違法建設(shè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的新模式，并為其他系統(tǒng)提供項(xiàng)目管理信息支持。目前，該系統(tǒng)運(yùn)行良好，能夠滿足工作人員需求，但還存在如下問題：巡查人員在信息上報(bào)時(shí)，信息填寫不完整；網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，導(dǎo)致數(shù)據(jù)同步不及時(shí)。今后，將進(jìn)一步完善和豐富系統(tǒng)的項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)庫(kù)和功能，為更多部門提供服務(wù)，全面提升項(xiàng)目的管理水平，推動(dòng)城市治理現(xiàn)代化。