水利水電工程實物指標調(diào)查信息化系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用

李貴博

(廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院有限公司，廣州 510635)

1 概述

實物指標調(diào)查是水利水電工程建設(shè)征地與移民安置規(guī)劃設(shè)計的關(guān)鍵工作之一。傳統(tǒng)的實物指標調(diào)查工作流程是基于Autocad、Excel等平臺開展的，隨著設(shè)計規(guī)范和審查要求的改進，調(diào)查內(nèi)容增加、精度提高，需劃分的權(quán)屬單位和實物種類增多，現(xiàn)有的工作流程和方案主要依靠設(shè)計人員逐項輸入或根據(jù)后續(xù)設(shè)計方案逐項修改調(diào)查數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)輸入的準確度、工作效率已不能滿足設(shè)計要求；且水利水電工程選址多位于偏遠山區(qū)，交通不便，許多指標的調(diào)查只能基于當?shù)卮迕竦目陬^描述，導致最終調(diào)查數(shù)據(jù)的真實性和準確性不高。

目前，水利水電設(shè)計行業(yè)正在經(jīng)歷信息化技術(shù)洗禮[1-5]。有實力的設(shè)計公司和單位都爭相開發(fā)征地移民信息化系統(tǒng)[6-9]，但系統(tǒng)大多應(yīng)用于工程實施階段，主要是為業(yè)主及政府對項目工程進度、資金使用、質(zhì)量控制、合同管理等方面服務(wù)，而對項目前期實物指標調(diào)查工作的關(guān)注欠缺。作為水利水電工程建設(shè)征地與移民安置規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)，實物指標調(diào)查信息化系統(tǒng)的開發(fā)與研究是十分必要的。

2 實物指標調(diào)查信息化系統(tǒng)需求分析

2.1 實物指標調(diào)查主要任務(wù)

按照大中型水利水電工程建設(shè)征地補償和移民安置條例，征地移民實物指標調(diào)查工作是水利水電工程前期規(guī)劃設(shè)計的關(guān)鍵業(yè)務(wù)[10]。

征地移民實物指標調(diào)查主要是查明征地范圍內(nèi)各種影響對象的數(shù)量和影響程度[11]，工作內(nèi)容為合理確定征地移民調(diào)查范圍，收集工程建設(shè)征(占)地區(qū)域的社會經(jīng)濟資料，調(diào)查各項實物數(shù)量和質(zhì)量，提出調(diào)查成果，對調(diào)查成果進行分析，編寫調(diào)查報告。

需調(diào)查的實物指標具體包括工程建設(shè)征地影響的各類人口、土地、房屋及附屬建筑物、零星果木及成片青苗、農(nóng)村小型專項及農(nóng)副業(yè)設(shè)施、個體工商戶及企事業(yè)單位、公路、輸電線路、通信線路等專業(yè)項目。

2.2 系統(tǒng)功能需求分析

1) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準確輸入是設(shè)計工作和信息化系統(tǒng)的重要目標，也是實物指標調(diào)查信息化系統(tǒng)應(yīng)用的重要內(nèi)容。征地移民的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要分為“上游專業(yè)資料”、“范圍線”、“調(diào)查數(shù)據(jù)”、“外來資料”4大類。

① 范圍線劃定

隨著自然資源部推行空間規(guī)劃數(shù)據(jù)，范圍線的劃定需要改進為在三維實景地圖疊加空間規(guī)劃數(shù)據(jù)的模式。而且，隨著設(shè)計規(guī)范要求的提高并考慮到數(shù)據(jù)修改的需求，還需利用衛(wèi)星定位現(xiàn)場標識、內(nèi)業(yè)修正的方式，按地塊和房屋逐一劃定邊界范圍線。

② 調(diào)查數(shù)據(jù)準確

由于實物調(diào)查數(shù)據(jù)量大，無可避免地產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯漏，名稱、規(guī)格、單位不統(tǒng)一等問題。為保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入準確，開發(fā)基于GIS+GPS的無紙化輸入系統(tǒng)，實現(xiàn)移動端設(shè)備現(xiàn)場定位、統(tǒng)一調(diào)查數(shù)據(jù)規(guī)格、現(xiàn)場1次錄入，達到取消人工轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)工作流程、調(diào)查數(shù)據(jù)形式統(tǒng)一、消除數(shù)據(jù)錄入錯誤的目標。

2) 數(shù)據(jù)修改

征地移民專業(yè)的各類數(shù)據(jù)往往帶有多種屬性，修改任一數(shù)據(jù)時，由于涉及關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)多、歸類不正確、統(tǒng)計公式錯誤等原因造成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錯誤。因此應(yīng)建立數(shù)據(jù)庫，達到各類數(shù)據(jù)修改由每個單獨數(shù)據(jù)單位發(fā)起，數(shù)據(jù)修改人及修改后的數(shù)據(jù)可查、可控，修改任一數(shù)據(jù)后的關(guān)聯(lián)情況可查、可控的目標。

3) 校審程序

由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)繁多且具多屬性、廣鏈接的特點，校審工作難度很大。以每一地塊為單位對數(shù)據(jù)進行前端校核、審查的程序，達到校審人員可以通過遠程實景地形和照片對實物逐一進行校審，以及在設(shè)計人員修改數(shù)據(jù)后可以調(diào)閱原數(shù)據(jù)比對校審的目標。

4) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及匯總

數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用計算機軟件自動按設(shè)定條件統(tǒng)計匯總，從而改變現(xiàn)有使用Excel人工編制統(tǒng)計公式匯總的工作流程。數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計應(yīng)根據(jù)設(shè)計需求進行匯總，包括生成土地調(diào)查表、房屋及附屬建筑物調(diào)查表、人口調(diào)查表、工業(yè)企業(yè)調(diào)查表、各類專業(yè)項目調(diào)查、庫底清理實物匯總表及各類實物調(diào)查成果匯總表。

3 系統(tǒng)平臺構(gòu)建

3.1 總體目標

實物指標調(diào)查信息化系統(tǒng)在建設(shè)征地和移民安置規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用，需要保證設(shè)計過程中各類調(diào)查數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(包括修改的數(shù)據(jù))的輸入、校驗及輸出同一性的總體工作目標(分解示意見圖1)。

圖1 系統(tǒng)目標分解示意

目標結(jié)構(gòu)采用逐層分解的方法，總目標為“保證數(shù)據(jù)同一性”，通過目標分解，明確系統(tǒng)各級目標，主要包括“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準確”、“履行校審程序”、“數(shù)據(jù)修改可控”、“數(shù)據(jù)統(tǒng)計準確”、“數(shù)據(jù)計算準確”?；緦崿F(xiàn)各類實物調(diào)查和安置規(guī)劃數(shù)據(jù)前端輸入、動態(tài)可視、遠程校審、數(shù)據(jù)統(tǒng)一、修改可控，從而達到每個數(shù)據(jù)都可視、可查、可控的目標[12]。

3.2 技術(shù)路線

系統(tǒng)采用B/S和APP/S架構(gòu)，通過常用瀏覽器訪問服務(wù)器或者通過手機APP訪問服務(wù)器的方式進行數(shù)據(jù)的采集、修改、審核及統(tǒng)計分析。通過WEB端將繪制的基本數(shù)據(jù)導出為KML、DXF或者JSON文件，再導入常規(guī)的CAD工具軟件中進行后期的設(shè)計及處理，形成成果文件。

系統(tǒng)后臺基于北京華創(chuàng)匯翔科技有限公司的AGLOS平臺,華創(chuàng)匯翔AGLOS系統(tǒng)是開放的平臺，有豐富的開發(fā)接口，可以根據(jù)需求進行相應(yīng)的定制開發(fā)和應(yīng)用的擴展。開發(fā)接口有底層數(shù)據(jù)的WEBAPI接口、業(yè)務(wù)接口、WEBGL接口、GIS控件接口。

華創(chuàng)AGLOS平臺包含多個產(chǎn)品模塊，具有靈活擴展的體系架構(gòu)，提供了良好的可伸縮性，實現(xiàn)快速的實施、定制，滿足系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)需求。華創(chuàng)AGLOS平臺架構(gòu)如圖2所示。

圖2 AGLOS平臺架構(gòu)示意

3.3 系統(tǒng)開發(fā)內(nèi)容

3.3.1多數(shù)據(jù)融合

將“上游專業(yè)資料”、“范圍線”、“調(diào)查數(shù)據(jù)”、“外來資料”4大類以及三維傾斜攝影模型、高清正射地圖、高程DEM模型融合在1張圖中，后期可以將BIM模型也融合到1張圖中，設(shè)計人員可以了解后期建立工程的情況及具體的位置等內(nèi)容。

通過多數(shù)據(jù)的融合，方便設(shè)計人員、校審人員及業(yè)主各方人員在虛擬的數(shù)據(jù)模型中直接查看現(xiàn)場情況，可以繼續(xù)后續(xù)的工作，同時也為后期解決財產(chǎn)糾紛提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.3.2協(xié)同平臺

系統(tǒng)采用B/S的架構(gòu)，系統(tǒng)先進行標準化的配置，配置項目的補償安置定額標準及相應(yīng)的單位及規(guī)則?，F(xiàn)場人員進行數(shù)據(jù)的輸入及位置定位，采集720°實景照片模型，上傳到系統(tǒng)中，發(fā)起校審流程。校審人員會收到相應(yīng)的任務(wù)及提醒，進行數(shù)據(jù)的校審，同查看實景模型、720°影像數(shù)據(jù)還原真實的場景及現(xiàn)場的照片進行數(shù)據(jù)的校審，確定數(shù)據(jù)的準確性及規(guī)范性。

3.3.3協(xié)同系統(tǒng)搭建

系統(tǒng)總體功能分為“數(shù)據(jù)庫”、“地圖功能”、“文檔功能”和“數(shù)據(jù)功能”4個模塊,主要功能包括：項目管理、組織人員管理、角色及權(quán)限管理、系統(tǒng)設(shè)置、項目設(shè)置、圖層管理、數(shù)據(jù)管理、圖形繪制及導入導出、文檔資料管理、統(tǒng)計分析，系統(tǒng)界面如圖3所示。

圖3 實物指標調(diào)查信息化系統(tǒng)界面示意

1) 項目管理：系統(tǒng)為多項目系統(tǒng)，將項目的基本信息及項目人員管理。

2) 組織人員管理：系統(tǒng)使用人員的管理，根據(jù)組織機構(gòu)進行角色及權(quán)限管理。

3) 數(shù)據(jù)管理：包括土地地類、青苗種類、房屋結(jié)構(gòu)和用途、附屬建筑物類型、移民個人信息、專業(yè)項目、工業(yè)企業(yè)以及這些地物的數(shù)量和權(quán)屬。

4) 系統(tǒng)設(shè)置管理：系統(tǒng)環(huán)境的設(shè)置，包括數(shù)據(jù)字典、空間位置碼、定額標準等。

5) 項目設(shè)置管理：項目環(huán)境的設(shè)置，包括定額、圖層及相應(yīng)的遵循的標準

6) 圖層設(shè)置管理：傾斜攝影、范圍線、工程樞紐布置圖、施工布置圖等圖層。

7) 圖形繪制及到導入導出：編制實物調(diào)查圖和劃定調(diào)查范圍線、實地繪制各類實物界線、復核建設(shè)征地范圍等圖。

8) 文檔資料管理：所有文檔的管理，包括：上游提供資料、調(diào)查中的文件、生成的成果文件及提供下游專業(yè)的文件等

9) 統(tǒng)計分析及報表生成：包括人口調(diào)查表、房屋及附屬建筑物調(diào)查表、建設(shè)征地土地調(diào)查表、企事業(yè)單位調(diào)查表等幾十個報表。

4 系統(tǒng)優(yōu)勢及特點分析

4.1 應(yīng)用實例

本征地移民信息化系統(tǒng)首次應(yīng)用在廣東云浮抽水蓄能電站工程可行性研究階段移民實物指標調(diào)查工作，4名設(shè)計人員僅用時10 d時間，便順利完成了76名搬遷移民、133.33余hm2土地、4 000余m2房屋、各類地上附著物、2家個體工商戶及2家企業(yè)及3座小型水電站的調(diào)查任務(wù)。該實物指標調(diào)查成果由云浮市新興縣人民政府發(fā)文確認。與常規(guī)抽水蓄能電站可研階段1個月左右的實物指標調(diào)查時間相比，節(jié)約了調(diào)查時間，提高了工作效率，工作界面示意如圖4～圖5所示。

圖4 人口、房屋及附屬物調(diào)查界面示意

圖5 土地調(diào)查界面示意

4.2 優(yōu)勢特點分析

4.2.1調(diào)查便利性

1) 實現(xiàn)無紙化調(diào)查

水利水電工程占地面積大，涉及區(qū)域廣，影響實物復雜。傳統(tǒng)調(diào)查方式，需要準備大量的調(diào)查表格，現(xiàn)場圖紙等紙質(zhì)材料，大量的紙質(zhì)材料需要在調(diào)查結(jié)束后進行歸檔，占據(jù)空間且不易保存；該系統(tǒng)可實現(xiàn)無紙化調(diào)查，所有調(diào)查資料均可即時保存在系統(tǒng)中，不占空間、不易丟失且便于隨時查閱。

2) 無人機、360全景影像技術(shù)的運用[13]

蓄能電站地理位置較為偏僻，交通不便，許多地方現(xiàn)場調(diào)查人員無法到達。無人機技術(shù)的運用，較好解決了該問題。為調(diào)查實物指標現(xiàn)場統(tǒng)計提供了便利條件。同時，360全景影像技術(shù)的運用，使遠程校審人員即使不在現(xiàn)場的情況下，也能夠清晰了解現(xiàn)場情況。

3) 高清正射底圖及傾斜攝影的運用

高清正射底圖及傾斜攝影的運用，使調(diào)查人員在調(diào)查前就可以直觀了解項目所在區(qū)域的基本情況。同時，運用傳統(tǒng)方式進行村界劃定時，當?shù)卮迕駥堎|(zhì)地形圖難以理解；高清正射底圖的使用，使項目區(qū)域更加直觀，增加了村界劃定的便利程度。

4.2.2調(diào)查效率

1) 提高數(shù)據(jù)錄入效率

傳統(tǒng)調(diào)查方式需要現(xiàn)場調(diào)查時在紙質(zhì)調(diào)查表上進行逐項登記，調(diào)查結(jié)束，還需要復雜繁瑣的內(nèi)業(yè)工作對調(diào)查數(shù)據(jù)進行電腦錄入及數(shù)據(jù)處理。該系統(tǒng)實現(xiàn)無紙化調(diào)查，調(diào)查數(shù)據(jù)即時錄入，系統(tǒng)具備語音錄入功能，免去了現(xiàn)場調(diào)查大量的登記數(shù)據(jù)時間。

2) 提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計效率

經(jīng)遠程校核的數(shù)據(jù)可自動進行統(tǒng)計生成實物指標匯總表及投資概算，與傳統(tǒng)調(diào)查方式相比，節(jié)省了大量的內(nèi)業(yè)工作，從而提高工作效率。

4.2.3調(diào)查精度

1) 遠程校審的運用

校審人員可以根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查人員實時上傳的現(xiàn)場影像資料，對調(diào)查數(shù)據(jù)進行遠程校審，及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤，提醒調(diào)查人員進行復核；與傳統(tǒng)調(diào)查方式相比，校審人員不在現(xiàn)場，僅憑調(diào)查人員的描述難以充分掌握現(xiàn)場實際情況。因此，遠程校審的運用提高了調(diào)查數(shù)據(jù)的精度。

2) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計精度的提高

蓄能電站涉及實物指標項目復雜，數(shù)量較大，傳統(tǒng)調(diào)查方式需將調(diào)查表數(shù)據(jù)錄入電腦，并人為進行數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計，往往會出現(xiàn)統(tǒng)計錯誤，且很難被發(fā)現(xiàn)，從而影響統(tǒng)計數(shù)據(jù)精度；該系統(tǒng)可自動對完成校審后的實物指標進行統(tǒng)計匯總，即提高了統(tǒng)計效率，也提高了統(tǒng)計精度。

3) 土地調(diào)查精度提高

傳統(tǒng)調(diào)查方式進行土地調(diào)查時，調(diào)查人員無法到達的位置只能通過國土圖斑、現(xiàn)場商議、奧維地圖等方式進行判斷，從而導致土地地類、青苗種類的調(diào)查精度降低。該系統(tǒng)運用高清正射底圖及無人機輔助土地調(diào)查，與傳統(tǒng)調(diào)查方式相比，在土地地類、零星果木及成片青苗的辨別更加精準。經(jīng)試驗統(tǒng)計，相較于水源山預可研土地統(tǒng)計數(shù)據(jù)，運用該系統(tǒng)調(diào)查統(tǒng)計的土地數(shù)據(jù)，各地類面積與土地利用現(xiàn)狀更加吻合。

5 結(jié)語

自主開發(fā)的實物指標調(diào)查信息化系統(tǒng)革新了傳統(tǒng) “山跑遍”、“紙記滿”、“改就亂”的工作狀態(tài)，實現(xiàn)無人機“代跑”、移動端“代記”、數(shù)據(jù)庫“代算”的智能化調(diào)查模式。具有提高調(diào)查精度、提升調(diào)查效率、增加調(diào)查便利等優(yōu)點，具有廣泛的工程應(yīng)用前景。但在調(diào)查設(shè)備便攜性、無網(wǎng)絡(luò)調(diào)查、手機移動端應(yīng)用開發(fā)等方面仍有待于進一步優(yōu)化和完善。