基于WebGIS的河湖岸線利用現(xiàn)狀調(diào)查系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

吳學超

(畢節(jié)市大新橋水庫管理所，貴州？畢節(jié)？551700)

0 引 言

為深入貫徹落實習近平生態(tài)文明思想和習近平總書記視察貴州重要講話精神，切實加強河湖水域岸線保護，全面查清全省重要河流岸線利用現(xiàn)狀，清理整治違法違規(guī)占用岸線行為，建立健全河湖岸線管護長效機制，推進岸線節(jié)約集約利用，按照水利部安排部署和《貴州省河湖長制“十四五”高質(zhì)量發(fā)展工作方案》的有關要求，開展了全省重點河湖岸線利用現(xiàn)狀調(diào)查評估。

以岸線[1]現(xiàn)狀開發(fā)利用調(diào)查資料為基礎，根據(jù)已劃定的岸線控制線和岸線功能區(qū)的界限，針對每一個岸線功能區(qū)，深入分析現(xiàn)狀岸線利用對防洪保安、河勢控制、水資源利用、生態(tài)與環(huán)境保護及其他方面的影響，系統(tǒng)分析岸線開發(fā)利用及管理過程中存在的問題并總結經(jīng)驗教訓，對比分析每個岸線功能區(qū)開發(fā)利用現(xiàn)狀與功能區(qū)管理目標要求之間的差距，為提出岸線資源合理開發(fā)、有效利用、科學保護、強化管理的布局和措施提供依據(jù)[2_3]。

針對34條重點河流及草海開展岸線利用現(xiàn)場調(diào)查與現(xiàn)場核查，從岸線資源利用狀況等方面分析岸線利用現(xiàn)狀情況，復核和排查河流岸線利用項目合理性；同時將排查情況反饋到地方政府，并復核地方政府落實整改情況。最后，系統(tǒng)分析岸線開發(fā)利用及管理過程中存在的問題，并提出合理化意見和建議。

1 系統(tǒng)需求分析與關鍵技術研究

1.1 需求分析

1.1.1 業(yè)務需求

(1)用戶登陸

岸線利用是基于經(jīng)緯度地理坐標點形成的多邊形地理空間數(shù)據(jù)，具備一定的涉密性與敏感性，公眾一般不能直接獲取或者閱覽該數(shù)據(jù)。因此，用戶需要登錄系統(tǒng)才能訪問該數(shù)據(jù)；系統(tǒng)設置登錄認證的作用在于：

一是驗證當前登錄用戶的身份信息。系統(tǒng)的用戶是經(jīng)過超級管理員提前錄入的，其他用戶想要使用該系統(tǒng)時，需要進行注冊。同時，注冊之后還要經(jīng)過系統(tǒng)管理員審核，審核通過后該注冊用戶即可登錄并訪問系統(tǒng)。用戶注冊時需要對系統(tǒng)的賬號和密碼進行設置，當用戶登錄使用的賬號和密碼與注冊相同時才能驗證通過。

二是對用戶進行授權。授權是針對系統(tǒng)角色而言，不同的角色具有不同的功能菜單權限和數(shù)據(jù)查看操作權限，不同的用戶在系統(tǒng)中所對應的角色也不一致，因此需要設置用戶的權限。

(2)文件上傳

岸線利用現(xiàn)狀調(diào)查的核心是全面摸清貴州全省的河流水域岸線情況。想要掌握岸線利用圖斑的實際現(xiàn)狀，需要對岸線利用圖斑數(shù)據(jù)進行資料佐證。因此，文件上傳在系統(tǒng)中的作用顯得十分重要。通過“文件上傳”功能將佐證資料上傳到文件服務器上進行保存，文件上傳是依賴于岸線利用圖斑的；在文件上傳成功后，基于圖斑編號等基本信息，即可全面了解該圖斑的文件信息。

(3)編輯和刪除

系統(tǒng)原有的岸線利用圖斑數(shù)據(jù)是結合GIS工具、河湖水域岸線空間數(shù)據(jù)與最新的地圖遙感影像而勾繪出來的數(shù)據(jù)，其基本信息無法編輯和刪除，只能對其他基本信息進行補充。通過用戶新增的岸線利用圖斑數(shù)據(jù)，用戶可以對其進行編輯和修改。

(4)數(shù)據(jù)審核

圖斑的佐證資料文件上傳之后(縣級用戶提交資料)，數(shù)據(jù)進入待省市用戶的待審核界面。只有市級用戶審核通過后，省級用戶才能進行審核，省市兩級只要任意一級用戶駁回之后，縣級用戶都需要重新提交資料，這樣省市兩級用戶才能繼續(xù)審核。

(5)銷號處理

省級審核通過之后，便可對岸線利用圖斑進行銷號處理。銷號處理的意義在于該圖斑數(shù)據(jù)納入正常的水域岸線管理項目，不再進行重復操作。

(6)查詢功能

“查詢功能”是指用戶能通過關鍵詞對填報的圖斑進行搜索查詢，系統(tǒng)后臺根據(jù)用戶輸入的關鍵詞和岸線利用圖斑的屬性信息進行模糊匹配，然后將滿足條件的查詢結果返回到系統(tǒng)頁面進行展示。

1.1.2 安全需求

岸線利用圖斑地理空間數(shù)據(jù)具備一定的涉密性與敏感性，需要注冊成為系統(tǒng)用戶才能進行數(shù)據(jù)資源訪問，不對非注冊用戶開放。在當今互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下，數(shù)據(jù)安全顯得格外重要，在系統(tǒng)建設的時候必須充分考慮必要的安全策略，杜絕非法和惡意的數(shù)據(jù)訪問和操作。數(shù)據(jù)安全要求如下：

(1)權限控制機制

系統(tǒng)實施了管理員授權登錄的機制，僅允許經(jīng)過授權的用戶訪問。為防止系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息的非法泄露，系統(tǒng)采用了多重安全措施，包括信息加密、權限控制和訪問密鑰等方式。此外，針對不同角色的用戶，系統(tǒng)分配了不同的訪問權限。

(2)日志管理機制

系統(tǒng)必須具備日志記錄功能，以記錄日常使用情況。日志記錄主要包括兩個方面：一是操作日志：系統(tǒng)將記錄用戶的重要操作，如修改和刪除操作，系統(tǒng)管理員可以通過后臺查詢和管理這些操作日志，以便在發(fā)生誤刪或誤編輯等情況時，能夠通過操作日志找回原始數(shù)據(jù)并進行恢復。二是登錄日志：系統(tǒng)將記錄用戶登錄信息，包括用戶登錄名、登錄IP地址、登錄時間和登錄瀏覽器等信息。

(3)數(shù)據(jù)保護

系統(tǒng)應該對傳輸過程中的信息進行加密處理，以保護信息并防止數(shù)據(jù)泄露。

1.2 關鍵技術研究

1.2.1 業(yè)務流程設計

(1)岸線核查

河湖岸線利用現(xiàn)狀調(diào)查信息系統(tǒng)將主要圍繞核查與新增等重點功能開展對河湖岸線利用現(xiàn)狀調(diào)查的流程設計，從而可以讓系統(tǒng)注冊用戶以管理人員的身份更清晰地參與到系統(tǒng)的具體流程中，詳見圖1。通過設定這樣的流程，可以顯著提升各管理人員對不同主體的行為規(guī)范。同時，這也能從根本上提高岸線利用圖斑的填報效率，最大限度地降低岸線圖斑核查時間成本，并提高該系統(tǒng)管理的綜合效率。

圖1 岸線利用操作流程圖

(2)違法違規(guī)整改

涉河項目違法違規(guī)整治是指針對涉及河流的工程項目中存在的違法違規(guī)行為進行整治和處理的過程，它旨在維護水資源的合理利用、保護河流生態(tài)環(huán)境，并確保涉河項目的合法性、安全性和可持續(xù)發(fā)展，其具體操作流程如圖2所示。

圖2 違法違規(guī)整改操作流程圖

1.2.2 臺賬模版定義

本信息系統(tǒng)在充分基于《河道管理范圍內(nèi)建設項目防洪評價報告編制指導》的指導下，依據(jù)《水利信息化工程建設規(guī)范》，對貴州省河湖水域岸線內(nèi)的岸線利用圖斑開展有效識別和統(tǒng)一規(guī)范的臺賬管理模板來進行信息化系統(tǒng)的填報、上傳、統(tǒng)計、報表分析，從而提升岸線圖斑臺賬的整體質(zhì)量。

1.2.3 消息提醒功能

該信息管理系統(tǒng)使用了多種提示方式，以確保用戶能夠在關鍵時刻收到提醒，這些提示方式包括聲音、震動、彈窗、圖標標記等，用戶可以根據(jù)自己的偏好和需求進行個性化設置。無論是在系統(tǒng)運行中還是在警報啟動時，系統(tǒng)都會及時向相關人員發(fā)送提示，保證信息的及時傳達。

2 系統(tǒng)總體結構

2.1 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)總體架構如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)架構圖

2.2 架構說明

(1)客戶端：也叫用戶界面層，該層是系統(tǒng)與用戶進行交互的接口，包括圖形用戶界面(GUI)、命令行界面或Web界面等。用戶可以通過該界面輸入指令、查看信息、進行操作等。

(2)服務端展現(xiàn)層：它是系統(tǒng)的核心功能模塊，包括各種業(yè)務邏輯和處理功能。它負責接收用戶的請求，進行數(shù)據(jù)處理、邏輯計算和業(yè)務規(guī)則執(zhí)行等操作[4_6]。

(3)邏輯層：邏輯層在系統(tǒng)總體結構中是應用層和數(shù)據(jù)層之間的中間層，它的主要作用是處理和管理系統(tǒng)的業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)處理過程，實現(xiàn)應用層與數(shù)據(jù)層之間的交互和數(shù)據(jù)流動。

(4)數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)中存儲和管理數(shù)據(jù)的部分，包括數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)或其他數(shù)據(jù)存儲方式。它負責數(shù)據(jù)的讀取、存儲、更新和刪除等操作，為應用層提供數(shù)據(jù)支持。

(5)服務層：服務層提供各種服務和功能模塊，包括安全認證、權限管理、日志記錄、消息通知等。它為系統(tǒng)的其他層提供支持和輔助功能。

3 功能模塊設計

3.1 岸線利用

(1)岸線利用項目新增

前期已借助衛(wèi)星影像地圖和空間數(shù)據(jù)處理工具(ArcGIS、奧維)勾繪出了貴州全省33條設省級河長重點河流及草海開發(fā)利用項目疑似圖斑。但是，由于衛(wèi)星影像地圖的精度問題，一些潛在的岸線利用圖斑無法準確判定；或是由于工作失誤，導致部分該有的圖斑出現(xiàn)缺失。為了更加全面的掌握所涉及河流的岸線利用情況，借助岸線利用功能模塊，一旦在復核過程中發(fā)現(xiàn)疑似圖斑，可通過系統(tǒng)快速勾繪確定。

如圖4所示，用戶在使用過程中發(fā)現(xiàn)河流岸線范圍內(nèi)存在一些侵占岸線的目標，類似于“水利設施”“水文設施”“航運設施”“交通設施”“農(nóng)業(yè)設施”“民房住宅”“企業(yè)工廠”“文化旅游”“其他開發(fā)利用項目”等。首先，行政區(qū)默認顯示的是當前用戶賬號所在的行政區(qū)，用戶可在本級行政區(qū)以及所屬下級行政區(qū)區(qū)域內(nèi)勾繪自己發(fā)現(xiàn)的圖斑。其次，選好行政區(qū)后，在河流選擇項里面會出現(xiàn)當前行政區(qū)內(nèi)的河流，以及在地圖上加載當前河流的管理范圍線(圖中深藍色線)；用戶只需點擊地圖右上方類似于五邊形的勾繪工具按鈕，選擇目標進行勾繪即可(圖中淺藍色的多變形框)。最后，點擊提交按鈕即可實現(xiàn)對疑似圖斑的新增。

圖4 圖斑新增

(2)岸線利用項目核查

網(wǎng)頁端系統(tǒng)可預覽轄區(qū)內(nèi)所有需要復核的疑似圖斑位置分布，方便提前規(guī)劃安排現(xiàn)場工作路線及順序，詳見圖5。APP端系統(tǒng)帶定位導航功能，可導航至對應疑似圖斑位置，同時系統(tǒng)中可顯示岸線管理范圍邊界，結合定位可對范圍內(nèi)的開發(fā)利用項目進行復核或補充。

圖5 岸線利用圖斑核查

(3)上級審核

當區(qū)縣核查岸線利用圖斑后，數(shù)據(jù)會推送到其上級那里進行審核。如圖6所示，基礎信息欄是對當前岸線利用項目基本信息的展示以及一些證明資料和佐證圖片。審核欄左邊是上級用戶的一個審核操作流程，右邊是展示當前岸線利用項目的流程跟蹤步驟。

圖6 數(shù)據(jù)審核流程

3.2 違法違規(guī)整改

由圖1岸線利用操作流程圖可知，當岸線利用項目被確定后，并且被認為是違法違規(guī)項目后，岸線利用圖斑數(shù)據(jù)插入違法違規(guī)模塊里面。一旦數(shù)據(jù)錄入后，便可對數(shù)據(jù)按照圖2進行操作。

其中，“涉嫌違法違規(guī)岸線利用項目清理整治方案”主要針對“岸線利用項目情況”中識別為屬于涉嫌違法違規(guī)項目的進行填報，否則不需填報。“清理整治類型”包括拆除或取締、整改規(guī)范等。若需采取工程補救措施消除防洪等不利影響的，應在清理整治具體方案中予以說明。

3.3 生態(tài)修復

基于貴州全省河湖水生態(tài)狀況，結合各級用戶在實際排查岸線利用過程中所出現(xiàn)的問題以及用戶在本轄區(qū)內(nèi)所采取的一些手段或者措施，針對34條設省級河長重點河流及草海，已有相關生態(tài)修復計劃或安排的進行填報。填報完成后，系統(tǒng)形成記錄，最終由省級河長辦來進行評估，并制訂相應的獎勵方案或者撥款經(jīng)費支持地方河湖生態(tài)事業(yè)發(fā)展。

通過創(chuàng)新持續(xù)整治、系統(tǒng)治理、防治結合以及部門聯(lián)動等措施，實現(xiàn)貴州河湖水環(huán)境治理質(zhì)量持續(xù)改善，水生態(tài)環(huán)境顯著提高。

4 討論與分析

各地在推進河湖岸線利用現(xiàn)狀調(diào)查評估和清理整治的同時[7_8]，應強化岸線保護與利用規(guī)劃剛性約束，嚴格涉河建設項目審批許可及事中事后監(jiān)管，加強河湖水域岸線日常巡查，杜絕新增違法違規(guī)占用岸線行為。要加強對河湖管理和保護方面的宣傳輿論引導，抓緊完成已有劃界成果復核和重點河流岸線保護與利用規(guī)劃編制，及時按照有關要求將成果向社會公告，營造保護河湖生態(tài)的良好社會氛圍。

岸線利用項目調(diào)查工作采取線上初查、線下核查、線上填報的方式，全面高效地摸清了全省河湖岸線利用現(xiàn)狀；這為河湖岸線利用現(xiàn)狀調(diào)查提供了一種技術參考，可進一步助推全省河湖治理保護高質(zhì)量發(fā)展。

5 結 語

干流岸線利用項目調(diào)查研究是對貴州省設省級河長的34條河流進行調(diào)查，調(diào)查工作采取線上初查、線下核查、線上填報的方式，調(diào)查線上填報功能集成至貴州省河湖大數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)中。

全面調(diào)查了全省重點河湖岸線利用現(xiàn)狀和河湖水生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀，摸清岸線開發(fā)利用情況，清理整治涉嫌違法違規(guī)占用河道岸線行為，恢復河道行洪通道，修復岸線生態(tài)環(huán)境，切實保障防洪安全、供水安全、生態(tài)安全，促進岸線資源的嚴格保護、科學利用和依法管理，助推全省河湖治理保護高質(zhì)量發(fā)展。

為實現(xiàn)水利工程用地劃界確權工作信息化、高效率目標，基于任務要求和任務特點及重難點分析，研究數(shù)據(jù)建設方法、梳理技術工作路線，設計河湖岸線利用現(xiàn)狀調(diào)查系統(tǒng)，闡述各主要工作環(huán)節(jié)的信息系統(tǒng)集成應用具體方法，并應用于貴州省的劃界確權中。應用實踐表明，河湖岸線利用現(xiàn)狀調(diào)查信息系統(tǒng)可行，能完成權屬調(diào)查、界址點線測定、數(shù)據(jù)入庫、進度控制等多項任務要點，輔助高效完成水利工程用地劃界確權數(shù)據(jù)信息化工作。

在對貴州河湖情況摸底調(diào)查的基礎上，了解貴州河湖現(xiàn)狀及基本情況，形成需要編制岸線保護與利用規(guī)劃的河湖名錄。同時，認真分析河湖名錄中，需要編制岸線保護與利用規(guī)劃的河湖必要性與可行性，以及存在的矛盾問題；剖析在踐行全面推行河湖長制工作中做好岸線保護與利用規(guī)劃的瓶頸與不足，為下一步如何做到以節(jié)水優(yōu)先為基調(diào)，河湖岸線保護與利用并重，提出切實可行規(guī)劃編制前期工作的措施與建議；為做好規(guī)劃工作、進一步推進貴州河湖長制工作作出相應的貢獻。