采煤塌陷區綜合治理監測管理系統的設計與實現

任家鋒，侯恩兵，胡小彭

（1.安徽省基礎測繪信息中心，安徽 合肥 230031；2.安徽省智慧城市與地理國情監測重點實驗室，安徽 合肥 230031）

采煤塌陷區綜合治理監測管理系統的設計與實現

任家鋒1,2，侯恩兵1,2，胡小彭1,2

（1.安徽省基礎測繪信息中心，安徽 合肥 230031；2.安徽省智慧城市與地理國情監測重點實驗室，安徽 合肥 230031）

通過對采煤塌陷區綜合治理工作現狀的了解與分析,以淮南市為例，提出基于地理信息技術建立“采煤塌陷區綜合治理監測管理系統”的思路與方法，以提高采煤塌陷區綜合治理管理工作的效率，全面準確地掌握綜合治理項目的情況，規范綜合治理工作的管理，實現管理工作的信息化。

采煤塌陷區；綜合治理；管理系統；地理信息技術

為了提高采煤塌陷區綜合治理管理工作的效率，全面準確地掌握綜合治理項目的情況，規范綜合治理工作的管理，利用現代信息技術手段來建立“采煤塌陷區綜合治理監測管理系統”（以下簡稱“管理系統”），以創新綜合治理工作的管理方式，對綜合治理項目進行全程監管?！肮芾硐到y”將通過數據庫技術、GIS技術來實現對采煤塌陷區綜合治理項目的監管、規劃、輔助決策與檔案資料管理等功能，為治理規劃提供科學的決策依據。

1 系統建設內容

數據是本系統運行的基礎，也是管理的對象。在開發“管理系統”之前須先建立系統數據庫，系統數據庫包括綜合治理項目數據、基礎地理信息數據和項目擴展數據等。對采煤塌陷區綜合治理項目業務數據進行采集與數字化，作為系統業務數據；將基礎地理信息數據（矢量數據和影像數據）作為系統的底圖數據，用于對業務數據進行疊加展示和業務分析。將業務數據、基礎地理信息數據以及綜合治理管理工作中涉及到的其他數據分別入庫，建立采煤塌陷區綜合治理數據庫，作為系統的數據源。

結合采煤塌陷區綜合治理管理工作業務需求，開發“管理系統”供相關工作人員使用。系統主要包含綜合治理數據的管理、信息瀏覽、項目檢索、統計分析以及報表輸出等功能，并且還可以通過地圖瀏覽工具來為塌陷區綜合治理項目的監管、規劃與建設提供輔助決策支持。

2 系統設計與實現

2.1 數據庫設計

本系統數據庫包含項目空間位置、項目基本信息和項目擴展信息，以及作為底圖的基礎地理信息數據。這些數據既有空間圖形數據，又有屬性數據和文檔資料等非空間數據。其中空間數據包括項目圖斑空間位置數據和基礎地理信息數據，非空間數據包括項目的基本信息、與項目相關的報批文檔、圖片和視頻等。

采用Oracle關系數據庫和ArcSDE空間數據庫引擎作為空間數據存儲管理平臺，將空間數據通過空間數據引擎存儲到關系數據庫當中；非空間數據以表的形式存儲到關系數據庫中，其中非表格數據以二進制文件流的方式存儲到對應表的字段當中。數據庫整體邏輯設計組織結構如圖1所示。

圖1 數據庫整體邏輯結構圖

1）綜合治理項目數據邏輯設計。采煤塌陷區綜合治理項目所涉及到的項目類型主要分為村莊搬遷類、土地復墾類和生態修復類3個類型的項目，故在數據采集與建庫時分3大類進行設計。每類項目數據包含了項目的名稱、狀態、投資來源、項目的建設情況等信息。綜合治理項目數據邏輯模型如圖2所示。

2）基礎地理信息數據邏輯設計?；A地理信息主要包括行政區劃、道路、水系、地名和注記以及數字正射影像數據等。由于基礎地理信息數據范圍廣、更新難度大，為了減少基礎地理信息數據的更新維護成本，在系統建設時應預留接口，使建成后的系統能夠與“數字城市”實現無縫對接，可直接將“數字城市”發布的地理信息服務或數據作為系統的基礎地理信息數據源。因此，需參照“數字城市”地理空間框架數據相關標準進行設計。

圖2 綜合治理項目數據邏輯模型圖

3）項目擴展數據邏輯設計。項目擴展數據包括項目相關的進程、文檔、圖片和視頻等數據，根據數據的實際情況，將項目進程、文檔和圖片以表的形式存儲到關系數據庫當中，視頻數據以文件的方式存儲到服務器共享目錄當中，項目擴展數據邏輯模型如圖3所示。

圖3 項目擴展數據邏輯模型圖

由于項目視頻文件大，不適宜存放到數據庫中，將視頻數據以文件的方式存儲到服務器共享目錄當中，方便視頻數據的存儲與訪問（圖4）。

圖4 項目視頻文件組織結構圖

4）系統運維數據邏輯設計。系統運維數據是保障管理系統正常運行的基礎，系統數據庫包含系統的用戶表、權限表、日志表。系統的使用管理和運行維護必須要求用戶提供特定級別的權限驗證，這些權限驗證由用戶和權限表來控制，系統的相關使用情況和操作日志存儲到日志表（圖5）。

圖5 系統數據邏輯模型圖

2.2 系統架構設計

“管理系統”采用C/S分布式架構，分為3層架構體系，即數據層、邏輯層和表現層。系統的功能實現主要集中在客戶端，利用C#和ArcGIS組件開發客戶端應用，從而可以組織復雜的業務操作功能，并具有較高的性能，使用前需要首先安裝客戶端軟件。系統的總體架構如圖6所示。

圖6 系統整體架構圖

2.3 系統功能設計與實現

“管理系統”主要包括地圖操作、項目查詢、統計分析、項目管理與運維管理5大功能模塊，系統主界面如圖7所示。

圖7 系統主界面

1）地圖操作。本系統將地理信息技術應用到采煤塌陷區綜合治理管理工作中，地圖操作是日常管理工作的主要方式之一。系統充分利用GIS系統的特點，提供豐富的地圖操作功能，為綜合治理管理工作提供服務。主要包含以下功能：①地圖操作，系統提供放大、縮小、平移、圖層控制等地圖操作功能，通過地圖操作從圖上可以清楚、直觀地看到塌陷區和項目區周邊的概況，從宏觀上對項目的建設情況進行監管。②卷簾查看，通過對塌陷區和項目區各個不同時期航攝影像進行卷簾對比查看，對監管區域情況進行動態監測。③地圖量測，在地圖上直接進行測量操作，利用這些準確的測量數據，為項目工程量提供一個可靠的參考依據。④對象屬性瀏覽，可通過鼠標點擊地圖上的對象，瀏覽對象的信息，以快速查看項目的基本信息、文檔、圖片等附件資料。⑤加載數據，將項目圖斑的拐點坐標數據加載到地圖當中，能夠直觀地查看項目區及周邊的概況，并可判斷出是否與其他項目存在重疊區域，防止項目重復申報。

2）項目查詢。查詢在庫的綜合治理項目信息，項目查詢分為條件查詢和空間查詢。① 條件查詢，用戶可以在指定的項目圖層中根據查詢條件來查詢所需項目，查詢的可選條件有項目名稱、項目類別、所在區域、年份，項目狀態等。查詢結果以表格的形式展現，并能與地圖聯動。②空間查詢，可以通過鼠標點擊、拉框查詢和其他空間位置關系查詢，查詢結果以表格的形式展示，并能與地圖聯動。

3）統計分析。對綜合治理項目數據進行統計分析，統計分為概覽統計和條件統計，通過綜合分析功能對項目的監管、規劃和申報提供決策支持。①概覽統計，對所轄區域內的采煤塌陷區綜合治理項目概況的總覽，通過此功能可以方便地獲取全部綜合治理項目的統計信息，統計結果以統計圖和統計表的形式展現。②條件統計，按照項目名稱、項目類別、所在區域、年份、項目狀態、資金使用等進行統計，統計結果以統計圖和統計表的形式展現。③綜合分析，對項目信息進行比對核查和分析，實現綜合治理項目全程監管和輔助決策。對申報項目坐標數據和目前在庫的項目進行空間疊置分析，判斷是否與已有項目存在重疊部分，并輸出分析結果。

4）項目管理。項目管理功能是對綜合治理項目信息數據的統一查閱與管理，主要包含以下功能：①信息管理，對綜合治理項目信息數據進行增刪改等操作。② 附件管理，對項目相關文檔資料、實景照片和視頻等進行管理與查閱，需將附件與項目圖斑空間位置建立對應管理，可以通過圖形來管理附件信息。③進程管理，對項目建設過程中涉及到的各個進程進行監測與管理。④ 打印輸出，將項目的基本信息和圖斑信息打印輸出。

5）運維管理。運維管理模塊主要用來保障系統的正常運行，主要包含系統的用戶管理、權限管理、日志管理和數據庫的備份恢復。

3 結 語

本系統錄入了高分辨率航攝影像，可以清楚、直觀地看到塌陷區和項目區周圍的概況，在影像圖上能夠直接進行測量操作，減免了外業測量工作，可以利用這些準確的測量數據來為項目的工程量提供一個可靠的參考依據。根據項目建設前后的航攝影像對比，從宏觀上對項目的建設情況進行動態監測；根據項目相關文檔資料、實景照片和視頻對項目的細節和局部實施情況進行監管，創新了綜合治理工作的監管方式。系統建成后，可以實現對采煤塌陷區綜合治理工作資料的統一管理、查詢、制表等工作，提高了管理工作的質量和效率，在采煤塌陷區綜合治理日常管理工作中起了非常重要的作用。

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P208

B

1672-4623（2015）06-0142-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.06.047

任家鋒，高級工程師，研究方向為攝影測量與遙感、地理信息系統應用、衛星定位服務。

2015-07-13。