水電工程移民全生命周期信息化管理云平臺建設

王 茂 洋,羅 天 文,吳 恒 友,徐 銳,孫 德 安

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴州 貴陽 550002)

水利水電工程征地移民工作是一項集自然、社會、經濟、環境等科學于一體的系統工程，歷來是水利水電工程中的管理難題[1]。利用信息網絡技術、現代管理理念等先進手段開展水利水電工程移民管理工作十分必要和迫切[2]。對于地方政府、項目業主、設計單位、行業主管單位和移民公眾等而言，建立一個動態、高效、可持續應用的全過程的征地移民云平臺不僅可以促進移民工作信息化、標準化、規范化，提升移民管理水平和行業能力，還可以促進移民工作的公平、公正、公開，對于提高工作效率、保證移民資金撥付透明化等都具有現實意義[3]。

目前國內外還沒有成熟的專門針對水利水電工程征地移民全生命周期管理云平臺的研究成果，在數字移民實踐活動中，眾多專業技術開發商積極探索并發展形成了各具特色的技術解決方案[4]，但大多是業務和系統分離的，缺乏實用性。這就導致了系統的冗余，一個項目一套軟件，無法做到動態模型驅動，一套軟件動態定制多個項目。另外，現有的一些系統大多是實現移民工作的某一部分或者某一環節的內容，無法全過程支持，缺乏從數據采集、存儲、管理到分析的一體化云管理平臺。

1 云平臺設計

水利水電工程征地移民全生命周期信息化管理云平臺是一個涵蓋征地移民工作全過程、一體化的云平臺管理，可做到動態模型驅動，定制化開發運用，一套軟件動態定制多個項目，減少系統冗余，提高業務的開展效率和實用效果[5]。

1.1 系統規劃

該項目通過實際深入地調研，明確了云平臺實際業務需求，細化了整個水利水電工程征地移民工作的業務流程：將整個業務流程劃分為N個最小功能單元，每個最小單元相互獨立并組件化形成功能庫，最小功能單元組合形成業務功能，也可與業務功能組合形成應用模板，每個應用模板都保存到模型庫中。每個應用項目都將形成一套應用模板，不斷循環積累最小功能單元、功能庫、業務功能庫、應用模板庫和模型庫，見圖1；并研究建立各個階段的功能模塊及表現形式(C/S、B/S、APP)，真正實現數據共享，形成一體化的云平臺。

圖1 動態模型驅動業務流程Fig.1 Dynamic models drive business processes

1.2 需求分析

征地移民工作是多方面的、復雜的系統工程，傳統工作模式已很難適應新情況新要求。特別在信息化時代背景下，信息成了生產要素，決策基礎和管理依據[6]。提高征地移民信息化水平，可以提高信息獲取、管理和利用的效率，提高移民規劃和決策的科學性，實施監督時效性和解決問題的能力，有利于各方信息的溝通，從而將移民工作推進到一個新階段[7]。通過信息化來管理征地移民工作，建立征地移民全生命周期信息化管理云平臺，解決用戶在數據空間可視化展示、快速模擬分析決策、全過程的管理查詢以及快速準確的實物賠付計算等迫切問題[8-10]。

1.3 總體設計

云平臺設計采用3層架構，將數據、業務邏輯和應用軟件進行分離；應用數據和模型之間設計并實現用戶急需解決的問題。以空間數據和屬性數據為基礎，以3S集成技術(RS、GPS、GIS)為支撐，以空間信息、大數據分析為手段，實現對征地移民信息(地圖、數據、文本、圖像等)動態采集、處理、存儲、管理、分析、展示、發布的云平臺。最終形成為移民部門、項目業主及其相關職能部門等多用戶提供多層次、高質量的信息服務，輔助移民部門對移民前期信息、移民過程信息以及移民后期信息進行全過程信息化云平臺管理。

1.3.1 總體架構設計

水利水電工程征地移民管理云平臺是一個多維度、多服務的信息化平臺，在技術框架上遵循3層架構，在底層數據上，將空間數據和移民基礎數據通過軟硬件基礎設施的支撐建立了空間數據庫、數據信息數據庫和系統配置數據庫，形成數據服務層；在此基礎上，通過基礎組件、信息搜索引擎和GIS地圖服務引擎等中間件，組成云平臺應用支撐層，提供功能接口；最后，在調研業務需求的基礎上，建立業務邏輯模型，搭建水利水電工程征地移民全生命周期信息化管理云平臺，通過瀏覽器和手機APP向外提供信息服務，同時也可安裝桌面端進行操作，平臺架構如圖2所示。

圖2 平臺架構Fig.2 Platform architecture diagram

1.3.2 業務功能設計

(1) 前期規劃設計階段的基礎數據入庫管理、查詢、展示和分析。通過高精度DEM計算三維場景下不同高程的淹沒線，并將其與實物數據進行疊加，展示不同淹沒線的變化動態，統計不同淹沒線的實物淹沒情況[11]，如圖3，4所示。

(2) 針對水庫工程的土地及土地附著物、房屋及房屋附屬設施、專項等實物指標數據根據“一庫一策”賠付政策模型搭建征地移民實物補償計算基礎平臺進行補償計算，自動計算輸出土地確認表、附著物確認表、補償補助明白卡和協議書等成果資料[12]，功能設計如圖5所示。

針對在移民實物指標調查階段，外業人員將每天的外業數據通過Excle固定模板的形式上傳平臺中，通過平臺可以查詢每家每戶的實物指標，并可指定相應用戶進行修改；在平臺中以每戶為單元，生成每戶的土地和附著物確認表、補償補助資金兌付明白卡、移民搬遷協議和搬遷承諾書；解決大量移民賠付資金人工計算的錯誤及標準不統一等問題，提高工作效率，隨時對工作完成情況進行統計和分析，按縣區、鎮、村、組等不同層級對人口、土地、人房的已簽約和未簽約的實物指標數量、補償費用等情況進行統計輸出。

圖3 人房BIM模型及屬性信息Fig.3 BIM model and attribute information

圖4 不同淹沒線疊加實物指標Fig.4 Different submerged lines overlay physical index

圖5 實物指標賠付計算Fig.5 Physical index compensation calculation

(3) 針對征地移民工作涉及的數據資料多，工作方式效率低、成果數據不直觀的問題，平臺結合航飛影像及3S技術，實現數據資料的快速、有序的收集整理、查詢以及統計分析并將結果作為永久電子化檔案管理，形成水利水電工程征地移民綜合信息化管理云平臺[13]，效果展示如圖6所示。

以權屬人為紐帶，以實物指標為核心，將其貫穿征地移民工作全過程。對移民管理過程中所產生的各種原始資料(如照片、音像資料、調查表等)進行管理。原始資料與每一個移民戶、每一塊土地、每一處房屋等進行關聯；一條數據可以關聯多份原始資料，如一個移民戶可以與他的戶口本照片、房屋產權證照片、房屋照片、家庭成員照片、原始調查簽字表的掃描件或照片、其它財產的錄像資料等進行關聯；出于安全性考慮，系統可以根據實際需要對原始資料的瀏覽、下載進行權限控制，只有獲得系統授權的用戶才可以對相應的原始資料進行相關的操作。

(4) 建立基于綜合管理平臺的后期扶持跟蹤管理模塊，以GIS地圖為線索，以每戶移民為單元，跟蹤管理每戶移民后期的生活、生產情況，定位查詢人口流動變遷、扶持項目前后生活變化情況，按文字、圖片、視頻等多種方式以時間為線索進行GIS可視化渲染。

2 平臺實現

云平臺的實現，是在充分了解各用戶在不同階段的迫切需求后，綜合考慮了各方面因素，建立的一套征地移民全生命周期信息化管理云平臺，它包括了桌面端、網頁端和手機端等多種終端形式，并賦予不同的功能需求定位：手機端負責數據的展示和采集，主要以簡單便捷為主；網頁端實現了數據的查詢、管理、存儲和資料的歸檔，兼顧了便捷性和功能性；桌面端負責數據的管理、編輯和分析，主要考慮的是系統功能性；各平臺之間的數據實現共享，是一個有機的整體。

云平臺基于JavaEE平臺，采用大型關系數據庫SQL SERVER2008R，使用面向對象的軟件工程技術，并引入標準化的工作流程，在軟件開發前，制定了嚴格的軟件開發流程和規范，保證了系統的可擴展性和可伸縮性。

3 應用情況

水利水電工程征地移民工作全生命周期信息化管理云平臺經過不斷修改完善，先后成功應用于遵義觀音水庫、遵義茅坡水庫、銅仁大興水庫、安順黃家灣水庫等大中小型水庫中，移民管理各相關單位通過云平臺手段協同工作，更加規范了工作流程，提高了工作效率[14]。

以茅坡水庫為例，在前期階段設計時將基礎數據進行入庫管理、查詢、展示和分析，實時計算相關參數變化后的統計結果，以供設計參考對比，系統設計如圖7所示。

實物調查階段，通過信息化平臺將水庫工程的土地及土地附著物、房屋及房屋附屬設施、專項等實物指標數據根據“一庫一策”賠付政策模型進行實時補償計算，自動計算輸出土地確認表、附著物確認表、補償補助明白卡和協議書等成果資料，減少人工計算量及計算的失誤[15]，明白卡計算結果如圖8所示。

圖7 不同淹沒線淹沒實物指標分類統計Fig.7 Classification statistics of physical indiex under different submerged lines

圖8 實時打印明白卡Fig.8 Print the results of Pay in real time

實施后以GIS地圖為基礎，按照一榜、二榜、三榜將過程中的所有數據進行整合關聯，通過查詢某一戶(表或圖)即可調出這一戶所有的資料，包括圖片、視頻等。同時，實時跟蹤后期扶持情況，進行對比分析[16-21]，如圖9所示。

圖9 綜合管理Fig.9 Integrated management

水庫開發方式時間成本功能性觀音水庫利用現有成熟框架,快速地投入使用運行快速搭建低通用性強茅坡水庫現有框架基礎上,定制實時計算,現場打印明白卡等現有框架+局部模塊快較低局部特殊大興模式利用現有平臺技術方案,梳理自身業務流程,量身定制所有模塊較快高完全特殊其他根據業主需求,重新完全自主定制系統框架及功能模塊時間較長高完全特殊

注：各開發方式都具可擴展性。

征地移民全生命周期信息化管理云平臺在實際推廣運用中，通過總結形成了以下幾種開發方式，不同的開發方式在時間、成本、功能性方面具有不同的特征[22]，具體如表1所示。

4 結 語

水利水電工程征地移民工作全生命周期信息化管理云平臺從實際需求出發利用3S技術，運用動態模型驅動方法，從征地移民前期規劃設計階段、實物指標調查公示階段到移民管理后期全生命周期中，實現了水利水電工程全過程信息共享、精準化管理、協同決策和輔助決策支持。在研究建設云平臺過程中，總結形成一些創新點和特色：

(1) 利用BIM+GIS技術，建立三維真實場景，并基于3S技術的決策支持與項目區應用數據的結合應用分析，在模型和數據得到保障的情況下，在一定程度上提高了規劃、設計決策的科學性。

(2) 多專業、多部門、多環節的協同管理控制，包括實時、近實時數據的獲取、處理、上報更新、賠付計算等，為征地移民精準化管理奠定了基礎和保障。

(3) 通過一體化的云平臺，實現水利水電工程全過程的數據共享，并建立綜合管理云平臺，實現全過程數據的展示、管理查詢和分析，并可作為永久的電子化檔案進行保存。