水利工程移民實物指標數字化采集系統開發研究

陳戰武，趙量

(黃河勘測規劃設計研究院有限公司，河南 鄭州 450003)

0 引言

傳統的水利水電工程征地移民實物調查工作采用預先設計的紙質調查表格作為記錄和存儲的媒介，工作人員在外業現場人工填寫各種原始調查數據或繪制示意圖。外業工作完成后，調查數據借助計算器等工具進行計算，內業工作還需投入較多人力、時間將原始調查數據錄入計算機進行匯總和整理。調查手段使同一調查對象的質量、數量等屬性信息、地理空間信息以及多媒體影像信息互相分離，需要大量的人工作業使上述不同類型的數據建立相互聯系，不僅效率低下、容易出錯，而且質量難以控制，成果難以查詢、管理，使用效率較低。

針對存在的問題，亟需對傳統的調查及管理手段、方法進行改善和提高，以適應信息化發展對征地移民工作提出的新要求。隨著遙感、計算機、數字圖形圖像、數據庫等相關技術的不斷進步，地理信息系統在水利行業得到了廣泛應用，但從整體上看，發展極不平衡，很多領域仍處于起步階段。信息采集系統不健全、不配套，直接通過數字化手段進行采集的信息要素類型較少，時間、空間、采集頻度和速度與水利各項工作的整體需求不相適應，數字化信息量占水利信息總量的比例仍然偏低。

征地移民實物指標數據是工程建設工作的基礎數據，其數據量大、種類繁雜，前期需對數據統計匯總分析，后期各級移民行政管理部門也有應用需求。推動移民工作信息化建設，從工作的源頭——實物指標的數字化采集方面開展相關研究，十分迫切和必要。

1 研究內容

分析目前實物指標調查數據采集工作存在的問題，結合征地移民指標數據特點，以及傳統調查方式與信息化調查方式工作流程的差異性，嚴格按照《水利水電工程建設征地移民實物調查規范》(SL442-2009)的技術要求，對居民實物數字化信息采集的可行性進行研究，同時應用信息化技術對傳統數據采集手段難以集成的地理信息數據和多媒體影像數據進行系統整合集成，實現實物指標數據采集的數字化、數據采集與入庫同步化、內業外業工作一體化、地理信息數據及多媒體影像數據集成化。

2 數據采集流程設計

在對工作流程及指標數據特征進行分析后，設計了數字化采集流程(詳見圖1)，將整個實物指標數據采集過程分為數據獲取、處理、傳輸和存儲4個互相承接的環節，明確了GPS技術、多媒體采集技術與存儲技術之間相互融合的關系。將開發好的系統安裝到平板電腦或智能手機等便攜式移動終端設備中，現場采集調查文本數據、地理信息數據和多媒體數據等，并保存在移動終端中，在外業工作完成后，將數據導入計算機，交由內業工作人員進行統一管理，用于統計匯總分析、成果可視化展示等。

圖1 實物指標數字化采集流程圖

3 系統設計與實現

3.1 系統開發與運行環境

目前，移動電子設備的操作系統百花齊放，各有優勢，從用戶體驗及系統成熟度考慮，Android操作系統具有開源的特點，市場占有率很高，使用主流的Java語言作為程序開發語言，開發成本較低，用戶體驗良好，滿足系統平臺開發的各項技術要求，因此選擇Android操作系統作為軟件開發平臺。

3.2 系統總體設計

征地移民實物指標數據是估算水庫淹沒損失、進行移民安置規劃、編制移民投資概(估)算的數據基礎，移民安置的合理性和投資概(估)算的準確性很大程度上取決于實物指標調查數據的時效性、全面性、準確性。因此，數字化采集系統是安置規劃設計信息化系統的基礎，它為工程提供了重要的數據采集技術支撐。

實物調查一般分為土地、房屋、人口、企(事)業單位和專業項目等類別，每個類別下又有若干調查項目，其數據類型和規模各有特點，其中房屋和人口數據顯著的特點就是類型多，既要采集常規屬性、數量數據，又要采集影像等多媒體數據和地理信息數據，工作量往往很大。但是房屋和人口數據的另一個特點是項目分類有限，數據比較規則，在有限的項目類型中，基本可以涵蓋房屋和人口調查的方方面面，便于專業軟件的設計及使用。首先選擇房屋和人口數據進行研究，使地理信息數據和多媒體影像數據同步采集并與調查對象自動關聯，以期實現多類型數據采集與入庫同步化。系統總體框架及業務流程如圖2所示。

圖2 實物指標數字化采集系統總體框架及業務流程圖

3.3 系統功能模塊設計

根據數字化采集系統總體框架及業務流程，系統從功能上分解為三大模塊，包括實物指標數據采集、輔助采集、數據存儲與導出等模塊。系統功能結構設計如表1。

表1 實物指標數字化采集系統功能模塊表

3.4 系統界面展示

系統的開發凝結了開發者常年從事征地移民工作經驗，系統設計特別注重實用性及提高外業工作效率。對絕大多數需要填寫的欄目都設計了可選項，以下拉菜單的形式顯示，使“填空”變成了“選擇”，減少了外業工作現場輸入數據的工作量，降低了人為錯誤輸入的概率，提高了工作效率。

在每個調查對象的數據采集界面，都設計了“拍照”按鈕，以便隨時采集影像資料。采集的影像資料自動以調查對象的名稱和當前調查日期命名文件并存儲，使調查對象與影像資料自動關聯，提高了影像數據采集的效率，為數據的管理創造了便利條件。

在基本信息采集界面，設計了GPS信息顯示窗口，可以實時顯示手持移動設備當前位置的經緯度坐標，坐標信息根據調查需要隨時存儲，并與調查對象自動關聯。為調查對象賦予位置屬性，極大的便利了水庫不同蓄水位方案淹沒損失比選，使得根據位置信息對不同調查對象進行統計、查詢、處理和分析成為了可能。系統基本信息典型調查界面見圖3。

4 效益分析

在移動設備上運行的數字化采集系統是國內同行業中集先進性、實用性于一身的工作系統，對實物指標數據準備、現場作業、數據庫建設以及數據發布應用都有完整的解決方案，具有較強的適用性。系統能夠實現數據錄入、編輯、統計、查詢、輸出等功能，可在現場完成人口、房屋、附屬物等主要調查數據的處理工作，實現數據采集與入庫同步化。與傳統紙質表格現場調查、手工統計及數據錄入相比，省卻了手工計算、錄入的過程，減少了大量的人工操作，在盡可能的避免人為誤差、提高數據可靠性的同時，最大程度的避免了重復無效勞動，解放了勞動力，降低了人力成本支出，縮短了整個工作的周期，具有可觀的經濟效益和社會效益。

圖3 實物指標數字化采集系統基本信息調查界面圖