可視化系統在河道采砂管理中的應用

袁博，許強

(1.河南省安陽水文水資源勘測局，河南 鄭州 453000；2.河南省水利勘測有限公司，河南 鄭州 453000)

1 背景及意義

河南省地理位置特殊，跨淮河、黃河、長江、海河四大流域，河流眾多，流域面積50 km2以上的河流有1 030條，又處于山丘區向平原區的過渡地帶，河道內天然河砂資源相對豐富。前些年，由于受剛性需求和暴利驅使，一些地方濫采河砂現象屢禁不止，對防洪安全造成極大威脅，河湖生態遭到嚴重破壞。近幾年，河南省將河道采砂管理作為一項重要政治任務，高位推動、橫向協作、上下同力，逐步探索出了“懲防并舉、疏堵結合、標本兼治”的河砂管理新模式。

目前，河道采砂管理也逐步向規范化、制度化發展，在河道采砂管理相關部門中，采砂管理信息多以文字報告和統計圖表顯示，不能通過自動化系統平臺瀏覽查詢統計，可視性較差，其數據結構缺乏空間特性，不能實現空間信息的可視化顯示、管理和空間分析功能，不易被理解和應用。為了更加直觀高效展示河道砂石資源、規范化管理信息，在采砂管理實踐中，探索建立用科學的方法組織、存儲、管理和展示采砂規劃的基本數據和規劃成果，無疑對進一步加強河道采砂規范化制度化管理具有很大的現實意義和必要性。

2 應用研發總體思路

2.1 研發任務和目標

通過對功能、性能、數據、外部接口、可使用性、可維護性、可移植性、可靠性和安全性等需求的分析，明確應用研發的建設任務和目標。即為減少日常采砂管理繁瑣的工作，綜合采用地理信息系統(GIS)、多媒體、SQLSERVER數據庫、計算機網絡、大數據應用管理等技術，建立采砂數據信息的整合、綜合查詢、統計等一體化平臺，實現對數據資源的智能化管理。并且，為滿足不同業務應用需求，把不同來源的數據信息有機地融合起來，設計開發一個基于B/S架構、使用Java EE Spring Boot框架，專門服務于當前需求的采砂管理可視化應用平臺，見圖1。達到“一個平臺、一張圖、一個庫”的建設目標，以信息化管理應用平臺來替代傳統的人工查詢，大大提高工作效率，省時省力。

圖1 系統架構圖

2.2 研發內容

一方面包括收集、整理基礎數據，并確定有關數據標準。主要包括采砂規劃報告、批復文件及批復備案表，采砂年度方案及備案表，采砂許可證及備案表，采砂規劃分區數據，許可采砂點數據，采砂場信息數據，采砂企業信息數據等。在收集、整理完整、準確的采砂信息數據的基礎上，為上述數據編制制定數據標準。另一方面設計開發采砂基礎信息數據庫。根據采砂可視化管理實際需求，結合信息化建設，建立河南省采砂基礎信息數據庫，主要包括建立采砂管理相關文件及備案表數據庫、完善信息數據庫、規劃采砂分區數據庫、年度河道采砂實施方案數據庫，建立采砂許可證信息數據庫、采砂企業及采砂場信息數據庫、河道采砂空間數據庫等。

2.3 可視化應用開發

在建立高效、統一數據庫的基礎上，采用計算機技術，通信技術，建立基于關系型數據庫的河南省河道采砂管理可視化一張圖，最大程度實現資源共享，避免重復建設，實現采砂情況基礎信息一體化、可視化管理，并且具有一定的創新性。應具備以下功能：

2.3.1 可視化大屏展示功能

提煉匯總數據，把河道采砂的整體情況展示在大屏中，以大屏展示的方式，展示河南省河道采砂可視化應用的統計數據，宏觀展示采砂規劃、年度實施方案、許可證、采砂企業、河砂分布的總體情況，以圖表形式進行展示，實現對河流、河道、可采區、禁采區、保留區、采砂點、采砂企業及采砂場的平面展示，可瀏覽河道采砂相關空間地理位置信息，方便管理人員掌控河道采砂的總體情況，可以直觀迅速的了解到河南省各地市的采砂資源及規劃情況。

2.3.2 專題信息查詢功能

創新推出河南省河砂資源分布圖，以分布圖的形式展示各地市的砂石總儲量、規劃開采量、批復開采量、年度批復開采量、企業分布情況，通過分布圖就可直觀展示各地市的采砂資源規劃。通過點擊一張圖上的采砂區域，展示采砂信息，包括可采區、保留區、禁采區的長度、規劃采砂量、年度采砂控制總量等。同時以文字形式展示采砂規劃、采砂許可證、年度實施方案等相關信息。信息統計及報表導出：依據約定的統計表格形式，可對采砂數據進行統計、匯總，生成統計報表及統計圖，直觀展示統計結果；對采砂數據進行統計后，可導出統計報表及其他所需報表。

2.3.3 河道采砂電子地圖功能

創新通過把采砂規劃附圖以電子地圖的形式展示在地圖上。實現采砂規劃詳情的查詢，包括可采區、禁采區、保留區、采砂點、采砂場等各種空間及屬性信息的查詢。同時以分層次、分規劃、分政區、分河段的形式，方便用戶對采砂規劃詳情進行查找。還能展示各級的匯總信息詳情，方便用戶在一張圖上查詢到所需的河道采砂詳細信息。

2.3.4 用戶管理功能

用戶管理模塊，提供新建用戶功能，方便多人同時瀏覽應用，同時簡化該模塊相關操作，方便用戶使用。

2.4 技術路線

采用面向服務的SOA(Service Oriented Architecture，面向服務架構)架構、服務總線+組件的技術方法，基于流程驅動的總線集成模式，通過適配器組件集成技術，使得各子系統之間以互操作的方式交換業務信息，解決信息服務多元化及系統之間的信息共享、一致性等問題，達到與自動化系統的高度融合。

在基礎支撐實現技術上，主要采用Spring Boot體系架構、運用Web Service應用技術、JSON數據交換技術，業務系統為B/S模式。應用支撐平臺采用松耦合，易擴展的設計思路，使平臺本身具有很強的可擴展性和可伸縮性，從而適應于項目的建設。以基于SOA(Service Oriented Architecture，面向服務架構)的體系架構建設應用支撐平臺，將充分利用服務松耦合的軟件模式及各種主流的開放標準。可以用一個服務替換另一個服務，無需關心其底層的實現技術和服務位置，唯一要考慮的就是服務接口，而它采用了通用的Web服務和JSON標準。

3 實施步驟

主要實施步驟包括：前期總體方案策劃、資料收集，編制工作大綱，詳細設計方案及原型設計，編制系統詳細設計及原型設計，數據入庫、功能開發，信息應用開發和模型建立、綜合數據庫開發，數據整理入庫、裝載應用集成，試運行測試，系統測試、優化、編制總結報告和用戶手冊，系統交付測試與優化，編制總結報告和用戶手冊等。

4 存在困難及問題

存在主要問題：一是可視化系統中只錄入收集到的采砂規劃文本信息，制作河南省主要河流極個別市縣采砂河流空間數據、縣級以上行政界線數據、地名數據、遙感影像數據，絕大多數市縣采砂規劃分區詳細的空間數據及屬性數據未收集和錄入；二是采砂分區是將規劃圖紙掃描后，再人工繪制，可能存在誤差；三是由于該可視化應用平臺研發考慮到涉及內容、數據、信息較大，研發主要從總體框架、涵蓋面及后期重點功能延伸等重點進行實施，項目一期很難完全實現其需求。

5 結語

實踐中發現，河道采砂規劃數據庫建設的完整性、準確性、現實性是項目實施的重點和難點，要完成河南省河道采砂分區規劃可視化展示，需要做大量工作，建議分期逐步實施建設，先期開展試點市縣數據收集工作，形成標準后，再做進一步推廣應用，建立健全應用數據庫，最終實現河道采砂管理信息化、規范化的目標，為河南省河道采砂管理提供技術保障。