省級移民搬遷信息管理平臺設計與實現

王 莉，白 穆，王 博，張 帆，贠建明

（1.咸陽職業技術學院，陜西 咸陽 712000；2.自然資源部陜西基礎地理信息中心，陜西 西安 710054）

黨的十八大以來，作為打贏脫貧攻堅戰重要組成部分的移民搬遷，是脫貧攻堅戰略的“當頭炮”和“頭號戰役”。從移民搬遷工作內容來看，移民搬遷工作涉及搬遷對象甄別、安置建設工作、脫貧致富方案、國土綜合治理等多項內容。移民工作反映了各類要素在地理空間上的流動與重新配置，移民搬遷工作需要地理信息數據與技術的支持。寧方志[1]等利用WebGIS技術實現了武都精細化扶貧系統；劉吉[2]等通過集成GIS技術、GPS 技術搜集了扶貧對象的位置信息，實現了扶貧對象的精準識別；楊洋[3]等借助NewMap平臺設計并開發了B/S架構的扶貧開發管理信息系統；張亞明[4]等借助灰色關聯綜合評價模型和ArcGIS地理信息軟件，測算得到了環京津貧困帶的三維度系統空間分異地圖。本文結合移民搬遷業務工作實際，通過地理信息“數據+技術”，構建了省、市、縣（區）、鎮（鄉）4級管理體系的省級移民搬遷信息管理平臺（以下簡稱平臺），實現了對移民搬遷對象、安置項目建設、建設資金使用等信息的有效管理；通過獲取準確、詳實的移民搬遷數據，實現了對移民搬遷業務大數據的分析挖掘。

1 平臺總體設計

1.1 總體架構

平臺部署在陜西省電子政務云數據中心，根據面向服務的 SOA 架構和大數據分析挖掘理念，搭建了基礎設施層、數據資源層、平臺服務層和業務應用層，輔以安全保障體系、標準規范體系和運維服務體系，為省、市、縣、鎮（鄉）4級移民管理行政部門提供了以電子地圖數據為基礎的統一空間支撐框架。平臺采用空間可視化、時空演變分析、大數據分析等技術開展功能設計與建設；并充分考慮了與全國扶貧開發信息系統、陜西省脫貧攻堅大數據平臺以及原陜西省國土資源廳各系統數據和服務的對接，確保了數據的無縫遷移。總體技術框架如圖1所示。

圖1 平臺總體技術框架

1）基礎設施層。陜西省電子政務云數據中心為平臺提供了統一的集群部署架構，滿足了平臺4級架構以及用戶大規模平行訪問的需求，應用程序通過省電子政務外網防火墻映射互聯網的方式訪問平臺。平臺分別配置應用服務器和地理信息服務器來支撐移民搬遷業務管理需求和提供空間數據管理和服務，利用數據庫服務器和文件服務器實現數據的存儲與管理，分布式文件存儲搭載在大數據分析服務器上。

2）數據資源層。平臺核心業務數據庫涉及搬遷對象、安置項目、規劃專題資料等業務數據。平臺通過引入“天地圖·陜西”電子地圖數據為移民搬遷業務數據實現“一張圖”提供了統一的空間框架支撐，地理實體數據服務為平臺業務數據進行空間分布與查詢、相對位置判斷提供了輔助地理信息數據支撐。通過大數據技術對業務數據和空間數據進行抽取、處理與融合，形成了支撐輔助決策與統計分析的空間支撐數據和大數據分析數據。業務支撐數據庫包括用戶賬戶、權限控制、日志數據、移民搬遷管理單位數據等信息，用于構建4級管理和用戶權限體系。

3）平臺服務層。根據業務邏輯，以服務的方式對數據進行組織、重構和對外發布。屬性數據操作服務采用 WCF REST 進行服務封裝和發布，如對象管理服務、項目管理服務、計劃管理服務等；地理信息服務采用ArcGIS REST API實現空間數據、空間分析功能的封裝和發布，包括瓦片地圖服務、動態地圖服務、地名搜索服務、地理分析服務和導航分析服務等。

4）業務應用層。以平臺服務接口為核心，面向不同層級用戶搭建了對象管理系統、項目管理系統、資金管理系統、計劃管理系統、監督考評系統、協同辦公系統、政策公開系統、輔助決策系統和運維管理系統。

1.2 關鍵技術

1.2.1 基于地理空間框架的多源數據整合技術

移民搬遷數據按照表現特征可分為圖形、圖像、數值、文字、視頻等類型。這些數據不僅存在數據格式、分類系統、空間尺度、數據模型、數據表達、時空參考、編碼規范等不一致的問題，還存在數據不連續、缺乏關聯等不足。移民搬遷多源數據整合通過“天地圖·陜西”提供的地理信息數據，實現對移民搬遷文字、圖形、圖像、數值等多類型數據的分類、提取、關聯和匯聚，最終為移民搬遷提供統一框架的數據可視化方案。

平臺將需要整合的信息歸并為搬遷對象、安置項目（含示范安置項目）、產業扶持3種類型。移民搬遷的首要任務是精準識別搬遷對象，與此同時該項工作與搬遷對象的不動產信息也息息相關。因此，平臺將空間位置與搬遷對象關聯起來，一方面基層移民搬遷管理部門利用平臺的電子地圖獲取搬遷對象位置；另一方面基層移民搬遷干部通過在線調取搬遷對象信息校驗數據的真實性。安置項目（含示范安置項目）結合地圖建立完善的項目分布信息庫，全面、準確地掌握各安置項目的情況、建設年度、地理位置等信息，為項目統一管理提供便捷手段。示范安置項目還增加了實景地圖技術，實現了示范安置項目全景數據、規劃專題數據和視頻數據的采集、加工和集成，使用戶足不出戶即可身臨其境地感受具有鮮明地域特色的示范安置項目（圖2）。產業扶持涵蓋脫貧產業信息、從業人員、薪資信息、產業地理位置等內容，通過文本信息與空間信息關聯，展示了陜西省脫貧產業扶持總覽情況和區域差異。

圖2 示范安置項目全景展示

1.2.2 面向不同場景的混合數據存儲與管理技術

移民搬遷數據類型復雜、應用場景多樣，傳統的存儲和管理模式已無法滿足復雜數據的處理需求。為實現非結構化和半結構化政務海量數據的快速存儲與查詢，一般采用以NoSQL數據庫為代表的分布式存儲和查詢模式，能實時訪問、存儲和查詢大數據；并結合分布式數據倉庫（Hlive）、分布式關系型數據庫（PostgreSQL）、全文檢索引擎以及分布式文件系統（HDFS）等，構成政務結構化數據和非結構化數據的混合式存儲[5-9]。

平臺面向移民搬遷海量異構數據構建的存儲框架是在傳統關系型數據庫的基礎上，擴展并綜合利用NoSQL數據庫、內存數據庫，形成的面向移民搬遷業務的關系型數據庫集群、NoSQL數據庫集群和內存數據庫集群。為保障數據的安全可靠，移民搬遷核心業務數據庫中的搬遷對象數據、安置點數據、項目數據、資金數據、政策文件等內容以及為實現4級管理體系運行的業務支撐庫均采用傳統關系型數據庫進行數據管理。平臺涉及全省多源、多尺度、多類型的地理信息數據，既有傳統意義上的空間數據，也有街景、全景等圖片數據，還有相關的瓦片數據。因此，為實現對全省多源、多尺度、多類型地理信息數據的有效管理，采用混合架構，在傳統關系型數據庫的基礎上，引入MongoDB數據庫，提供了多源異構數據的統一存儲能力。利用HBase數據庫支撐輔助決策系統的數據統計、分析服務，通過Docker容器化Sqoop、Logstash、JDBC等多種數據同步技術，將搬遷對象基本信息、搬遷動態信息、幫扶信息、安置項目信息、脫貧產業信息等數據同步到大數據支撐庫。為支撐基層搬遷干部統一時點填報信息，平臺引入Memcache分布式內存對象緩存系統來滿足高并發讀寫需求，通過在內存中緩存數據和對象來減少讀取數據庫的次數，從而提高平臺訪問速度。

1.2.3 大數據分析與可視化技術

利用大數據分析與可視化技術可有效融合計算機的計算能力和人的認知能力，從而獲得對移民搬遷復雜數據的洞察力，為移民對象精準識別、建設項目工作進度、移民安置經濟發展等提供輔助決策分析。在地理空間信息的基礎上，通過大數據分析方法，結合Hadoop、Spark等海量數據處理技術，可搭建融合地理信息的大數據計算分析框架[10-12]。在大數據可視化方面，利用熱力圖、點簇圖、流向圖等數據信息符號表達技術可為用戶提供不一樣的溝通體驗。

平臺開展大數據分析與可視化工作，首先需將數據從核心業務數據庫抽取到大數據支撐庫，數據抽取服務采用Sqoop、Logstash、JDBC等多種抽取技術以及全量、增量、即時采集、定時采集等多種抽取策略，并利用Kafka技術同步到HBase數據庫中；然后利用Spark計算框架實現移民搬遷數據的清洗與融合，為業務數據建立關聯關系，形成能用于查詢、分析、統計的移民搬遷大數據（圖3）。移民搬遷大數據包括個案數據和統計分析結果，這些數據與地理信息數據融合后，形成了移民搬遷大數據熱力圖，圖上以不同色帶渲染的方式展示移民搬遷大數據統計指標空間分布差異特征。通過搬遷對象與安置項目位置信息的關聯，以搬遷路線圖的方式直觀、形象地呈現了搬遷對象的搬遷軌跡。同時，接入安置項目建設工地的實時監控視頻數據，通過攝像頭云臺的控制能從任意角度查看項目建設工地，實現項目精細化管理和項目建設過程監督。

圖3 移民搬遷大數據清單

2 平臺運行模式與功能實現

2.1 運行模式

平臺采用部署在云環境下的集中式建設，將數據集中在省級層面。平臺部署在電子政務云數據中心，采用B/S架構為市級、縣級、鄉鎮級統一提供服務；由省級層面負責頂層設計，依托省級的云環境、技術和人才優勢，統一管理平臺數據、統一搭建平臺子系統、統一運維管理。為確保平臺中數據與服務的規范性，開展《陜西省移民（脫貧）搬遷信息管理平臺信息共享交換管理辦法》《陜西省移民（脫貧）搬遷信息管理平臺接口規范》等平臺數據與服務接口規范建設，市級、縣級、鄉鎮級移民搬遷管理部門按照用戶使用權限，完成移民搬遷業務數據采集、審核、匯集和本區域內信息的可視化展示。

2.2 平臺功能實現

平臺由9個應用系統組成，歸納為1個輔助決策系統、4 個核心業務支撐系統（對象管理、項目管理、資金管理、計劃管理）和4個輔助業務支撐系統（監督考評、協同辦公、政策公開、運維管理）。

輔助決策系統主要以電子地圖為支撐環境，以搬遷對象、安置項目數據為基礎，借助大數據可視化技術，集中展示搬遷對象、安置項目（含示范安置項目）、產業扶持和移民搬遷大數據等信息。該系統還可通過搬遷前后高清影像聯動對比、安置項目全景等方式直觀展示搬遷成效，通過網絡攝像頭接入的方式展示安置項目的實時進度。

對象管理系統通過建立省、市、縣和鄉鎮4級管理視圖實現搬遷對象基本信息、搬遷對象不動產信息、搬遷安置方式、 配套產業扶持信息、搬遷對象后續發展情況的錄入、 查詢、審核等管理功能。項目管理系統包括集中安置項目管理、存量房項目管理、分散安置項目管理、公共服務設施項目管理和示范項目管理。資金管理系統主要包括資金計劃、資金籌措、資金劃撥、資金使用4個模塊，實現了資金的集中管控，提升了資金支付效率，降低了資金管理風險。計劃管理系統能為省級、市級、縣級移民管理部門實現安置規劃、安置計劃、安置進度的上報與匯總，并能實現數據的匯總、分析、查詢、導出功能。4 個核心業務支撐系統均提供了數據與服務接口支撐。

監督考評系統包括考核指標、考核模板、考核任務、考核評價、資料備案和考核結果等功能模塊，通過訪問計劃管理、對象管理、項目管理、資金管理等系統數據，實現陜西省移民搬遷工作的監督考評工作。協同辦公系統是采購商業公司的辦公自動化產品，通過定制化部署，實現了面向省級、市級、縣級移民搬遷管理部門的公文管理、移動辦公和即時通信等功能模塊。政策公開系統涵蓋了移民動態、實時播報、示范項目、信息查詢等功能模塊。運維管理系統主要包括用戶角色管理、菜單權限管理、消息通知管理等模塊，用戶角色管理按照用戶等級進行相應的劃分和管理，分為省級、市級、縣級、鎮（鄉）級移民搬遷工作人員以及系統管理員；菜單權限管理是指為不同角色用戶分配相應的功能權限，只允許操作權限之內的菜單，不允許越權操作；消息通知管理是對系統發布的信息進行逐級通知，省級、市級、縣級均可對本區域進行消息發布。

3 結 語

移民搬遷工作是國家一項重要的戰略部署。本文在探討信息化服務移民搬遷工作時，未將陜西省移民搬遷信息管理平臺構建為鮮明的GIS平臺，而是充分發揮地理信息“數據+技術”的優勢，將地理信息的作用發揮在后臺支撐方面，讓移民搬遷業務人員在自身熟悉的業務場景中使用地理信息數據和技術；通過地理信息數據與移民搬遷業務數據的整合實現了數據框架的統一，依托地理信息技術實現了移民搬遷信息管理和可視化操作。系統建成后，在陜西省移民搬遷工作中發揮了重要作用，提高了移民搬遷的信息化管理水平，相關成果為提高地理信息服務保障能力提供了有益實踐。