南水北調水源地保護專項行動系統設計與應用

任威振，孔衛瑞

（河南省水利勘測有限公司，河南 鄭州 450003）

0 引言

南水北調中線工程是一項特大型利民調水工程，解決了沿線城市生活用水問題。為摸底和整治水源地范圍內問題風險，加強對水源地污染防治，落實生態保護、風險管控、綠色發展等各項任務，迫切需要對丹江口庫區、南水北調總干渠保護區內排污口、固體廢物、農業面源、居民建筑等13 種類別的問題進行拉網式排查。

南水北調中線工程水源地環境問題排查面臨排查范圍廣、實地情況復雜、問題點位隱蔽難以發現、時間緊任務重等形勢，使用常規方式進行排查，會花費很多人力物力，而且耗時長、容易遺漏問題，因此急需數字化、信息化、現代化管理手段來支撐排查工作的進行。通過使用GIS 平臺、遙感解譯、移動端APP 等先進的信息化技術，搭建及應用南水北調水源地保護專項行動系統，可以為水源地排查工作提供有力的幫助和支持。

1 系統設計

1.1 系統總體結構

南水北調水源地保護專項行動系統分為Web管理后臺和移動APP排查端，同時使用B/S與C/S模式，采用面向服務的三層架構，基于MSSQL 數據庫，使用Entity Framework 提供數據庫到模型之間的映射，依托ArcGIS地理信息平臺及Android移動端開發，總體結構如圖1所示。

圖1 系統總體結構圖

系統后端采用Restful API接口、前后端之間通過Json數據交互技術實現數據流轉，運用統一的后端平臺，解決信息服務多元化、Web 管理后臺和移動APP 端信息共享、數據一致性問題。

1.2 功能模塊

系統采用Web 管理后臺和移動APP 排查端2 個子系統，2個子系統內外結合，數據統一，功能結構如圖2所示。

圖2 系統功能模塊圖

1.2.1 Web管理后臺

Web 管理后臺使用B/S 結構，運行在PC 瀏覽器上，主要由解譯人員、認定及審核人員、問題整改人員和系統維護人員使用，是系統重要的組成部分。Web 管理后臺包括一張圖、問題列表、統計分析、系統設置等四個功能模塊。

一張圖：使用ArcGIS 平臺，疊加天地圖影像、衛星遙感影像、行政區劃、問題點位及圖斑、南水北調保護區界限等圖層，將問題點及圖斑根據不同狀態分色可視化展示在地圖上。通過選擇排查整改狀態、選擇政區、控制圖層顯隱等方式，過濾相關問題點位。點擊具體的某一個點位，系統自動調用ArcGIS API和后端Restful API，獲取這一點位信息，并加以展示。一張圖同時包含解譯功能，通過疊加高分遙感影像，可以讓多名解譯人員同時以“上帝視角”對問題點位置進行標記，方便排查人員根據定位前往排查。

問題列表：可根據多種條件，過濾出符合要求的疑似問題點位列表，并可以對查詢結果導出Excel 表格和問題清單。可對列表中點位信息進行信息修改、認定、審核、填報整改信息等。

統計分析：統計分析模塊分為進度統計、區域分類統計、匯總統計3 種功能，可對排查和整改過程中進度把控，統計各個地市、縣區內每種類型的問題數量，統計各類型及細分類型的推送數量、已排查數量、屬實數量、存在問題數量、已整改數量等信息，并通過表格、統計圖等形式展現統計結果。

系統設置：系統設置可對涉及的政區、機構、河流水庫、角色權限、用戶、系統字典等系統運行過程中必要的基礎數據進行維護，提供相應的管理界面和查詢接口。通過設置用戶及關聯的角色，同時對Web 管理后臺和移動APP 排查端用戶權限進行配置。

1.2.2 移動App排查端

App 排查端使用基于Android 開發的App，采用C/S 架構，主要由現場排查人員使用。App排查端包括一張圖、問題點導航、排查結果上報、歷史數據查詢等4 個功能模塊。一張圖：App的一張圖采用離線ArcGIS地圖，避免在野外網絡不好的情況下影響排查工作的開展。根據提前在后臺設置的人員權限，將有權操作的離線矢量點位數據加載到影像底圖上，讓排查人員能輕松辨別疑似問題點位所在的位置及排查狀態。問題點導航：點擊一張圖上的疑似問題點，選擇導航功能，會自動調取手機上已安裝的導航軟件，如高德地圖、百度地圖、騰訊地圖，自動規劃從當前位置到疑似問題點位置的路線。排查結果上報：排查人員到疑似問題點位置后，根據實際情況在APP上填寫此疑似問題點是不是屬實，并添加問題描述，可在APP中自動獲取或手動填寫問題點詳細地址，拍攝現場照片，上傳到系統。如果野外手機信號不好，數據不能有效上傳，可將填寫信息、照片等暫存到手機上，回到駐地后統一上傳。歷史數據查詢：通過指定查詢條件，查詢符合要求的已排查數據，如果發現數據有誤，可在此對信息進行更正。

1.3 排查工作流程

1.3.1 解譯階段

解譯過程是整個排查工作的重點和入口點，使用高分影像，在地圖上篩選一遍，直接定位問題的位置，避免排查時在現場毫無根據的尋找。解譯人員在系統中打開一張圖集成的高分遙感影像，按照解譯標準，在丹江口庫區、南水北調總干渠保護區內找到可能存在問題的位置，在對應位置添加標記，填寫基本信息并截圖，保存進數據庫完成疑似問題點解譯。

1.3.2 排查階段

因為解譯工作是解譯人員根據高分影像目視處理的，可能因為遙感影像存在云霧或者解譯人主觀因素，導致解譯不正確，因此需要人工到現場核實一下，確認問題是否屬實，并記錄問題現場情況。排查人員在移動APP中登錄Web管理后臺提前分配好的賬號，系統根據權限在地圖上展示需要排查的疑似問題點位，排查人員選擇需要排查的疑似問題點，導航到點位附近，在APP中填報疑似問題點信息，拍照上傳。

1.3.3 認定及審核階段

排查人員在現場記錄和上傳疑似問題點信息后，Web管理后臺自動同步疑似問題點信息到一張圖上，縣級人員在Web管理后臺，根據現場記錄的信息，對疑似點進行認定是否存在問題風險，填寫認定理由，如果是存在問題風險，需要填寫整改措施和整改時限。縣級認定結束后，經市級、省級審核通過后進入下一階段，審核不通過，縣級需要重新認定。

1.3.4 整改階段

如果上一步認定某一個疑似點確實存在問題風險，需要根據認定時填寫的整改措施對問題進行整改，整改完成后，整改人員在系統中上傳整改結果及整改完成的照片，登記銷號。

2 系統創新及應用

2.1 系統創新點

2.1.1 基于遙感影像的解譯機制

通過對遙感影像的解譯，提取問題點位置，避免排查時在現場漫無目的地尋找問題，節省排查人員工作時間，避免排查時多走冤枉路。系統采用統一的在線解譯平臺，不同用戶之間分權限解譯，避免造成任務重疊；解譯結果直接入庫，避免數據二次加工造成數據錯誤，保證解譯效率和成果質量。

2.1.2 移動APP排查

傳統排查需要尋找問題點，找到問題后在紙質表格上登記問題信息，拍攝現場照片，然后回駐地匯總到電腦上，工作繁瑣、效率低、錯誤概率高。使用移動APP排查，可以直接使用地圖導航到問題點位置，在手機上記錄問題信息、拍攝照片，一鍵上傳到服務器，避免在來回錄入過程中出現數據對不上、照片找不到的問題。

2.1.3 更方便的統計方式

系統提供了進度統計、區域分類統計、匯總統計等統計功能。進度統計能自動計算實時排查進度，并對排查進度按百分比排序，方便管理人員及時安排后續排查工作；區域分類統計可按條件以樹狀形式展現各地市、縣區中各種類型問題數量；匯總統計從推送數量、排查數量、屬實數量、存在問題數量、已整改數量等方面對各種類型的問題進行分析。三種統計方式各有特點，分別以不同角度為專項行動提供數據支持和決策輔助。

2.1.4 全過程監管

系統保存了從遙感解譯發現問題到整改完成銷號，整個過程信息的記錄，系統中每個問題的狀態在地圖上一目了然，聯合各項統計信息，確保專項行動中排查到位、認定到位、溯源到位、整改到位。

2.2 系統應用

此系統于2021 年9 月11 日正式上線，20 d 內在丹江口庫區、南水北調總干渠保護區內完成所有問題的排查工作，目前處于問題整改階段。系統涵蓋了解譯、排查、認定、整改一站式操作流程，可保證問題發現、整改的準確性、全面性、高效性。同時，移動APP排查端適應多種品牌型號的手機，很好地支撐了系統的運行與使用。

3 結語

以南水北調水源地保護為對象，綜合利用移動APP和GIS技術設計開發的南水北調水源地保護專項行動管理系統，以信息化手段實現全過程高效地問題排查與監管，實現了數據收集的便利化、準確化，問題管理系統化、直觀化，統計分析及數據報表生成自動化、快捷化，極大地提高了信息采集與管理效率。