移動端自然資源執法監察系統設計與實現

來彥明，朱 君，張 寧

（濟南市勘察測繪研究院，山東濟南 250000）

0 引言

自然資源執法監察工作是自然資源管理中的一個重要環節，在保證自然資源管理政策落實、推進自然資源工作法治化和維護自然資源管理部門權威等方面發揮關鍵作用［1］，有利于完善機構改革后自然資源執法長效監察機制體系的建設，夯實自然資源執法中的監察職責和工作任務。因此，自然資源部門多次發文要利用當前先進的技術優化自然資源執法監察工作模式，同時落實“預防為主，預防和查處相結合”的自然資源執法監察工作方針，及時發現、及時報告、及時制止、及時處理自然資源違法行為，維護自然資源合理開發和利用［2］。為實現上述目標，在借鑒其他先進城市經驗的基礎上，結合某市實際情況，利用GIS、GPS 定位、移動互聯和4G/5G 通信等先進技術，搭建了一套靈活、可便攜的移動端自然資源執法監察系統，實現了自然資源的數據、違法案件、執法以及巡查等信息的高效傳輸，為自然資源管理部門對所管轄的土地、礦產以及城鄉規劃用地等自然資源開發利用巡查執法工作提供了全新的監察手段，實現了自然資源高效率、高精度的執法監察一站式管理［3］。本文闡述了自然資源移動端執法監察系統建設思路、總體設計、功能模塊以及實現的關鍵技術，有效地提高了自然資源執法監察的管理水平。

1 系統建設思路

1.1 業務需求分析

移動端自然資源執法監察系統目前主要應用于自然資源部門的執法監察大隊對土地、建設用地、礦產等自然資源開發利用活動進行日常巡查和違法案件執法監察等工作。巡查內容包括未經批準非法占用土地、在臨時用地上修建永久性建筑物或構筑物、占用基本農田建房、無證勘查、開采礦產資源和造成地質災害隱患以及取得建設工程規劃許可證或者未按照建設工程規劃許可證的規定進行建設等。執法監察內容包括對上述自然資源違法案件進行取證、立案調查、現場執法以及案后監管等活動［4］。根據自然資源巡查和執法監察工作內容調研，確定移動端自然資源執法監察系統的業務需求包括6 個方面內容：基本功能類、業務需求類、位置服務類、統計分析類、圖形表達類以及附件功能類。系統業務需求表如表1 所示。

表1 系統業務需求

1.2 系統選型

移動端自然資源執法監察系統選型主要包括2個方面內容：1）智能移動終端設備選型。本文采用的移動終端設備是裝有Android 操作系統的手機或平板電腦，里面應集成4G/5G 無線網絡通信、GPS定位、視頻攝像頭等設備，同時設備內存最低要求為512M，硬盤空間256G；2）系統開發的基礎軟件平臺選型。系統基于Eclipse 開發框架，利用Android平臺的SDK 和ArcGIS API for Java Script 腳本，采用Java 語言進行開發。數據庫采用移動端常用的SQLite 數據庫［5］。移動端的地圖服務采用離線式瓦片地圖服務。

2 總體設計

2.1 框架設計

系統以基礎地理信息、自然資源信息以及執法監察信息等數據為基礎，充分利用先進技術，實現自然資源移動“一張圖”展示、查詢和統計，自然資源動態巡查和執法監察等業務處理，讓自然資源執法監察工作信息化、系統化和精細化，全面提升執法監察工作的管理水平。系統框架包括5 大核心層和2 大保障層：支撐層、數據層、服務層、表現層和用戶層，標準規范體系和安全保障體系。系統框架設計示意圖如圖1 所示。

圖1 系統框架設計示意圖

支撐層為系統運行提供硬件和軟件支撐，主要包括智能移動終端、無線網絡設備、GIS 軟件、數據庫軟件等；數據層為系統運行提供數據支撐，以地理信息數據為底圖，收集、整理自然資源、違法案件、執法監察等相關數據，構建自然資源執法監察數據庫；服務層是為表現層提供數據、功能接口以及業務邏輯服務，主要包括數據通信服務、執法監察服務、移動設備服務等［6］；表現層是系統和用戶進行交互的界面，采用圖形化的手段，讓界面更加美觀，用戶易使用，主要包括地圖瀏覽界面、信息填報界面以及圖表展示界面等；用戶層是系統使用人員，主要包括自然資源部門的管理人員、執法監察大隊的巡查和執法人員以及系統的后臺維護人員等。

2.2 數據庫設計

自然資源執法監察數據庫包括6 大核心數據庫，即：地理信息數據庫、自然資源數據庫、違法線索數據庫、執法監察數據庫、元數據庫以及多媒體數據庫。其中地理信息數據庫包括電子地圖、影像地圖、地名地址以及行政區劃等；自然資源數據庫包括土地利用規劃和現狀數據、規劃建設數據、礦產資源數據等；違法線索數據庫包括衛星監測數據、人工巡查數據、上級交辦數據以及市民舉報數據等數據；執法監察數據庫包括違法案件圖斑數據、巡查數據以及執法監察數據等；元數據庫包括地理信息元數據、自然資源空間元數據、執法監察元數據等；多媒體數據庫包括文檔、圖形圖像以及視頻數據等。自然資源執法監察數據庫示意圖如圖2 所示。

圖2 數據庫建設內容示意圖

2.3 功能模塊設計

根據自然資源業務需求分析的要求，搭建移動端自然資源執法監察系統。系統功能模塊主要包括自然資源移動“一張圖”展示、違法案件管理、巡查管理、執法監察管理、查詢統計管理以及系統管理6 部分。系統功能模塊結構設計示意圖如圖3所示。

圖3 系統功能模塊結構設計示意圖

3 關鍵技術

3.1 自然資源多源異構數據整合建庫技術

自然資源執法監察數據庫的數據資源來源、結構、形式以及維度具有多樣性，既有包含矢量和柵格的地理信息數據，又有包含空間和非空間的違法案件數據等。因此，數據入庫前，需對數據進行整合工作。本文遵循數據結構不冗余，關鍵信息不遺漏的原則，對各類數據資源進行篩選、整合、處理、質檢以及入庫等步驟，確保系統使用數據的高效性和準確性［7］。自然資源違法案件圖斑數據整合建庫流程示意圖如圖4 所示。

圖4 自然資源違法案件圖斑數據整合建庫流程示意圖

3.2 瓦片切割技術

為了實現移動終端能夠流暢地顯示統一風格、統一尺度的離線地圖底圖，本文采用瓦片切割技術對影像數據和矢量數據進行統一處理。地圖瓦片切割技術流程設計有以下幾個步驟：1）準備地圖底圖所需的矢量數據和影像數據；2）對影像數據采用瓦片金字塔技術進行處理［8］；3）對地圖底圖數據進行風格設置，如，違法案件圖斑數據工程配圖等；4）通過地圖服務器發布地圖服務，并生成地圖瓦片文件；5）對生成的瓦片文件進行處理，并打包成移動設備專用的數據包；6）在移動設備上安裝自然資源執法監察系統應用程序，加載數據包，即可在系統上顯示離線的各類地圖數據。

3.3 移動存儲技術

為了能實現系統數據的高效組織、存儲和管理，本文采用SQLite 數據庫。SQLite 數據庫是一種嵌入式系統，是移動端常使用的一款輕型數據庫，體積小但可以支持2 TB 數據庫；支持主流的操作系統和多種程序語言，且無需安裝和配置；可以實現矢量、柵格、圖片、文檔等數據的有效組織和離線存儲。在此基礎上，還支持網絡聯通的狀況下，利用在線同步技術，將數據庫中的數據上傳、同步到主服務器上，解決PC 端和移動端數據的輸入輸出問題。

4 系統建設成果

4.1 移動“一張圖”展示

移動“一張圖”展示包括地圖瀏覽、圖層控制以及基本功能操作。地圖瀏覽是將電子地圖、影像圖、自然資源土地、規劃、礦產等現狀和規劃等數據，在統一的空間參考系下進行展示。圖層控制是將自然資源各類數據以數據目錄樹的方式進行管理，并且通過工具對圖層進行控制，如，置頂、置底以及圖層開關等。基本功能操作是在移動終端上通過觸摸手勢，實現基本的地圖操作功能，如，放大、縮小、全圖以及平移等，還可以通過按鈕進行量算、收藏和標注等功能。

4.2 違法案件管理

違法案件管理包括違法線索管理和違法案件信息編輯。違法線索管理是將各種違法線索收集的數據進行統一導入，如，衛星監測的違法圖斑、市民舉報的違法事件等，導入的格式包括Excel 表格和Shp 數據，Excel 表格違法線索數據有坐標則直接落位，無坐標則需要利用地名地址匹配工具進行數據匹配后落位。違法案件信息編輯是在違法案件處理過程中，分階段錄入不同的信息，并用不同顏色在地圖上直觀顯示，如，從衛星監測數據獲取某一個土地違法案件，首先，填寫初步信息，并用紅色進行標識。其次，巡查人員對該案件進行現場巡查和確認，確認為違法案件，填寫違法案件詳細信息，并用藍色進行標識。最后，執法人員對該案件進行執法處置后，填寫違法案件執法信息，并用綠色進行標識。

4.3 巡查管理

巡查管理包括導航定位、日常巡查以及違法案件專項巡查。導航定位一方面根據當日巡查內容，設計一條巡查軌跡，并在地圖上進行路線規劃，輔助巡查人員開展巡查工作；另一方面是對目標巡查點進行直接導航，讓巡查人員能以最快的速度抵達目標點。日常巡查是根據巡查任務安排，進行定期巡查。違法案件專項巡查是當出現重大違法案件或上級交辦的違法案件時，需對該案件從發現、現場執法、違法現場處理過程到現場處理完畢進行全面巡查。

4.4 執法監察管理

執法監察管理包括執法任務管理和執法過程監察。執法任務管理主要包括執法人員安排，案件從接收、處理、審核、核查到結案等全過程管理，確保執法工作順利完成。執法過程監察是對執法案件流程的合規性、審核內容的準確性以及執法過程填寫表單信息和提交附件信息的完整性等內容進行抽查，確保執法的透明性和公正性。

5 結語

本文根據本市自然資源移動執法監察的需求，利用先進技術，搭建了移動端自然資源執法監察系統，實現了自然資源移動“一張圖”展示、查詢和統計，自然資源違法案件管理、日常動態巡查管理以及執法監察管理等一系列功能。相比傳統自然資源執法監察模式，本系統顯著增強了自然資源展示的直觀性、動態性，巡查和執法監察的精準性、便捷性，并且與自然資源一體化服務平臺對接，能夠實時將數據同步到平臺中，為自然資源其他業務管理提供數據支撐。系統通過近一年的運行，可以在Android 移動端設備上穩定運行，并可以適配多種屏幕尺寸的移動終端設備，應用效果良好，具有一定的推廣和借鑒價值。