基于扶貧發展視角的村域資源管理系統構建

趙馨 周忠發 吳躍 朱孟 黃登紅 王小宇 崔亮

摘? 要： 貧困地區的發展是當今中國發展的重中之重，深受其地理區位、資源稟賦、社會制度和公共設施等影響，綜合分析貧困地區自然背景、社會經濟、生態環境等方面，是確定扶貧戰略的首要任務，還關系到人們生產生活方式及該地區長遠發展規劃。該文以貴州省納雍縣官寨村為試驗區，利用“3S”技術，以ArcGIS Engine為集成開發平臺，從自然資源和社會資源兩方面設計數據庫，構建貧困地區資源管理系統，對官寨村農業資源、生態環境及產業發展進行動態監測、空間分析，提高管理水平，為貧困地區扶貧決策提供科技支撐。

關鍵詞： 扶貧發展; 資源管理; 系統設計; 數據處理; 動態監測; 空間分析

中圖分類號： TN919?34? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號： 1004?373X（2020）10?0103?05

Construction of village resource management system based on perspective of poverty alleviation development

ZHAO Xin1，2， ZHOU Zhongfa1，2，3， WU Yue1，2， ZHU Meng1，2， HUANG Denghong1，2，3， WANG Xiaoyu1，2， CUI Liang4

（1. School of Karst Science /College of Geography and Environment Science， Guizhou Normal University， Guiyang 550001， China;

2. State Key Laboratory Incubation Base for Guizhou Karst Mountain Ecological Environment， Guiyang 550001， China;

3. State Engineering Technology Institute for Karst Desertification Control， Guiyang 550001， China;

4. Guizhou Beidou Space Information Technology Co.， Ltd.， Guiyang 550001， China）

Abstract： The development of poverty?stricken areas is the top priority of current China′s development， which is deeply influenced by their geographical locations， resource endowments， social systems， public facilities， etc. Comprehensive analysis of the natural background， social economy， ecological environment and other aspects of the poverty?stricken areas is the primary task to determine the poverty alleviation strategy， which is also related to the way of people′s production and life， and the long?term development plan of this region. Guanzhai Village of Nayong County in Guizhou Province is taken as the testing area， and the “3S” technology， ArcGIS Engine （as the integrated development platform） are utilized to design a database in two aspects of natural resources and social resources， and construct the resource management system for the poverty?stricken area. The dynamic monitoring and spatial analysis of agricultural resources， ecological environment and industrial development in GuanZhai Village are performed to improve the management level， and provide scientific and technological support for poverty alleviation decision?making of poverty?stricken areas.

Keywords： poverty alleviation development; resource management; system design; data process; dynamic monitoring; spatial analysis

0? 引? 言

貧困問題是人類發展過程中不可避免的問題，消除貧困是人類發展中備受關注的重要課題。我國自2013年以來，隨著精準扶貧政策的全面實施，在扶貧工作方面取得了巨大成就。然而我國脫貧攻堅工作也進入到決勝期，地理區位和資源環境之間的差異，使得貧困呈現出多維性和空間異質性[1]，各地區脫貧程度呈現差異性，因此脫貧工作呈現出復雜性和艱巨性[2]。貴州地處西南地區的腹地，也是全國首個國家大數據綜合實驗區[3]，貴州近5年來實施“大扶貧”“大數據”“大生態”三大戰略行動，將扶貧開發、空間信息、生態環境結合在一起，實現了貴州貧困人口的定量與空間化，助推精準扶貧的順利進行，但各地區發展仍存在巨大差異，因此了解區域地理狀況和社會資源，分析致貧原因是脫貧攻堅工作中必不可少的部分。

近年來，我國學者基于GIS構建不同領域的系統研究趨于成熟，其中包括洪雨天、方昱璋等基于GIS結合電力系統供電可靠性和電力工程造價建立系統[4?5]，張平基于GIS構建多級網格數據協同更新管理平臺[6]，張鳳瑞等利用GIS技術建立市級深坑監測信息管理系統[7]。GIS技術已被運用到各個領域，但目前鮮少有針對貧困地區的村域管理系統，隨著我國“信息扶貧”的持續推進，村級的信息資源發展在反貧困過程中起到重要作用，本文基于扶貧發展的視角，圍繞貧困村資源監測管理與社會信息化的思想，結合Oracle，ArcEngine構建信息化扶貧管理系統，利用地理信息系統技術和數據庫技術，對資源進行分類管理，并且采用Visual C#，Developer Express控件與ArcSED空間數據庫引擎技術進行開發，實現貧困地區資源信息科學化、管理規范化，提供交互性友好的數據分析功能，為扶貧工作決策提供科技支撐。

1? 系統設計思路

貧困問題伴隨著人類發展而長期存在[8?9]，我國“精準扶貧”的提出，為我國農村脫貧指明了方向，也為本系統的建立提供了前提基礎。地理信息技術以空間數據為基礎，具備數據采集、信息存儲、資源管理、數字處理、信息檢索、空間分析和數據輸出等多種功能[10]。ArcEngine是組件式GIS集成二次開發發展而形成的一種嵌入式GIS組件庫，可根據實際情況自由調整、刪除和替換。由于自然因素和社會因素對于地區發展起著決定性作用，對資源進行整合管理分析，才能更好地找出致貧原因，更準確地找到脫貧出路。

扶貧工作進入到消除絕對貧困的決勝期，但解決相對貧困仍然是一個持久戰，大部分貧困地區的資源環境信息化比較落后，資源環境信息記載和數據管理依然停留在傳統方法上，對資源的查看與分析較為復雜，并且傳遞性較差，因此在人力、效率、時間上分析，構建貧困地區資源環境信息化管理系統具有十分重要的現實意義。地理信息技術在扶貧工作中具有快速獲取土地資源信息、存儲處理空間信息、時空上管理貧困信息、提供扶貧工作決策支持等優勢，并一定程度上啟發決策者空間管理思想，為新時代扶貧工作提供新的解決思路，將傳統數據管理方法轉化為以地理信息技術為支持的信息化方式。

2? 系統設計

2.1? 平臺與語言

本系統基于.NET Framework 4.0下Visual Studio 2010的集成開發環境，選用C#編程語言進行系統構建，借助ArcEngine插件式技術，結合Developer Express控件，以Oracle數據庫建立數據系統，融合動態鏈接庫（DLL）、組件對象模型（COM）以及.NET反射機制與Developer Express控件于一體，實現系統的簡潔化操作、智能化管理和邏輯化分析。

2.2? 系統總體設計

為了確保對貧困地區村域資源環境數據的全面管理，將系統分為基本GIS功能、資源環境監測與管理、社會經濟管理、作物種植適宜性分析、地質災害預警等五個模塊。本系統是基于GIS的多功能操作管理平臺，主要有表示層、邏輯層、數據層三個層面。

3? 數據獲取與整理

與傳統的管理信息系統相比，基于扶貧發展視角的村域資源管理系統偏向于展現貧困區資源現狀、區位發展情況以及貧困情況，資源管理系統需要獲取以下基礎數據：自然資源方面需獲取村域級厘米級高精度無人機影像;鄉鎮級5 m分辨率遙感影像;縣級30 m分辨率遙感影像;村級及鄉鎮級土地利用情況、村域級石漠化程度;村域水源信息;村域地貌;村域地質;村域10 m等高線及其余與自然資源相關的具有價值的信息。

社會資源方面需獲取村域級戶籍情況;行政區劃;交通區位;居民地分布;村建設工程及計劃;貧困人口詳細情況及分布;農民收入支出;勞動力;易地搬遷及其余與社會資源相關的具有價值的信息。收集以上資料后，將數據進行分類整理和矢量提取，并錄入對應數據庫中。

4? 系統數據庫構建

4.1? 數據庫體構成

綜合考慮到村級資源信息化需求及后期發展情況，本文選擇Oracle 10g數據庫作為本系統的數據庫管理系統，根據文獻[10?12]等數據庫研究，結合實際需求，建立村域資源數據庫。

4.1.1? 數據庫組成

村域資源管理系統數據庫根據不同的數據特點和功能應用需求進行數據庫的劃分，形成一個適合實際數據檢索、數據管理維護和數據更新開發的數據庫體系。

結合貧困村域實際需求進行深入分析后，本系統建立8個數據庫，具體如表1所示。

4.1.2? 數據庫體系基本模型

數據庫體系分為三個部分：基礎地理信息數據庫體系、專題數據庫體系和管理數據庫體系。基礎地理信息數據庫體系管理試驗區所有基礎地理信息數據，包含基礎地理信息矢量數據庫、基礎地理信息柵格數據庫（包括DEM，DOM，DRG）;專題數據庫體系保存各種應用專題數據，包括土地資源數據庫、地質資源數據庫、生態資源數據庫、實景數據庫、社會資源數據庫;管理數據庫體系主要是指應用分析后進行決策以及對上述各數據庫體系進行統一維護的決策支持與系統維護數據庫。

4.1.3? 數據庫體系的接口

數據庫體系設計的優劣直接影響系統設計和使用[13]，本文建立的數據庫體系接口分為外部接口和內部接口[14]。數據庫體系中的所有數據庫支持構建于這些數據庫之上的所有系統，使用ADO.NET和ArcSDE兩種方式進行數據庫中數據的訪問。其中：ArcSDE接口方式用于空間數據的訪問;ADO.NET接口方式用于非空間數據的訪問。基礎數據庫更新模式如圖1所示。

4.2? 數據庫空間參考基礎

本系統中所有空間參考均采用CGCS2000國家大地坐標系。

5? 系統應用分析

本次系統應用以納雍縣官寨村為例，官寨村位于納雍縣化作鄉東部，呈條形分布，四周環山，喀斯特地貌與非喀斯特地貌并存，土壤類型主要有黃壤和石灰土，樹林植被屬亞熱帶綠闊葉林帶;屬于典型貧困村，信息資源設備尚不齊全，交通狀況仍較落后，以傳統農業為主，經濟總量小，結構不合理，總體效益低，農民生產生活條件差，生活水平低。官寨村主要致貧原因是扶貧對象規模大、貧困戶增收渠道單一、人地矛盾突出、可利用耕地資源少、基礎設施薄弱，脫貧攻堅工作具有艱巨性和迫切性。官寨村地勢圖（無人機Lidar數據）見圖2。

5.1? 基本GIS功能模塊

基本GIS功能模塊涵蓋了常用的GIS操作功能，支持通過菜單對地圖和數據進行交互式操作，實現地圖數據文件的加載，保存和導出地圖功能，同時包括根據村級發展需求選取開發的基本分析功能。官寨村各數據錄入后，存入對應數據庫，實現對數據庫的更新工作，并可在此單元結合ArcEngine各接口對數據庫數據進行調用，通過系統對官寨村矢量數據的分析、交通數據的提取、等高線轉DEM、坡向、坡度圖等，進行系統矢量數據庫、柵格數據庫等的更新。具體包含各種ArcGIS支持的文件的打開，如打開文檔的放大、縮小、平移、距離和面積測量、地圖導出、地圖渲染、地圖圖幅整飾、書簽管理等，具有對數據庫中數據的編輯、屬性查詢、空間查詢、查詢統計等功能。

5.2? 資源環境監測與管理模塊

在系統中資源環境監測與管理模塊包含基礎信息、資源信息、生態環境信息三個菜單，該模塊包含資源信息在數據庫內部的存儲、管理和更新。根據官寨村資源數據收集，該模塊主要包括官寨村行政區劃、遙感影像、地勢地質地貌、官寨村土地利用情況、土壤資源、土地資源、水源點分布、交通信息、旅游資源、納雍縣溫度數據等信息。關聯數據庫包括基礎地理信息矢量數據庫（DLG）、基礎地理信息柵格數據庫（DOM/DEM/DRG）。本模塊提供官寨村資源環境信息查詢和分析，點矢量信息鏈接對應高清照片，為便于用戶管理和更新照片，照片使用文件管理數據庫進行存儲，支持多數據疊加查看。根據系統可對官寨村水源點供水范圍、交通影響范圍等進行緩沖區分析，作為資源環境利用建設的決策依據。

土地利用的變化情況受人為因素和自然因素的影響，并且主要受人為因素影響[15]，村級土地利用范圍小、比例尺大，除特殊災害外，只考慮人為因素影響，村級土地利用變化情況也反映人地關系變化，系統中建立土地利用變化檢測模型具有必要性。本模塊結合矢量資源環境變化情況，利用模型構建器（ArcGIS Model Builder）中相關工具形成土地利用變化檢測模型，將模型存儲于決策支持數據庫中應用于資源管理系統，并應用于官寨村2016—2018年土地利用變化檢測，土地利用變化監測模型構建工作流如圖3所示。

5.3? 社會管理模塊

社會管理模塊在系統中包含社會經濟信息、脫貧攻堅信息和村級建設信息，主要用于村級人口、戶籍、搬遷、貧困戶、勞動力情況、建設情況等數據的管理，對雜亂冗繁的人口數據進行模塊式匯總，數據以表格呈現定量級情況，以矢量呈現位置情況，結合ArcGIS操作，實現貧困數據空間化與可視化，可對應改變編輯新增對應人口信息的空間位置情況，結合貧困信息與空間地理信息實現貧困數據的統計分析。官寨村屬于二級貧困村，本模塊主要匯集了官寨村的人口民族信息及住宅分布、貧困戶信息及貧困戶分布、困境兒童信息、留守人員信息、勞動力信息、脫貧攻堅項目信息等。

5.4? 作物種植適宜性分析模塊

作物種植適宜性分析模塊主要用于作物種植地點面積和時間段的分析，根據需要種植的作物生長條件，在系統分析模型中輸入合適的篩選條件得到作物適宜種植范圍。根據需求實地采集村級溫度降水太陽輻射等信息，系統提供提取坡度坡向對應工具，以方便用戶進行相關操作。系統通過調用數據庫中DEM數據和氣候數據，結合用戶所輸入的種植條件，分析得到不同作物在官寨村的適宜種植情況。

5.5? 地質災害預警模塊

地質災害預警模塊主要用于分析地質災害隱患點以及選取有效的災害避難點。模塊包含對歷史地質災害的統計管理，對應地區的巖性分布、地貌類型、降水分布、人為工程建設情況的匯總和查看。地質災害預警背景采用官寨村的三維高精度影像，三維高精度影像通過無人機飛行數據3D建模生成。

根據文獻[16?18]對地質災害的研究，建立災害預警系統，系統界面及功能圖片如圖4所示。

6? 結? 論

1） 本文結合貧困地區發展需求，以官寨村資源環境信息為基礎數據，對官寨村的資源環境信息進行分類管理，利用Oracle數據庫構建符合要求的數據庫，實現快速了解研究區域資源信息且支持數據空間分析功能，包括疊加分析、統計分析、變化監測、災害預警等，對今后官寨村發展將起到決策支持作用。

2） 系統數據采用分層方式存儲，使得數據庫中的數據存儲、備份、遷移等較為方便，在各有關部門之間實現數據安全共享，提高后期數據的使用更新效率，數據共享可避免管理決策者之間“信息孤島”的出現。

3） 與傳統的扶貧方式相比，貧困地區村域資源管理系統的出現，貧困識別分析由原來一家一戶的點范圍擴展到面范圍，結合整體情況，更能有效地分析致貧原因，結合地理優勢與地質地貌特點，更能為本地區扶貧方向做出有效判斷。

4） 本文利用貧困地區資源管理系統對村域數據進行分析，得到村域作物適宜種植區域、地質災害隱患點等相關信息，對于貧困村之后的農業發展及工程建設等起到建議性作用。

注：本文通訊作者為周忠發。

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