永順縣卓福村精準扶貧系統設計與實現

劉鈺瓊，賀 濤，何 強

（湖南省水利水電勘測設計研究總院，湖南 長沙 410007）

引 言

精準扶貧，就是要對扶貧對象實行精細化管理，對扶貧資源實行精確化配置，對扶貧對象實行精準化扶持，主要包括精準識別、精準幫扶和精準管理。然而貧困人口、貧困戶位置、扶貧規劃手段等精準信息大多具有空間屬性、時間屬性以及權屬關系等，如何將這些要素及屬性和關系進行統一有序的管理和呈現，需要依靠信息化的手段來解決。互聯網的應用、地理信息產業的發展以及多源數據融合等技術為精準扶貧管理提供了契機，相關職能部門可依托先進信息技術對扶貧工作實施有效監管，實現扶貧信息的全過程管理。本文以SuperMap GIS 9D 平臺為基礎，利用傾斜攝影技術、WebGIS 技術、BIM 技術等，選擇主流、前沿的研發技術，采用MVC、Vue+iClient3D for WebGL 等開發框架，設計并開發了湖南省永順縣卓福村精準扶貧系統。

1 系統設計

1.1 建設目標

湖南省永順縣卓福村精準扶貧系統的開發與研究主要是依靠信息化手段，著重解決當前扶貧攻堅中面臨的各類問題，包括數據零散、管理落后、資源無法共享等。在充分分析了卓福村精準扶貧特點的基礎上，通過運用現代信息技術，對貧困戶、貧困人口、幫扶政策、扶貧項目、扶貧資金、查詢統計等各類信息和功能進行整合，設計開發了基于BIM+GIS 三維地理場景的精準扶貧信息管理系統，實現了對卓福村各類精準扶貧數據的統一組織和管理。

1.2 技術架構

系統基于B/S 結構，將總體框架劃分為前臺、業務中臺、數據中臺、云端后臺四大部分。應用前臺主要包括扶貧數據管理、綜合數據管理、扶貧數據分析。業務中臺主要面向應用前臺，基于平臺的數據服務能力提供構建應用前臺所需的全部服務能力。數據中臺主要在基礎服務之上，提供數據管理服務，具體包括GIS+BIM 引擎、工作流引擎、文檔引擎、搜索引擎，同時搭建數據統計、數據分析等數據能力。云端后臺主要包括平臺的基礎設施建設，應用服務器、數據庫服務器的搭建。基礎設施資源作為平臺運行載體，主要包括計算、存儲、網絡等硬件設備以及平臺的建設，是平臺及信息化技術手段的基礎設施。具體框架如圖1 所示。

圖1 系統技術架構

2 關鍵技術

2.1 BIM+GIS 技術

建筑信息模型（簡稱BIM）是通過創建、整理和交換共享建筑三維模型及其附屬智能化、結構化數據，并鏈接整個生命周期各階段實現相互協作[1]，以滿足建設領域建筑生命周期管理的需要。隨著BIM 技術應用逐步深入，單純應用BIM 的項目越來越少，更多的是將BIM 與其他先進技術集成，以期發揮更大的綜合價值[2]。“BIM+地理信息系統（簡稱GIS）”應用就是其中一種。GIS 是對地球表層局部或整體空間的地理分布利用計算機信息系統進行數據采集，并對數據進行描述、計算、分析、存儲等處理的技術系統。BIM 與GIS 能跨界融合，是因為它們存在一種天然的互補關系：BIM 是用來整合和管理建筑物全生命周期的信息，GIS 則是用來整合及管理建筑外部環境信息。隨著三維GIS 和BIM 技術的不斷發展，以三維地理模型構建、三維空間分析為主的三維GIS與BIM 結合技術日益成熟，并逐漸應用到各行各業。

2.2 MVC 設計模式

本系統開發框架采用MVC 面向對象的編程思想，MVC（Model/View/Controller）設計模式將程序的輸入、處理和輸出進行分離，最大程度減小系統業務邏輯、表現和流程控制三者之間的耦合度，提高代碼的重用率[3]。MVC 把應用程序分為模型（Model）、視圖（View）和控制器（Controller）三個核心模塊[4]。其中，模型即業務邏輯層，封裝應用程序的數據結構和事務邏輯，接受View 的請求數據，返回給View 處理結果；視圖即表現層，面向用戶提供友好的交互界面，向Controller 提交用戶請求，并向用戶展示處理結果；控制器即流程控制層，將View 的用戶參數信息組裝、轉換為Model 能夠解釋的數據或者事務對象，將用戶動作解釋為對Model 方法的調用，調用適當的View 向用戶展示Model 的邏輯處理結果。基本流程可以理解為通過Controller 調用Model 處理Controller 接收的用戶請求；然后，Model 進行處理并返回處理結果；最后，Controller 調用對應View 格式化Model 返回的處理結果，并通過View 展示給用戶[5]。

3 功能應用

湖南省永順縣卓福村精準扶貧系統主要包括三大模塊的功能，分別是扶貧數據管理、綜合數據管理以及扶貧數據分析，系統首頁登錄界面如圖2 所示。

圖2 系統首頁

3.1 扶貧數據管理

扶貧數據管理主要是基于工作流的數據管理方式對貧困戶信息、扶貧措施信息、扶貧政策、幫扶情況等進行流程化管理，管理人員可以通過Excel 文件批量導入以及編輯頁面的方式對各類信息進行錄入，同時可以根據不同的管理權限對數據進行各類增刪改查。另外在扶貧措施管理中，為更加形象的表達規劃信息，系統采用基于三維場景的方式將扶貧規劃各方案進行二三維一體化展示。

3.2 綜合數據管理

綜合數據管理模塊（圖3）主要基于GIS+BIM 場景，對綜合數據進行管理，包括查看行政區邊界范圍、貧困村的基本概況、貧困戶信息、扶貧工作熱力圖、水利基礎建設的圖模關聯等。基于傾斜攝影單體化技術對扶貧信息進行精準定位和查詢；利用BIM+GIS 對三維立體空間進行描述，集成表達地下管線、構筑物和地上地物地貌相集成的立體呈現；采用360°全景以及航拍視頻等先進信息技術手段對貧困村村貌進行全方位展示。

圖3 綜合數據管理展示

3.3 扶貧數據分析

通過大屏方式，基于三維地理場景宏觀展示貧困村的基本概況，基于后臺統計分析等手段，對貧困人員的致貧原因及比例進行分析，對各項扶貧措施投資情況、貧困人口的變化趨勢以及水利基礎建設項目的投資信息進行統計展示。

4 結 語

隨著現代信息技術的不斷發展，扶貧管理系統的設計與實現成為了精準扶貧的重要支撐工具。本文結合卓福村精準扶貧管理工作的需求，基于B/S 結構，利用MVC 先進技術框架，以BIM+GIS 三維地理場景為基礎，融合多源數據為政府決策管理提供數據服務，設計并開發了卓福村精準扶貧系統。系統基于統一的坐標體系，統一的三維場景對數據進行分層疊加，對基礎地理信息、扶貧規劃信息、業務信息等進行統一管理，為政府部門全面了解村情、統籌規劃精準扶貧工作等提供了技術支撐。