基于GIS 的高速公路可視化征地拆遷技術應用研究

肖 波 白 皓 冉光炯 沈國焱

（1、四川高速公路建設開發集團有限公司,四川 成都610047 2、四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司,四川 成都610041）

1 概述

近年來,作為交通運輸行業中重要的一部分,高速公路工程的建設,在建設工期、建設質量、成本控制等方面的管理越來越重要。高速公路工程建設具有征拆難度大、施工作業面廣、技術工藝復雜、環境敏感點多、參建單位及交叉影響因素多等諸多特點[1]。

目前,在高速公路工程征地拆遷管理方面,大多還是采用傳統的手段進行管理,因其涉及環節多、相關數據量大、數據準確性要求高等要求,在拆遷和補償的認定方面容易帶來一些難以避免的錯誤,數據核算工作量大難度高,勢必導致征拆管理工作的難度加大。為此,以GIS 技術為基礎結合實際工作需求,建立基于GIS 的高速公路工程可視化征地拆遷管理系統,支撐高速公路建設征地拆遷管理應用具有重要意義。

2 征地拆遷管理需求分析

2.1 征拆管理工作分析

高速公路征地拆遷工作主要分為八個階段：準備階段、宣傳動員階段、征拆勘察核實清理登記階段、征拆補償資金兌付階段、永久性征地范圍內建筑和地面附著物拆遷階段、征拆安置階段、施工日常協調階段、完善手續階段。（圖1）

2.2 征拆管理現狀分析

在高速公路征地拆遷管理中,征地范圍紅線目前主要以二維圖紙的方式進行描述,缺乏和現實環境的對應,不能直觀的表現征拆的區域及區域內相應建筑物、構筑物、苗木等的情況[2]。征拆管理過程相關數據,大多以數據表的或線下文件的方式分散存儲管理,征拆相關數據報表需要花費大量人力物力長時間的進行處理,數據準確度和完整性難以保障；形成的報表數據是靜態的,無法實現詳細數據的有效追溯,也不能靈活的根據實際需求快速的形成所需的統計分析報表。

3 征地拆遷管理GIS 應用

近年來,GIS 技術以其強大的數據處理及展示功能、空間分析功能、良好的圖形平臺和可靠性能,被廣泛應用于各行各業[3-5]。針對高速公路工程,近年來在工程設計規劃設計階段也大量應用衛星影像、航拍影像、激光點云等GIS 技術及數據成果,提高了工程設計的效率和質量。結合設計階段的數據成果,將GIS 技術應用于征地拆遷管理,通過先進的IT 技術建立基于GIS 的征拆管理系統（一下簡稱征地系統）,將工程征拆相關數據及過程以數字化的手段管理起來,并以可視化的方式進行應用,能很好的彌補傳統征地拆遷工作的不足。

圖1 高速公路征拆管理流程

3.1 基礎數據處理

高速公路征拆管理涉及工程區域地形地貌影像數據,征拆紅線數據,路線樁號數據,征拆區域土地、建筑物、桿管線數據等。其中路線樁號數據是整個工程的關鍵定位數據,后續征地紅線數據、建筑物、桿管線等都需要與其關聯,為將這些數據融合應用,需對這些數據進行處理,并統一加載到GIS 場景進行征拆應用[6-8]。

本文所涉及基礎數據處理流程如圖2 所示,先根據設計單位提供的線路數據解析路線的工程坐標,再通過坐標系轉換計算將工程坐標系轉換為CGCS2000 大地坐標系數據存入征地系統數據庫；針對征地紅線數據則通過設計單位提供的DWG 格式征地紅線數據提取相應工程坐標系下的二維線數據后,通過工程坐標系與CGCS2000 大地坐標系進行轉換計算形成轉換后的紅線數據JSON 數據存入征地系統數據庫,通過同一坐標系下的坐標關系與樁號進行關聯,并通過征地系統GIS 組件加載應有。

3.2 征拆計劃管理

圖2 征地基礎數據處理流程

圖3 征地紅線CAD 數據

圖4 融合到GIS 場景的征地紅線

整個高速公路征拆過程,以完成征拆對象為目標,以征拆計劃為管理主線,借助基于GIS 的征拆管理系統,可將征拆計劃數據與征拆區域GIS 信息、行政區域信息、樁號信息、紅線區域信息等進行關聯,將傳統數據化的征拆計劃圖形化、數字化,從而提高計劃制定的合理性及管理便捷性。

基于在基礎數據處理階段完成的征地區域紅線數據、線路樁號數據及其相互的關聯關系,可根據征拆計劃用地范圍中確定的樁號數據,在征拆系統中進行自動匹配計算,將計劃數據與征拆紅線進行關聯,從而實現通過征拆計劃可直接在征拆系統GIS 場景中定位其對應的紅線區域圖,以及通過在GIS 場景中點擊紅線區域自動關聯檢索出對應征拆計劃信息,最終實現征拆計劃的可視化管理,提高了管理的效率和質量。

另一方面,征拆計劃需要根據工程實際施工計劃進度要求進行合理制定,借助BIM工程設施模型數據,在征地系統GIS組件內可將征地計劃紅線區域與BIM模型數據融合加載,從而實現征地計劃于施工進度計劃的可視化分析,及時動態調整優化征地計劃,保障工程施工建設進度的完成。

3.3 征拆進度管理

在制定完工程征拆計劃后,重要工作是確保計劃紅線區域相應征拆工作能按計劃順利完成,而對征拆計劃的執行過程及征拆進度的實時把控與管理是其中的關鍵。傳統征拆進度管理主要是將計劃數據表文件分級下達到相關參與人員,再由各參與人員根據現場征拆完成情況填寫相應數據表,層層傳遞匯總,形成需要的各種進度數據表,在相應征拆管理人員中流轉的都只是一堆數據表及各種附件,即不能直觀精確的反映征拆進度、也不能靈活的根據需要進行統計分析、在數據追溯方面也很困難。

本文結合GIS 的征拆管理應用,將征拆計劃執行過程通過計劃數據、紅線數據、樁號數據、行政區域數據、土地類型數據等所有征地相關數據有機關聯,形成一個有效的數據網,現場的征拆執行人員可通過征拆系統APP 實時在線填報相關征拆完成情況數據,系統自動根據征拆數據關系將現場數據與計劃數據掛接,后方管理人員可及時查看征拆計劃執行情況,并結合征拆系統組件直觀準確的掌控征拆整體進度情況,如哪些區域制定了計劃、哪些區域開始征地、哪些區域完成了征地、各區域征地完成百分比等一目了然,管理者可在GIS 場景中通過點擊關注征拆紅線區域對象,追溯詳細的征拆執行過程數據,全面了解征拆執行情況,從而以可視化的管理方式提高征拆進度管理的及時性、準確性及數據可追溯性,實現管理效率和質量的提升。

圖5 傳統EXCEL 征地計劃表圖

圖6 與征地紅線、樁號數據關聯的征地計劃數據

圖7 GIS 紅線區域與BIM 工程設施可視化關聯融合

圖8 基于GIS 的征拆進度可視化管理

另外,由于現場征拆執行過程情況復雜多變,常常會遇到諸如：征拆困難戶、面積數量有爭議、邊角地、補償不到位、助工等情況,在進行征拆計劃執行進度管理階段需要對這些信息進行全面掌握,并督促監督相關問題的處理解決情況,以減少對征拆計劃執行的影響,從而確保工程建設進度的完成。

3.4 數據查詢與統計

整個征拆過程涉及大量的數據信息,且需要進行大量的數據統計分析及統計報表,傳統以數據表存儲管理的方式,在進行數據統計分析時,需要耗費大量的人力物力花費較長的時間進行存在一定的任務誤差,且不能靈活根據不同管理對象及不同統計維度進行數據組織,在發現問題時也不能快速的對相關數據進行追溯。

本文結合GIS 的征拆管理應用,將征拆設計、征拆計劃、征拆執行各階段相關數據進行全面管理,且對各數據關系進行梳理形成征拆數據網,實現了紅線數據、樁號數據、征拆計劃數據、征拆進度數據、征拆問題數據等的互相關聯追溯。運用征拆系統強大的數據查詢統計能力,快速形成征拆管理所需要的各類報表信息,如：征拆總體完成情況表、一縣一月已報、征地明細表等,并可動態的進行過濾組合及逐級追溯,統計的報表結果可及時導出為EXCEL 數據表,進行線下流轉及歸檔管理。極大的提高了征拆數據查詢統計分析效率,大量的節約了成本。

4 結論

圖9 與GIS 征地紅線互通的詳細進度管理

圖10 與GIS 征地紅線互通的征地問題管理

圖11 精細化的一線一月征地統計報表

圖12 可追溯的征地拆遷詳細統計報表

高速公路工程征拆管理是一個復雜的過程,不僅涉及工程投資、建設方,還涉及地方政府、工程區域土地所有者,本文結合GIS 技術在高速公路工程征地拆遷管理過程的應用進行了一定的探索,深度分析高速公路征拆管理現狀及管理過程相關業務需求,結合相關應用流程、各環節數據,對數據關系進行深度分析,將工程線路數據、樁號數據、征拆紅線數據、紅線區域土地數據、征地計劃數據、征地執行過程數據、相關征地問題數據等關聯形成完整的征拆數據網。再結合GIS 技術、先進的IT 技術等建立基于GIS 的征地管理系統,將數據網與GIS 圖形相結合,形成可視化的征拆管理工作臺,在征拆管理各環節支撐相關參與則進行直觀、高效的完成工作,并根據管理業務需求及時動態的形成各類數據報表,在滿足征拆管理統計分析要求的同時,極大的提高數據的準確性及可追溯性,降低管理成本及管理風險。

本文針對GIS 技術、先進的IT技術等在高速公路工程征地拆遷管理的應用,進行了一定的研究思考,結合實際的應用需求形成了一些具有實際價值的應用方向及應用路線,為GIS 技術、先進的IT 技術等在高速公路工程征拆管理工作中的全面深入應用探索提供了一定參考。