水利水電工程實物指標調查信息化系統開發和應用

李貴博

(廣東省水利電力勘測設計研究院有限公司，廣州 510635)

1 概述

實物指標調查是水利水電工程建設征地與移民安置規劃設計的關鍵工作之一。傳統的實物指標調查工作流程是基于Autocad、Excel等平臺開展的，隨著設計規范和審查要求的改進，調查內容增加、精度提高，需劃分的權屬單位和實物種類增多，現有的工作流程和方案主要依靠設計人員逐項輸入或根據后續設計方案逐項修改調查數據，其數據輸入的準確度、工作效率已不能滿足設計要求；且水利水電工程選址多位于偏遠山區，交通不便，許多指標的調查只能基于當地村民的口頭描述，導致最終調查數據的真實性和準確性不高。

目前，水利水電設計行業正在經歷信息化技術洗禮[1-5]。有實力的設計公司和單位都爭相開發征地移民信息化系統[6-9]，但系統大多應用于工程實施階段，主要是為業主及政府對項目工程進度、資金使用、質量控制、合同管理等方面服務，而對項目前期實物指標調查工作的關注欠缺。作為水利水電工程建設征地與移民安置規劃設計的基礎，實物指標調查信息化系統的開發與研究是十分必要的。

2 實物指標調查信息化系統需求分析

2.1 實物指標調查主要任務

按照大中型水利水電工程建設征地補償和移民安置條例，征地移民實物指標調查工作是水利水電工程前期規劃設計的關鍵業務[10]。

征地移民實物指標調查主要是查明征地范圍內各種影響對象的數量和影響程度[11]，工作內容為合理確定征地移民調查范圍，收集工程建設征(占)地區域的社會經濟資料，調查各項實物數量和質量，提出調查成果，對調查成果進行分析，編寫調查報告。

需調查的實物指標具體包括工程建設征地影響的各類人口、土地、房屋及附屬建筑物、零星果木及成片青苗、農村小型專項及農副業設施、個體工商戶及企事業單位、公路、輸電線路、通信線路等專業項目。

2.2 系統功能需求分析

1) 基礎數據

基礎數據的準確輸入是設計工作和信息化系統的重要目標，也是實物指標調查信息化系統應用的重要內容。征地移民的基礎數據主要分為“上游專業資料”、“范圍線”、“調查數據”、“外來資料”4大類。

① 范圍線劃定

隨著自然資源部推行空間規劃數據，范圍線的劃定需要改進為在三維實景地圖疊加空間規劃數據的模式。而且，隨著設計規范要求的提高并考慮到數據修改的需求，還需利用衛星定位現場標識、內業修正的方式，按地塊和房屋逐一劃定邊界范圍線。

② 調查數據準確

由于實物調查數據量大，無可避免地產生數據錯漏，名稱、規格、單位不統一等問題。為保證基礎數據輸入準確，開發基于GIS+GPS的無紙化輸入系統，實現移動端設備現場定位、統一調查數據規格、現場1次錄入，達到取消人工轉錄數據工作流程、調查數據形式統一、消除數據錄入錯誤的目標。

2) 數據修改

征地移民專業的各類數據往往帶有多種屬性，修改任一數據時，由于涉及關聯數據多、歸類不正確、統計公式錯誤等原因造成基礎數據錯誤。因此應建立數據庫，達到各類數據修改由每個單獨數據單位發起，數據修改人及修改后的數據可查、可控，修改任一數據后的關聯情況可查、可控的目標。

3) 校審程序

由于基礎數據繁多且具多屬性、廣鏈接的特點，校審工作難度很大。以每一地塊為單位對數據進行前端校核、審查的程序，達到校審人員可以通過遠程實景地形和照片對實物逐一進行校審，以及在設計人員修改數據后可以調閱原數據比對校審的目標。

4) 數據統計及匯總

數據統計采用計算機軟件自動按設定條件統計匯總，從而改變現有使用Excel人工編制統計公式匯總的工作流程。數據匯總統計應根據設計需求進行匯總，包括生成土地調查表、房屋及附屬建筑物調查表、人口調查表、工業企業調查表、各類專業項目調查、庫底清理實物匯總表及各類實物調查成果匯總表。

3 系統平臺構建

3.1 總體目標

實物指標調查信息化系統在建設征地和移民安置規劃設計中的應用，需要保證設計過程中各類調查數據、基礎數據(包括修改的數據)的輸入、校驗及輸出同一性的總體工作目標(分解示意見圖1)。

圖1 系統目標分解示意

目標結構采用逐層分解的方法，總目標為“保證數據同一性”，通過目標分解，明確系統各級目標，主要包括“基礎數據準確”、“履行校審程序”、“數據修改可控”、“數據統計準確”、“數據計算準確”。基本實現各類實物調查和安置規劃數據前端輸入、動態可視、遠程校審、數據統一、修改可控，從而達到每個數據都可視、可查、可控的目標[12]。

3.2 技術路線

系統采用B/S和APP/S架構，通過常用瀏覽器訪問服務器或者通過手機APP訪問服務器的方式進行數據的采集、修改、審核及統計分析。通過WEB端將繪制的基本數據導出為KML、DXF或者JSON文件，再導入常規的CAD工具軟件中進行后期的設計及處理，形成成果文件。

系統后臺基于北京華創匯翔科技有限公司的AGLOS平臺,華創匯翔AGLOS系統是開放的平臺，有豐富的開發接口，可以根據需求進行相應的定制開發和應用的擴展。開發接口有底層數據的WEBAPI接口、業務接口、WEBGL接口、GIS控件接口。

華創AGLOS平臺包含多個產品模塊，具有靈活擴展的體系架構，提供了良好的可伸縮性，實現快速的實施、定制，滿足系統開發基礎需求。華創AGLOS平臺架構如圖2所示。

圖2 AGLOS平臺架構示意

3.3 系統開發內容

3.3.1多數據融合

將“上游專業資料”、“范圍線”、“調查數據”、“外來資料”4大類以及三維傾斜攝影模型、高清正射地圖、高程DEM模型融合在1張圖中，后期可以將BIM模型也融合到1張圖中，設計人員可以了解后期建立工程的情況及具體的位置等內容。

通過多數據的融合，方便設計人員、校審人員及業主各方人員在虛擬的數據模型中直接查看現場情況，可以繼續后續的工作，同時也為后期解決財產糾紛提供基礎數據。

3.3.2協同平臺

系統采用B/S的架構，系統先進行標準化的配置，配置項目的補償安置定額標準及相應的單位及規則。現場人員進行數據的輸入及位置定位，采集720°實景照片模型，上傳到系統中，發起校審流程。校審人員會收到相應的任務及提醒，進行數據的校審，同查看實景模型、720°影像數據還原真實的場景及現場的照片進行數據的校審，確定數據的準確性及規范性。

3.3.3協同系統搭建

系統總體功能分為“數據庫”、“地圖功能”、“文檔功能”和“數據功能”4個模塊,主要功能包括：項目管理、組織人員管理、角色及權限管理、系統設置、項目設置、圖層管理、數據管理、圖形繪制及導入導出、文檔資料管理、統計分析，系統界面如圖3所示。

圖3 實物指標調查信息化系統界面示意

1) 項目管理：系統為多項目系統，將項目的基本信息及項目人員管理。

2) 組織人員管理：系統使用人員的管理，根據組織機構進行角色及權限管理。

3) 數據管理：包括土地地類、青苗種類、房屋結構和用途、附屬建筑物類型、移民個人信息、專業項目、工業企業以及這些地物的數量和權屬。

4) 系統設置管理：系統環境的設置，包括數據字典、空間位置碼、定額標準等。

5) 項目設置管理：項目環境的設置，包括定額、圖層及相應的遵循的標準

6) 圖層設置管理：傾斜攝影、范圍線、工程樞紐布置圖、施工布置圖等圖層。

7) 圖形繪制及到導入導出：編制實物調查圖和劃定調查范圍線、實地繪制各類實物界線、復核建設征地范圍等圖。

8) 文檔資料管理：所有文檔的管理，包括：上游提供資料、調查中的文件、生成的成果文件及提供下游專業的文件等

9) 統計分析及報表生成：包括人口調查表、房屋及附屬建筑物調查表、建設征地土地調查表、企事業單位調查表等幾十個報表。

4 系統優勢及特點分析

4.1 應用實例

本征地移民信息化系統首次應用在廣東云浮抽水蓄能電站工程可行性研究階段移民實物指標調查工作，4名設計人員僅用時10 d時間，便順利完成了76名搬遷移民、133.33余hm2土地、4 000余m2房屋、各類地上附著物、2家個體工商戶及2家企業及3座小型水電站的調查任務。該實物指標調查成果由云浮市新興縣人民政府發文確認。與常規抽水蓄能電站可研階段1個月左右的實物指標調查時間相比，節約了調查時間，提高了工作效率，工作界面示意如圖4～圖5所示。

圖4 人口、房屋及附屬物調查界面示意

圖5 土地調查界面示意

4.2 優勢特點分析

4.2.1調查便利性

1) 實現無紙化調查

水利水電工程占地面積大，涉及區域廣，影響實物復雜。傳統調查方式，需要準備大量的調查表格，現場圖紙等紙質材料，大量的紙質材料需要在調查結束后進行歸檔，占據空間且不易保存；該系統可實現無紙化調查，所有調查資料均可即時保存在系統中，不占空間、不易丟失且便于隨時查閱。

2) 無人機、360全景影像技術的運用[13]

蓄能電站地理位置較為偏僻，交通不便，許多地方現場調查人員無法到達。無人機技術的運用，較好解決了該問題。為調查實物指標現場統計提供了便利條件。同時，360全景影像技術的運用，使遠程校審人員即使不在現場的情況下，也能夠清晰了解現場情況。

3) 高清正射底圖及傾斜攝影的運用

高清正射底圖及傾斜攝影的運用，使調查人員在調查前就可以直觀了解項目所在區域的基本情況。同時，運用傳統方式進行村界劃定時，當地村民對紙質地形圖難以理解；高清正射底圖的使用，使項目區域更加直觀，增加了村界劃定的便利程度。

4.2.2調查效率

1) 提高數據錄入效率

傳統調查方式需要現場調查時在紙質調查表上進行逐項登記，調查結束，還需要復雜繁瑣的內業工作對調查數據進行電腦錄入及數據處理。該系統實現無紙化調查，調查數據即時錄入，系統具備語音錄入功能，免去了現場調查大量的登記數據時間。

2) 提高數據統計效率

經遠程校核的數據可自動進行統計生成實物指標匯總表及投資概算，與傳統調查方式相比，節省了大量的內業工作，從而提高工作效率。

4.2.3調查精度

1) 遠程校審的運用

校審人員可以根據現場調查人員實時上傳的現場影像資料，對調查數據進行遠程校審，及時發現數據錯誤，提醒調查人員進行復核；與傳統調查方式相比，校審人員不在現場，僅憑調查人員的描述難以充分掌握現場實際情況。因此，遠程校審的運用提高了調查數據的精度。

2) 數據統計精度的提高

蓄能電站涉及實物指標項目復雜，數量較大，傳統調查方式需將調查表數據錄入電腦，并人為進行數據處理統計，往往會出現統計錯誤，且很難被發現，從而影響統計數據精度；該系統可自動對完成校審后的實物指標進行統計匯總，即提高了統計效率，也提高了統計精度。

3) 土地調查精度提高

傳統調查方式進行土地調查時，調查人員無法到達的位置只能通過國土圖斑、現場商議、奧維地圖等方式進行判斷，從而導致土地地類、青苗種類的調查精度降低。該系統運用高清正射底圖及無人機輔助土地調查，與傳統調查方式相比，在土地地類、零星果木及成片青苗的辨別更加精準。經試驗統計，相較于水源山預可研土地統計數據，運用該系統調查統計的土地數據，各地類面積與土地利用現狀更加吻合。

5 結語

自主開發的實物指標調查信息化系統革新了傳統 “山跑遍”、“紙記滿”、“改就亂”的工作狀態，實現無人機“代跑”、移動端“代記”、數據庫“代算”的智能化調查模式。具有提高調查精度、提升調查效率、增加調查便利等優點，具有廣泛的工程應用前景。但在調查設備便攜性、無網絡調查、手機移動端應用開發等方面仍有待于進一步優化和完善。