建設用地全生命周期使用決策系統建設與應用研究

王國鋒 李媛 譚文津 樊艷春 趙剛

摘要：為確保建設用地安全開發利用，以江西省土壤環境信息化管理平臺建設為依托，經采集和集成土壤環境質量相關數據，實現對結構化、半結構化、非結構化數據的整理、分析、共享和發布，形成土壤環境數據資源中心，實現后續對數據的查詢、統計廈分析功能。基于省、市、縣三級應用，建立土壤環境信息化管理平臺，實現建設用地全生命周期管理，有效地提高建設用地開發管理過程中的數據透明度和建設用地開發管理的執行效果，同時有效降低責任追溯的難度。

關鍵詞：建設用地；全生命周期；決策系統；應用

中圖分類號：X321 文獻標志碼：A

前言

信息化正在成為推動環境保護領域轉型發展的新動力和提升政府管理能力的新途徑，黨中央、國務院高度重視大數據在推進生態文明建設中的地位和作用，2016年3月8日原環境保護部辦公廳印發了《生態環境大數據建設總體方案》（環辦廳[2016]23號），對生態環保大數據的建設和應用提出明確要求；2016年5月28日，國務院印發了《土壤污染防治行動計劃》（國發[2016]31號），明確指出應提升土壤環境信息化管理水平，《國家生態文明試驗區（江西）實施方案》中提出：“建設全省‘生態云大數據平臺，基于地理空間信息整合生態與環境數據資源，開展生態環境大數據分析應用，推動建立生態環境質量趨勢分析和預警機制，健全以流域為單位的環境監測統計和評估體系”。系統運用信息化的思維和理念，結合地理信息系統、互聯網+、GIS等先進技術方法和手段，整合江西省土壤信息建立土壤信息管理平臺，通過智能分析、智慧決策、聯動監管的目標，實現土壤環境治理能力現代化。

1材料與方法

1.1建設原則

以需求為主導，充分利用現有的通信及計算機網絡、系統和數據資源，加強整合；采用成熟的先進技術，充分考慮系統的實用性和可操作性；綜合平衡成本和效益，建立完善的網絡與信息安全保障體系；在多方案論證、綜合比選的基礎上做出設計方案選擇，以保證方案的合理性和科學性。

1.2建設任務

1.2.1土壤環境數據中心

采集和集成土壤環境質量相關數據，實現對結構化、半結構化、非結構化數據的土壤環境質量數據的收集、整理、分析、共享和發布。通過數據資源中心，實現后續對數據的查詢、統計及分析功能。

1.2.2污染地塊土壤管理

基于省、市、縣三級應用，建立污染地塊管理系統，根據國土部門地塊清單，從中篩選從事過有色金屬冶煉、石油加工、化工、焦化、電鍍、制革等行業生產經營活動，以及從事過危險廢物貯存、利用、處置活動的用地，形成疑似污染地塊清單，實現污染地塊全流程的管理。

1.2.3農用地土壤管理

以江西省土壤污染狀況詳查結果為依據，利用農用地土壤環境質量管理系統，定期對各類別耕地面積、分布、土壤環境質量變化情況等信息進行更新，并實現農用地土壤質量分類劃定結果的上報、統計和分析管理。

1.2.4土壤污染防治管理

基于土壤污染防治總體目標進行分解，錄入專項防治任務進度相關信息，系統根據錄入結果是否符合進度節點要求與考核要求等信息判斷專項任務工作進展是否達標。同時建成統一、全面、權威的專家庫系統，實現專家資源共享。

1.2.5土壤環境質量一張圖

結合土壤環境監測網絡布置原則，根據不同土地利用類型的網格布置規則，結合GIS技術，對土壤環境和土壤治理任務進行管理及展示。

1.2.6土壤環境信息公開

建設土壤環境數據發布門戶，提供面向公眾的土壤環境相關信息的公開，用戶可根據自己的權限，通過土壤環境數據發布門戶進行相關數據的發布。

1.2.7土壤污染防治移動應用APP

建設土壤污染防治移動應用APP，并與后臺管理系統即土壤污染防治動態管理系統進行同步，方便用戶隨時隨地對土壤數據進行查詢及土壤業務辦理。

1.2.8共享接口建設

土壤環境信息化管理平臺需提供與其他業務應用的數據共享交換接口，主要包括國家級相關業務系統和省級相關業務系統。

1.3系統總體設計

1.3.1系統總體框架

系統總體架構在環境信息總體規劃的指導下，以土壤環境管理應用架構、業務架構和數據架構的需求為基礎，結合當前主流和先進的技術方法和手段進行構建。具體按照四個層次三個體系進行設計。系統總體架構見圖1。

1.3.2系統性能需求

建議采用J2EE架構，Microsoft Windows 2012R2 64bit企業版及以上操作系統，Apache6.0及以上或者Oracle WebLofje Server 10 R3Web應用服務器，sql server2012或以上版本數據庫，支持谷IE8.0及以上、谷歌、火狐等瀏覽器。

1.3.3網絡設備及性能需求

核心交換機采用三層交換機，配備千兆SFP光口和非復用的1G/10G BASE -X SFP+光口。服務器接人千兆端口，普通用戶接人百兆端口；硬件防火墻采用國產主流百兆防火墻，端口可進行擴充；在互聯網與專網之間配置人侵防御系統，確保內、外網數據安全；在互聯網出口區配置一套SSL VPN網關，實現移動終端遠程接人應用；于互聯網出口布置一套網閘，確保內、外網數據安全，為保證對網站的訪問暢通，建議帶寬在100 MB/S以上。

1.3.4關鍵技術

采用J2EE技術，適應分布式管理的要求，在后臺的應用系統集成中，可以有效地保護現有的資源不被破壞；采用SOA面向服務的體系結構，提供信息或簡化業務數據從一個有效的、一致的狀態向另一個狀態的轉變。系統遵循面向服務的體系結構，使各個子系統之間完整地集成在一起；基于B/S的架構，在層與層之間相互獨立。

2系統建設

2.1土壤環境數據庫

采集和集成土壤環境質量相關數據，實現對結構化、半結構化、非結構化數據的土壤環境質量數據的收集、整理、分析、共享和發布。通過數據資源中心，實現后續對數據的查詢、統計及分析功能。

2.2污染地塊土壤管理系統

基于省、市、縣三級應用，建立污染地塊管理系統，實現污染地塊全流程的管理。

建立污染地塊管理系統，實現污染地塊全流程的管理，見圖2。

2.3農用地土壤環境質量管理

利用農用地土壤環境質量管理系統，定期對各類別耕地面積、分布、土壤環境質量變化情況等信息進行更新，并實現農用地土壤質量分類劃定結果的上報、統計和分析管理。

2.4土壤污染防治項目管理

2.4.1專項資金項目

專項資金項目按照以下流程圖實現全流程管理，見圖3。

2.4.2土壤環境項目專家管理

建立土壤環境專家數據庫，能夠實現專家信息的導人和維護；對于需要組織召開專家評審會的項目，通過該系統進行專家選取工作，實現專家資源共享。

2.4.3技術培訓

技術培訓材料可支持音頻、視頻、文檔等多種類型，上傳平臺后需經過審核方可面向平臺用戶開放。培訓對象登錄系統后可在線下載培訓材料。

2.5土壤環境質量一張圖

結合土壤環境監測網絡布置原則，根據不同土地利用類型的網格布置規則，結合GIS技術，對土壤環境和土壤治理任務進行管理及展示。

2.5.1土壤總體狀況管理展示

通過土壤環境質量總體狀況展示，便于工作人員或相關領導，直觀查看土壤環境管理工作的總體情況，包括土壤質量達標情況展示和工作任務情況展示。

2.5.2業務專題管理展示

根據不同土地類型的網格規則及監測點位置信息，實現土壤監測點位的地圖展示。以GIS地圖與統計圖表相結合的方式對土壤監測數據進行分析，根據GIS展示不同土地利用類型的土壤環境質量分析評價結果，基于GIS對其進行監控和管理。管理人員可隨時查看污染地塊及治理情況，并且可以在基礎狀況圖的圖層基礎上，輸出整治項目圖的JPG格式圖片。

2.6土壤環境信息公開

建設土壤環境數據發布門戶，提供面向公眾的土壤環境相關信息的公開，用戶可根據自己的權限，通過土壤環境數據發布門戶進行相關數據的發布，包括以下信息公開：土壤環境狀況、土壤污染重點監管企業名單、重點行業企業土壤污染防治責任書、土壤污染重點監管企業自行監測信息、不達標企業名單、污染治理與修復工程基本情況與效果、土壤污染治理與修復效果評估信息、土壤污染治理與修復從業單位信息等。

2.7土壤污染防治移動應用APP

建設土壤污染防治移動應用APP，并與后臺管理系統即土壤污染防治動態管理系統同步進行，方便用戶隨時隨地對土壤數據進行查詢及土壤業務辦理。

2.7.1數據查詢

系統提供多種查詢方式，用戶可對土壤基礎庫數據和土壤統計分析數據進行查詢：通過移動終端，用戶可對土壤基礎庫數據，包括法律法規標準庫、農用地詳查數據、詳查單元劃分數據和土壤背景值數據、國土、農業等數據進行查詢；通過移動終端，用戶可對土壤統計分析數據，包括農用地綜合統計數據、污染場地綜合統計數據等數據進行查詢；通過移動終端，結合GIS技術，用戶可對江西省土壤環境質量監測點位、土壤重點行業企業、土壤環境質量評價情況、污染地塊分布情況、農用地三維模型情況等進行查詢，方便用戶隨時隨地掌握土壤環境質量狀況。

2.7.2專項資金項目管理

用戶可以通過移動端對專項資金項目進行管理，實現任務流轉。專項資金項目管理包括項目申報任務發起、待辦任務、已辦任務、任務提醒、任務預警、催辦督辦等內容。

2.7.3法律法規文件

系統將環保相關資料分類管理，用戶可以通過移動智能終端查詢環保相關的文檔資料，包括環保標準、環保法規、應急管理文檔等內容。實現對相關資料的快速查找功能，實現全文檢索，通過輸入關鍵信息即可檢索相關文檔并進行下載。

2.8共享接口建設

江西省土壤環境信息化管理平臺需提供與其他業務應用的數據共享交換接口，主要包括國家級相關業務系統和省級相關業務系統。系統的建設過程中需與國家系統建立數據交換接口，實現業務數據的實時動態交換。此外土壤環境信息化管理平臺建設需預留與其他相關業務系統的接口，以及未來江西省生態環境大數據管理平臺的數據共享接口。

2.9網絡拓撲

采用冗余技術設計網絡拓撲結構，避免關鍵節點存在單點故障。提供主要網絡設備、通信線路和數據處理系統的硬件冗余，保證系統的高可用性。網絡拓撲示意圖見圖4。

2.10成果展示

依據上述關鍵技術，構建了建設用地全生命周期使用決策系統，應用于江西省土壤環境信息化管理平臺建設，實現了土壤環境信息資源整合與共享，使江西省環境保護數據資源及業務系統的縱向貫通和橫向聯動，全面提高江西省土壤環境管理科學決策的綜合水平，管理系統界面見圖5。

3結論

此系統利用GIS提高環境保護信息的可視化水平，有效地利用數據分析模型和展現手段實現專業、科學的環保數據利用，增強各級領導決策的科學性、準確性；完善了江西省生態環境廳內部各業務部門、直屬單位、縣（市）環保局的信息互聯互通，實現了與全國污染地塊土壤環境管理系統數據的交換共享，為各級環保部門及時準確地了解環境保護工作動態、把握環境保護工作重點、開展環境治理、實現生態保護提供有力支撐，可更好地為環境信息的共享與決策支持而服務。