水电工程移民全生命周期信息化管理云平台建设

王 茂 洋,罗 天 文,吴 恒 友,徐 锐,孙 德 安

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州 贵阳 550002)

水利水电工程征地移民工作是一项集自然、社会、经济、环境等科学于一体的系统工程，历来是水利水电工程中的管理难题[1]。利用信息网络技术、现代管理理念等先进手段开展水利水电工程移民管理工作十分必要和迫切[2]。对于地方政府、项目业主、设计单位、行业主管单位和移民公众等而言，建立一个动态、高效、可持续应用的全过程的征地移民云平台不仅可以促进移民工作信息化、标准化、规范化，提升移民管理水平和行业能力，还可以促进移民工作的公平、公正、公开，对于提高工作效率、保证移民资金拨付透明化等都具有现实意义[3]。

目前国内外还没有成熟的专门针对水利水电工程征地移民全生命周期管理云平台的研究成果，在数字移民实践活动中，众多专业技术开发商积极探索并发展形成了各具特色的技术解决方案[4]，但大多是业务和系统分离的，缺乏实用性。这就导致了系统的冗余，一个项目一套软件，无法做到动态模型驱动，一套软件动态定制多个项目。另外，现有的一些系统大多是实现移民工作的某一部分或者某一环节的内容，无法全过程支持，缺乏从数据采集、存储、管理到分析的一体化云管理平台。

1 云平台设计

水利水电工程征地移民全生命周期信息化管理云平台是一个涵盖征地移民工作全过程、一体化的云平台管理，可做到动态模型驱动，定制化开发运用，一套软件动态定制多个项目，减少系统冗余，提高业务的开展效率和实用效果[5]。

1.1 系统规划

该项目通过实际深入地调研，明确了云平台实际业务需求，细化了整个水利水电工程征地移民工作的业务流程：将整个业务流程划分为N个最小功能单元，每个最小单元相互独立并组件化形成功能库，最小功能单元组合形成业务功能，也可与业务功能组合形成应用模板，每个应用模板都保存到模型库中。每个应用项目都将形成一套应用模板，不断循环积累最小功能单元、功能库、业务功能库、应用模板库和模型库，见图1；并研究建立各个阶段的功能模块及表现形式(C/S、B/S、APP)，真正实现数据共享，形成一体化的云平台。

图1 动态模型驱动业务流程Fig.1 Dynamic models drive business processes

1.2 需求分析

征地移民工作是多方面的、复杂的系统工程，传统工作模式已很难适应新情况新要求。特别在信息化时代背景下，信息成了生产要素，决策基础和管理依据[6]。提高征地移民信息化水平，可以提高信息获取、管理和利用的效率，提高移民规划和决策的科学性，实施监督时效性和解决问题的能力，有利于各方信息的沟通，从而将移民工作推进到一个新阶段[7]。通过信息化来管理征地移民工作，建立征地移民全生命周期信息化管理云平台，解决用户在数据空间可视化展示、快速模拟分析决策、全过程的管理查询以及快速准确的实物赔付计算等迫切问题[8-10]。

1.3 总体设计

云平台设计采用3层架构，将数据、业务逻辑和应用软件进行分离；应用数据和模型之间设计并实现用户急需解决的问题。以空间数据和属性数据为基础，以3S集成技术(RS、GPS、GIS)为支撑，以空间信息、大数据分析为手段，实现对征地移民信息(地图、数据、文本、图像等)动态采集、处理、存储、管理、分析、展示、发布的云平台。最终形成为移民部门、项目业主及其相关职能部门等多用户提供多层次、高质量的信息服务，辅助移民部门对移民前期信息、移民过程信息以及移民后期信息进行全过程信息化云平台管理。

1.3.1 总体架构设计

水利水电工程征地移民管理云平台是一个多维度、多服务的信息化平台，在技术框架上遵循3层架构，在底层数据上，将空间数据和移民基础数据通过软硬件基础设施的支撑建立了空间数据库、数据信息数据库和系统配置数据库，形成数据服务层；在此基础上，通过基础组件、信息搜索引擎和GIS地图服务引擎等中间件，组成云平台应用支撑层，提供功能接口；最后，在调研业务需求的基础上，建立业务逻辑模型，搭建水利水电工程征地移民全生命周期信息化管理云平台，通过浏览器和手机APP向外提供信息服务，同时也可安装桌面端进行操作，平台架构如图2所示。

图2 平台架构Fig.2 Platform architecture diagram

1.3.2 业务功能设计

(1) 前期规划设计阶段的基础数据入库管理、查询、展示和分析。通过高精度DEM计算三维场景下不同高程的淹没线，并将其与实物数据进行叠加，展示不同淹没线的变化动态，统计不同淹没线的实物淹没情况[11]，如图3，4所示。

(2) 针对水库工程的土地及土地附着物、房屋及房屋附属设施、专项等实物指标数据根据“一库一策”赔付政策模型搭建征地移民实物补偿计算基础平台进行补偿计算，自动计算输出土地确认表、附着物确认表、补偿补助明白卡和协议书等成果资料[12]，功能设计如图5所示。

针对在移民实物指标调查阶段，外业人员将每天的外业数据通过Excle固定模板的形式上传平台中，通过平台可以查询每家每户的实物指标，并可指定相应用户进行修改；在平台中以每户为单元，生成每户的土地和附着物确认表、补偿补助资金兑付明白卡、移民搬迁协议和搬迁承诺书；解决大量移民赔付资金人工计算的错误及标准不统一等问题，提高工作效率，随时对工作完成情况进行统计和分析，按县区、镇、村、组等不同层级对人口、土地、人房的已签约和未签约的实物指标数量、补偿费用等情况进行统计输出。

图3 人房BIM模型及属性信息Fig.3 BIM model and attribute information

图4 不同淹没线叠加实物指标Fig.4 Different submerged lines overlay physical index

图5 实物指标赔付计算Fig.5 Physical index compensation calculation

(3) 针对征地移民工作涉及的数据资料多，工作方式效率低、成果数据不直观的问题，平台结合航飞影像及3S技术，实现数据资料的快速、有序的收集整理、查询以及统计分析并将结果作为永久电子化档案管理，形成水利水电工程征地移民综合信息化管理云平台[13]，效果展示如图6所示。

以权属人为纽带，以实物指标为核心，将其贯穿征地移民工作全过程。对移民管理过程中所产生的各种原始资料(如照片、音像资料、调查表等)进行管理。原始资料与每一个移民户、每一块土地、每一处房屋等进行关联；一条数据可以关联多份原始资料，如一个移民户可以与他的户口本照片、房屋产权证照片、房屋照片、家庭成员照片、原始调查签字表的扫描件或照片、其它财产的录像资料等进行关联；出于安全性考虑，系统可以根据实际需要对原始资料的浏览、下载进行权限控制，只有获得系统授权的用户才可以对相应的原始资料进行相关的操作。

(4) 建立基于综合管理平台的后期扶持跟踪管理模块，以GIS地图为线索，以每户移民为单元，跟踪管理每户移民后期的生活、生产情况，定位查询人口流动变迁、扶持项目前后生活变化情况，按文字、图片、视频等多种方式以时间为线索进行GIS可视化渲染。

2 平台实现

云平台的实现，是在充分了解各用户在不同阶段的迫切需求后，综合考虑了各方面因素，建立的一套征地移民全生命周期信息化管理云平台，它包括了桌面端、网页端和手机端等多种终端形式，并赋予不同的功能需求定位：手机端负责数据的展示和采集，主要以简单便捷为主；网页端实现了数据的查询、管理、存储和资料的归档，兼顾了便捷性和功能性；桌面端负责数据的管理、编辑和分析，主要考虑的是系统功能性；各平台之间的数据实现共享，是一个有机的整体。

云平台基于JavaEE平台，采用大型关系数据库SQL SERVER2008R，使用面向对象的软件工程技术，并引入标准化的工作流程，在软件开发前，制定了严格的软件开发流程和规范，保证了系统的可扩展性和可伸缩性。

3 应用情况

水利水电工程征地移民工作全生命周期信息化管理云平台经过不断修改完善，先后成功应用于遵义观音水库、遵义茅坡水库、铜仁大兴水库、安顺黄家湾水库等大中小型水库中，移民管理各相关单位通过云平台手段协同工作，更加规范了工作流程，提高了工作效率[14]。

以茅坡水库为例，在前期阶段设计时将基础数据进行入库管理、查询、展示和分析，实时计算相关参数变化后的统计结果，以供设计参考对比，系统设计如图7所示。

实物调查阶段，通过信息化平台将水库工程的土地及土地附着物、房屋及房屋附属设施、专项等实物指标数据根据“一库一策”赔付政策模型进行实时补偿计算，自动计算输出土地确认表、附着物确认表、补偿补助明白卡和协议书等成果资料，减少人工计算量及计算的失误[15]，明白卡计算结果如图8所示。

图7 不同淹没线淹没实物指标分类统计Fig.7 Classification statistics of physical indiex under different submerged lines

图8 实时打印明白卡Fig.8 Print the results of Pay in real time

实施后以GIS地图为基础，按照一榜、二榜、三榜将过程中的所有数据进行整合关联，通过查询某一户(表或图)即可调出这一户所有的资料，包括图片、视频等。同时，实时跟踪后期扶持情况，进行对比分析[16-21]，如图9所示。

图9 综合管理Fig.9 Integrated management

水库开发方式时间成本功能性观音水库利用现有成熟框架,快速地投入使用运行快速搭建低通用性强茅坡水库现有框架基础上,定制实时计算,现场打印明白卡等现有框架+局部模块快较低局部特殊大兴模式利用现有平台技术方案,梳理自身业务流程,量身定制所有模块较快高完全特殊其他根据业主需求,重新完全自主定制系统框架及功能模块时间较长高完全特殊

注：各开发方式都具可扩展性。

征地移民全生命周期信息化管理云平台在实际推广运用中，通过总结形成了以下几种开发方式，不同的开发方式在时间、成本、功能性方面具有不同的特征[22]，具体如表1所示。

4 结 语

水利水电工程征地移民工作全生命周期信息化管理云平台从实际需求出发利用3S技术，运用动态模型驱动方法，从征地移民前期规划设计阶段、实物指标调查公示阶段到移民管理后期全生命周期中，实现了水利水电工程全过程信息共享、精准化管理、协同决策和辅助决策支持。在研究建设云平台过程中，总结形成一些创新点和特色：

(1) 利用BIM+GIS技术，建立三维真实场景，并基于3S技术的决策支持与项目区应用数据的结合应用分析，在模型和数据得到保障的情况下，在一定程度上提高了规划、设计决策的科学性。

(2) 多专业、多部门、多环节的协同管理控制，包括实时、近实时数据的获取、处理、上报更新、赔付计算等，为征地移民精准化管理奠定了基础和保障。

(3) 通过一体化的云平台，实现水利水电工程全过程的数据共享，并建立综合管理云平台，实现全过程数据的展示、管理查询和分析，并可作为永久的电子化档案进行保存。