基于WebGIS的水库移民信息系统设计与实现

赵朝彬，罗天文，徐 锐，郭亮亮，李 萌，李 意

（贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550001）

1 引言

“水利工程补短板、水利行业强监管”是我国现阶段治水工作的重点，而水利信息化则是重点需要补好的短板之一。水利水电工程移民指的是由于新建水利水电工程而导致的大规模的、由政府主导的人口转移和财产搬迁等活动。移民工作是一项庞大的系统工程，涉及多个部门、包含的专业广、移民周期长、参与群体复杂是水利水电工程移民的特点。随着水利水电工程移民投资的不断加大，传统的移民工作模式已经不再能满足当前的工作需要，近几年来计算机、互联网技术的快速发展使得人们逐渐开始将信息化引入到水利水电工程移民工作中，越来越多的信息系统被应用到水利水电移民工作中，现阶段的信息化应用主要包括三个方面：（1）水利水电工程移民信息系统开发[1～2]；（2）水库后期扶持管理信息开发[3～5]；（3）结合GIS的信息系统应用[6～7]。水利水电工程移民是一项全局性的系统工作，构建一套实用的移民信息系统将能有效提升移民工作的效率，减少人力资源的投入，使得移民工作从业者可以科学安排和全面地开展移民工作。本文根据已有的水利水电工程移民信息系统开发经验，从移民工作实际需求出发，介绍水利水电工程移民信息系统设计与实现过程，结合WebGIS开发基本原理，设计并开发了一套基于B/S架构的移民信息系统。

2 平台建设需求

2.1 系统建设必要性

随着近年来我国对水利水电工程建设投入力度加大，对移民工作的提出了许多新的需求，水利水电工程移民工作是一个庞大的系统工程，具有涉及面广、跨专业、跨行业、周期长、数据量大且复杂等特点。水库移民信息化可以提升数据信息收集、共享、查询、汇总的时效性、准确性。为了实现移民工作的高效管理，需要将计算机等技术应用到水利工程移民管理中来，建设水库移民信息系统对于移民工作来说十分必要。

2.2 系统建设面临的挑战

（1）移民数据量大。水利水电工程移民涉及到人口、土地、GIS图斑、资金、档案、后期扶持等各种数据，涵盖了表格、文字、图片、视频、设计图纸、音频等各种类型，在系统建设中需要针对数据的不同类型和格式来进行存储，大量数据存储和数据传输给系统建设提出考验。移民数据格式不统一、数据不规范是常见的数据问题，在系统建设过程中数据格式统一化、标准化是系统开发需要面对的问题。

（2）用户群体众多。水利水电工程移民是庞大的系统工程，整个过程中有地方政府、项目业主、设计单位、施工单位、监理、移民公众等各方参与。不同的群体在移民工程中扮演的角色不同，不同角色的用户在系统中应具有不同的功能和权限，在移民信息系统建设过程中，应考虑到系统权限设置问题。

（3）数据安全保护。移民数据是保密数据，不能对外开放，移民系统应对传输过程中的信息进行加密处理，对信息进行保护，防止数据泄露。

2.3 移民信息系统安全

水利水电工程移民数据是保密的资料，不能对系统用户以外的人进行开放，在互联网环境下，数据的安全是系统开发过程中必须要考虑的问题，移民信息系统设计需要考虑到以下两个方面的问题。

（1）权限控制。只有经过管理员授权的用户才能登陆系统，需要防止系统数据、信息的非法泄露，对于不同角色的用户具有不同的访问权限。通过信息加密、权限控制、访问密钥等方式来实现。

（2）日志管理。系统需要具备记录日常使用的日志记录功能，日志记录包含两个方面：①操作日志。系统使用情况操作日志记录，系统需要对用户的重要操作如修改、删除进行日志记录，系统管理员可以通过后台对日志进行查询和管理，对于一些误删、误编辑操作，能通过系统操作日志找回原数据进行恢复。②登陆日志。在用户登陆系统时间，要对访问用户登陆信息进行日志记录，包括用户登陆名、登陆IP地址、登陆时间、登陆浏览器等信息。

3 系统设计

3.1 总体架构

图1 系统框架图

3.2 开发技术简介

（1）Spring Boot简介。Spring Boot是一个由Pivotal团队研发的开源轻量级快速开发的框架，基于Spring4.0设计，不仅继承了Spring框架的优秀特性，相比于传统的Spring框架，Spring Boot全部采用注解形式，简化了XML文件配置和应用搭建和开发过程，并且SpringBoot内置了tomcat、undertow、jetty等服务器容器，能帮助开发者实现快速开发，Spring Boot通过集成大量的框架使得依赖包的版本冲突，以及引用的不稳定性等问题得到了很好的解决[8]。

（2）WebGIS简介。GIS（地理信息系统）是一门由地理学、遥感科学与技术、计算科学交叉形成的新兴学科，通常指的是基于地理空间数据库的基础，并结合计算机的应用，共同实现对空间数据的处理、空间结构的分析等一系列操作[9]。WebGIS（网络地理信息系统）是指工作在Web网络上的GIS，是传统的GIS在网络上的延伸和发展，具有传统GIS的特点，可以实现空间数据的检索、查询、制图输出、编辑等GIS基本功能，同时也是Internet上地理信息发布、共享和交流协作的基础[10]。

3.3 数据库设计

（1）属性数据库。本系统中使用SQL Server关系型数据库，在实际征地移民实施过程中通常采用excel表格记录保存数据，首先需要将数据进行预处理。将实物指标调查数据、统计数据、初步设计数据、统计数据年鉴等资料进行处理、分类、格式转换，并利用SQL语句将数据插入到SQL Server数据库中。

（2）空间数据库。水利水电工程移民实施过程中涉及到很多空间数据，如土地实物指标分解成果GIS图斑数据，专业项目数据空间数据。现阶段的测绘成果大多以CAD软件导出的dwg格式为主，该数据格式不能直接保存到空间数据库，需要将这些数据转换成GIS中常用的shape格式，完善对应的属性数据，将处理完成的空间数据保存到空间数据库里面。

（3）影像数据库。在水利水电工程停建令下放之前，需要采集征地红线范围内的遥感影像，本系统中使用的遥感影像数据来源于无人机采集地面遥感影像，使用ENVI遥感影像处理软件对无人机遥感影像进行纠正、裁剪拼接、坐标转换、影像配准等处理，并利用ArcGIS软件将处理好之后的影像发布成地图服务。

4 功能实现

4.1 用户管理模块

移民数据是涉密数据，在信息系统设计时需要考虑到数据保密问题。用户需要通过登陆才能访问系统内部的数据，因此管理员需要对系统的用户进行管理。用户管理模块能提供对用户信息的管理，该功能主要针对系统管理员开放，用户管理模块包含新增用户、修改用户信息、删除用户、用户查询、用户角色配置、用户激活等功能，如图2所示是用户管理功能模块截图。

图2 用户管理

4.2 图斑数据查询

将土地图斑数据转换成shape格式，利用ArGIS Server发布成地图服务，通过Esri公司提供ArcGIS API for JavaScript开发接口，将遥感影像和GIS图斑放在网页前端进行展示。如图3所示，将已发布的无人机航飞影像服务和GIS土地图斑服务调用到前台进行展示，鼠标点击每一块土地图斑，系统能弹出对应土地图斑的属性信息；同时，在属性列表中点击每一条属性数据记录，系统能根据对应记录的图斑号定位到对应的图斑数据，实现图表联动。

图3 土地图斑数据查询

4.3 土地数据查询

土地数据查询功能是将实物调查三榜公示的数据进行保存和展示，支持土地数据上传、数据编辑、数据删除、数据查询等操作。数据上传是指用户可根据excel格式的数据模板填入相应的土地数据信息，然后将文件上传到后台服务器，后台将读取和解析excel表格并插入到数据库中。

图4 土地数据查询

4.4 档案管理模块

档案管理模块支持用户进行档案数据管理，档案管理模块包含以下几个功能：①档案上传。用户将纸质的档案扫描之后，可以将电子档案上传到远程服务器上保存。②属性编辑和删除。用户可以对已经上传的文件属性信息进行编辑和修改。③文件下载和预览。电子档案上传之后，用户能获取和下载已经上传的文件。④文件查询功能。用户能通过关键词和文件属性信息查找已上传的文件。

图5 档案管理

5 结语

水利信息化正处于一个快速发展阶段，移民信息系统对于移民工作而言是一个重要的工具，能有效地降低人力资源的成本和投入。本文对水利水电工程移民信息系统设计过程中遇到的问题进行了探讨和总结，并提出了将WebGIS、Spring Boot等技术应用于水库移民信息系统建设，设计并开发了一套基于B/S架构的移民信息系统，为水利水电工程移民信息系统开发提供了思路和技术参考。