基于GIS的工程建设项目信息管理系统设计与实现

高 爽

(沈阳市勘察测绘研究院有限公司，辽宁沈阳 110004)

1 引 言

在机构改革的大背景下，新组建的辽宁省自然资源厅在深化土地、规划审批方面进行全面改革，提出了国土空间规划改革和工程建设审批改革[1]，实现了对国土空间资源的统筹安排和有效管控，优化了审批流程，提高了审批效率，同时建设了相应的信息化平台[2]，包括国土空间基础信息平台、“多规合一”信息平台、工程建设项目审批管理系统等。但是，在工程建设项目(以下简称“项目”)管理和违法建设监督方面，还存在由于管理系统未统一而导致的多头管理、互相推诿以及违法建设查处不及时等问题[3]。因此，厘清项目管理流程，整合现有管理和违法建设监督系统，建立高效统一的工程建设项目信息管理系统(以下简称“系统”)，是目前亟待解决的问题之一。本文详细介绍了系统的定位、技术框架、数据库和实现功能，并总结了系统的特色，为其他城市开展此项工作提供借鉴。

2 系统定位

2.1 功能定位

从项目全过程管理角度出发，提出管理新模式，包括项目落位、项目施工、项目竣工和违法建设查处4个阶段。系统主要服务于项目开展过程中各阶段的巡查管理以及违法建设管理，以确保项目按照审批要求进行落位和建设[4]。该系统采用PC端和移动端双系统模式，PC端系统主要实现项目各个阶段管理信息的录入，包括用地预审、用地规划许可、巡查记录、项目展示、查询和统计以及与移动端对接等；移动端系统主要实现项目各阶段实施过程的巡查工作，并将巡查结果反馈到PC端。

2.2 系统与其他平台关系定位

开展项目全过程管理工作，主要涉及的系统是“多规合一”信息平台和工程建设项目审批系统，这3个系统的关系如图1所示。“多规合一”信息平台为系统提供基础地理信息和规划管控相关信息的数据服务，还为系统提供经用地预审通过之后的项目库。工程建设项目审批系统为系统提供各个阶段的审批手续。系统根据项目库和审批手续，巡查管理项目的实施，并将巡查管理结果一方面反馈到“多规合一”信息平台展示，辅助领导决策，另一方面反馈到工程建设项目审批系统，辅助项目审批工作。

图1 平台定位关系Fig.1 Schematic diagram of platform positioning relationship

3 系统框架设计

系统采用面向服务的SOA架构，基于B/S多层驱动结构实现，建设满足应用需求的专业化功能，实现规范化、效能化和便捷化的项目全过程管理[5]。平台框架主要包括支撑层、数据层、服务层、应用层和用户层5大层级，两侧分别是保障平台稳定运行的标准规范体系和安全保障体系。框架结构如图2所示。

图2 平台框架Fig.2 Schematic diagram of platform frame

3.1 支撑层

该层为整个系统运行提供软硬件支撑，包括PC设备、移动设备、存储设备、操作系统及数据库软件等，确保系统运行的稳定性和可扩展性[6]。

3.2 数据层

该层包括两方面的数据，一是接入“多规合一”信息平台的基础地理信息数据和规划管控成果数据以及工程建设项目审批系统的审批数据；二是收集、处理和入库的管理数据以及违法建设数据等，共同构建项目管理数据库。

3.3 服务层

该层是在数据层的基础上，将各类GIS功能和管理功能以服务方式提供给系统应用，如地图服务、数据服务、查询统计服务、违法建设服务以及权限服务等。

3.4 应用层

该层依托数据层和服务层，针对项目全过程管理和违法建设管理，设计并实现相应的应用功能并与其他系统对接，如PC端地图管理、项目全过程管理、违法建设管理等和移动端巡查管理、信息上报管理、历史轨迹查询等。

3.5 用户层

该层包含的是平台的主要使用人员，包括政府管理部门人员、业务审批人员、巡查人员、建设单位人员等。

4 数据库建设

4.1 数据库建设内容

数据库设计应满足以下要求：

1)数据库布局需合理且层次分明。

2)数据结构要遵循国家标准和行业标准，确保数据库的高度结构化。

3)数据库设计需尽可能减少冗余，减低数据重复性。

4)提供相应的安全保密机制[7]。数据库建设内容如图3所示。

图3 数据库建设内容Fig.3 Schematic diagram of database contents

4.2 数据结构设计

为了实现项目全过程管理和违法建设管理的可视化动态表达，数据库结构设计通过建立主键ID字段，以便互相连接[8]，创建项目信息表(以项目ID为主键)与项目各阶段的审批信息、管理信息、多媒体信息及违法建设信息相关联，从而实现项目全过程管理。

项目信息结构如表1所示。

5 系统功能实现

系统功能开发包括PC端子系统和移动端子系统两部分。PC端子系统基于组件技术开发，以Visual Studio 2015作为开发工具，以C#作为开发语言，采用ArcGIS Server 10.3作为GIS服务器；移动端子系统基于Android系统开发，GIS功能采用ArcGIS for Android API实现。

系统功能结构如图4所示。

图4 平台功能结构Fig.4 Functional structure of the platform

5.1 地图管理

地图管理实现了规划管理数据库空间数据的集成显示，主要功能包括GIS地图操作的基本功能，二、三维分屏展示，空间查询统计等。

GIS基本功能指的是放大、缩小、平移、量算、测距、测面以及收藏等，能够满足用户对地图进行操作的需求。

二、三维分屏展示是将屏幕分成两部分，一部分显示二维数据，如地形图、影像图以及项目落位图等；另一部分显示城市三维模型。

空间查询统计可以按照行政区、名称、建设单位以及综合信息进行查询和统计，并将结果以图或表的方式进行展示，点击结果信息可以进行定位并高亮显示。

表1 项目信息表结构Tab.1 Structureoftheprojectinformation序号名称代码数据类型是否为空是否主键1项目编码XMID长整型否是2几何类型JHLX面类型否否3项目名称XMMC字符型(200)否否4建设单位JSDW字符型(200)否否5用地性质YDXZ字符型(50)否否6用地面积YDMJ双精度(7,2)否否7容积率RJL双精度(7,2)否否8建筑高度JZGD双精度(7,2)否否9建筑密度JZMD双精度(7,2)否否10绿化率LHL双精度(7,2)否否11…………………………

5.2 项目全过程管理

项目全过程管理从宏观、中观、微观3个层面实现了项目选址阶段、规划用地许可阶段、工程用地许可阶段、验线竣工阶段的管理。宏观方面，系统将所有项目空间可视化并用不同颜色代表不同阶段，如黄色代表规划用地许可阶段，在此基础上，系统还提供宏观统计图，如规划用地许可阶段的项目数量、某个行政区的项目数量等；中观方面，系统对项目的不同阶段进行管理，当出现建设超期、审批手续不全或存在违法建设时，系统会自动发出提醒，督促管理人员解决问题；微观方面，系统实现对每个项目的详细管理并录入相应的属性信息，如项目基本信息、审批信息、巡查信息以及照片文件等，确保项目信息完整，为领导辅助决策提供支持。项目全过程管理界面如图5所示。

图5 项目全过程管理界面Fig.5 Interface of whole process management in the project

5.3 动态巡查管理

动态巡查管理是基于移动端App，为巡查人员提供使用，主要功能包括接收和查询巡查任务、巡查路径规划、巡查人员管理和巡查轨迹管理等。接收和查询巡查任务是巡查人员通过手机接收指挥中心下达的巡查任务或者日常巡查任务，可以按照人员或者日期查询巡查任务；巡查路径规划是规划一条巡查路线，确保巡查内容不丢失；巡查人员管理是对人员信息进行管理和对职责进行管理；巡查轨迹管理一方面是巡查人员查看路径，确保巡查路线正确无误，另一方面是将巡查的路线保存下来，用于后期进行考核评价。

5.4 信息上报管理

信息上报管理包括两部分内容，一部分是日常巡查信息上报，包括巡查路径、项目施工照片、项目工程跟踪卡信息；另一部分是发现建设违法事件，并对建设违法事件信息进行上报。建设违法事件上报流程如图6所示。

图6 违法事件上报流程Fig.6 Schematic diagram of illegal incidents reporting process

6 平台特色

6.1 基于SOA架构实现平台的稳定可用

面向服务架构(Service-Oriented Architecture，SOA)的一个自然特性是通过协作编排，充分复用已有的服务。对于信息系统的可持续发展来说，这是一种创新的、灵活的、可伸缩的方法[9]。SOA架构摆脱了具体的语言框架(如Java、.Net、PHP)，以服务契约的方式进行架构设计，并通过更加合适的业务分析设计方法(BPM、SOMA)得到成果，能够直接与服务对接。

6.2 项目管理数据共享与交换

项目全过程管理涉及其他信息系统，项目信息的共享与交换尤为重要。平台提供两种方式实现项目管理的共享与交换，一是项目属性数据接口管理组件，提供数据文本格式接口，实现对项目审批数据查询和接入等功能；二是对基础地理信息和规划管控成果等空间数据，通过ArcGIS Server 发布的REST服务进行调用。

6.3 基于网格的项目管理聚合

在项目管理中，项目和违法事件标记面数据量较大，在地图上实现可视化时，会出现标记面之间遮盖或重叠等问题，导致展示的效果差，管理人员很难从当前的区域找到具体且有效的数据信息，严重影响管理效率。因此，本文针对密集面数据可视化问题进行研究，根据实际应用，采用基于网格的标识面聚合技术解决该问题[10]。该技术的基本原理如下：一是将地图范围划分成若干网格，本研究采用社区网格；二是根据地图缩放的别，确定密集面聚合的级别，即行政区划聚合、街道聚合、社区聚合，并设置网格距离聚合以及不聚合；三是标记面聚合展示。

6.4 工作足迹定位

工作足迹定位是利用GNSS定位服务技术，以地图为依托，一方面记录巡查人员实时行程轨迹和历史轨迹等信息，方便巡查人员查看自身的工作行程记录以及轨迹，同时也方便管理人员对工作进行指挥调度、督查和考核；另一方面是对违法建设进行高精度定位，使数据可视化效果更加直观和准确。

7 结束语

本文根据项目管理的现状和需求，搭建工程建设项目规划管理系统，该系统以基础地理信息数据和规划管控成果数据为底图，叠加项目和违法建设数据，实现项目管理的新模式，并为其他系统提供项目管理信息支持。目前，该系统运行良好，能够满足工作人员需求，但还存在如下问题：巡查人员在信息上报时，信息填写不完整；网络不稳定，导致数据同步不及时。今后，将进一步完善和丰富系统的项目管理数据库和功能，为更多部门提供服务，全面提升项目的管理水平，推动城市治理现代化。