水利水电工程实物指标调查信息化系统开发和应用

李贵博

(广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，广州 510635)

1 概述

实物指标调查是水利水电工程建设征地与移民安置规划设计的关键工作之一。传统的实物指标调查工作流程是基于Autocad、Excel等平台开展的，随着设计规范和审查要求的改进，调查内容增加、精度提高，需划分的权属单位和实物种类增多，现有的工作流程和方案主要依靠设计人员逐项输入或根据后续设计方案逐项修改调查数据，其数据输入的准确度、工作效率已不能满足设计要求；且水利水电工程选址多位于偏远山区，交通不便，许多指标的调查只能基于当地村民的口头描述，导致最终调查数据的真实性和准确性不高。

目前，水利水电设计行业正在经历信息化技术洗礼[1-5]。有实力的设计公司和单位都争相开发征地移民信息化系统[6-9]，但系统大多应用于工程实施阶段，主要是为业主及政府对项目工程进度、资金使用、质量控制、合同管理等方面服务，而对项目前期实物指标调查工作的关注欠缺。作为水利水电工程建设征地与移民安置规划设计的基础，实物指标调查信息化系统的开发与研究是十分必要的。

2 实物指标调查信息化系统需求分析

2.1 实物指标调查主要任务

按照大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例，征地移民实物指标调查工作是水利水电工程前期规划设计的关键业务[10]。

征地移民实物指标调查主要是查明征地范围内各种影响对象的数量和影响程度[11]，工作内容为合理确定征地移民调查范围，收集工程建设征(占)地区域的社会经济资料，调查各项实物数量和质量，提出调查成果，对调查成果进行分析，编写调查报告。

需调查的实物指标具体包括工程建设征地影响的各类人口、土地、房屋及附属建筑物、零星果木及成片青苗、农村小型专项及农副业设施、个体工商户及企事业单位、公路、输电线路、通信线路等专业项目。

2.2 系统功能需求分析

1) 基础数据

基础数据的准确输入是设计工作和信息化系统的重要目标，也是实物指标调查信息化系统应用的重要内容。征地移民的基础数据主要分为“上游专业资料”、“范围线”、“调查数据”、“外来资料”4大类。

① 范围线划定

随着自然资源部推行空间规划数据，范围线的划定需要改进为在三维实景地图叠加空间规划数据的模式。而且，随着设计规范要求的提高并考虑到数据修改的需求，还需利用卫星定位现场标识、内业修正的方式，按地块和房屋逐一划定边界范围线。

② 调查数据准确

由于实物调查数据量大，无可避免地产生数据错漏，名称、规格、单位不统一等问题。为保证基础数据输入准确，开发基于GIS+GPS的无纸化输入系统，实现移动端设备现场定位、统一调查数据规格、现场1次录入，达到取消人工转录数据工作流程、调查数据形式统一、消除数据录入错误的目标。

2) 数据修改

征地移民专业的各类数据往往带有多种属性，修改任一数据时，由于涉及关联数据多、归类不正确、统计公式错误等原因造成基础数据错误。因此应建立数据库，达到各类数据修改由每个单独数据单位发起，数据修改人及修改后的数据可查、可控，修改任一数据后的关联情况可查、可控的目标。

3) 校审程序

由于基础数据繁多且具多属性、广链接的特点，校审工作难度很大。以每一地块为单位对数据进行前端校核、审查的程序，达到校审人员可以通过远程实景地形和照片对实物逐一进行校审，以及在设计人员修改数据后可以调阅原数据比对校审的目标。

4) 数据统计及汇总

数据统计采用计算机软件自动按设定条件统计汇总，从而改变现有使用Excel人工编制统计公式汇总的工作流程。数据汇总统计应根据设计需求进行汇总，包括生成土地调查表、房屋及附属建筑物调查表、人口调查表、工业企业调查表、各类专业项目调查、库底清理实物汇总表及各类实物调查成果汇总表。

3 系统平台构建

3.1 总体目标

实物指标调查信息化系统在建设征地和移民安置规划设计中的应用，需要保证设计过程中各类调查数据、基础数据(包括修改的数据)的输入、校验及输出同一性的总体工作目标(分解示意见图1)。

图1 系统目标分解示意

目标结构采用逐层分解的方法，总目标为“保证数据同一性”，通过目标分解，明确系统各级目标，主要包括“基础数据准确”、“履行校审程序”、“数据修改可控”、“数据统计准确”、“数据计算准确”。基本实现各类实物调查和安置规划数据前端输入、动态可视、远程校审、数据统一、修改可控，从而达到每个数据都可视、可查、可控的目标[12]。

3.2 技术路线

系统采用B/S和APP/S架构，通过常用浏览器访问服务器或者通过手机APP访问服务器的方式进行数据的采集、修改、审核及统计分析。通过WEB端将绘制的基本数据导出为KML、DXF或者JSON文件，再导入常规的CAD工具软件中进行后期的设计及处理，形成成果文件。

系统后台基于北京华创汇翔科技有限公司的AGLOS平台,华创汇翔AGLOS系统是开放的平台，有丰富的开发接口，可以根据需求进行相应的定制开发和应用的扩展。开发接口有底层数据的WEBAPI接口、业务接口、WEBGL接口、GIS控件接口。

华创AGLOS平台包含多个产品模块，具有灵活扩展的体系架构，提供了良好的可伸缩性，实现快速的实施、定制，满足系统开发基础需求。华创AGLOS平台架构如图2所示。

图2 AGLOS平台架构示意

3.3 系统开发内容

3.3.1多数据融合

将“上游专业资料”、“范围线”、“调查数据”、“外来资料”4大类以及三维倾斜摄影模型、高清正射地图、高程DEM模型融合在1张图中，后期可以将BIM模型也融合到1张图中，设计人员可以了解后期建立工程的情况及具体的位置等内容。

通过多数据的融合，方便设计人员、校审人员及业主各方人员在虚拟的数据模型中直接查看现场情况，可以继续后续的工作，同时也为后期解决财产纠纷提供基础数据。

3.3.2协同平台

系统采用B/S的架构，系统先进行标准化的配置，配置项目的补偿安置定额标准及相应的单位及规则。现场人员进行数据的输入及位置定位，采集720°实景照片模型，上传到系统中，发起校审流程。校审人员会收到相应的任务及提醒，进行数据的校审，同查看实景模型、720°影像数据还原真实的场景及现场的照片进行数据的校审，确定数据的准确性及规范性。

3.3.3协同系统搭建

系统总体功能分为“数据库”、“地图功能”、“文档功能”和“数据功能”4个模块,主要功能包括：项目管理、组织人员管理、角色及权限管理、系统设置、项目设置、图层管理、数据管理、图形绘制及导入导出、文档资料管理、统计分析，系统界面如图3所示。

图3 实物指标调查信息化系统界面示意

1) 项目管理：系统为多项目系统，将项目的基本信息及项目人员管理。

2) 组织人员管理：系统使用人员的管理，根据组织机构进行角色及权限管理。

3) 数据管理：包括土地地类、青苗种类、房屋结构和用途、附属建筑物类型、移民个人信息、专业项目、工业企业以及这些地物的数量和权属。

4) 系统设置管理：系统环境的设置，包括数据字典、空间位置码、定额标准等。

5) 项目设置管理：项目环境的设置，包括定额、图层及相应的遵循的标准

6) 图层设置管理：倾斜摄影、范围线、工程枢纽布置图、施工布置图等图层。

7) 图形绘制及到导入导出：编制实物调查图和划定调查范围线、实地绘制各类实物界线、复核建设征地范围等图。

8) 文档资料管理：所有文档的管理，包括：上游提供资料、调查中的文件、生成的成果文件及提供下游专业的文件等

9) 统计分析及报表生成：包括人口调查表、房屋及附属建筑物调查表、建设征地土地调查表、企事业单位调查表等几十个报表。

4 系统优势及特点分析

4.1 应用实例

本征地移民信息化系统首次应用在广东云浮抽水蓄能电站工程可行性研究阶段移民实物指标调查工作，4名设计人员仅用时10 d时间，便顺利完成了76名搬迁移民、133.33余hm2土地、4 000余m2房屋、各类地上附着物、2家个体工商户及2家企业及3座小型水电站的调查任务。该实物指标调查成果由云浮市新兴县人民政府发文确认。与常规抽水蓄能电站可研阶段1个月左右的实物指标调查时间相比，节约了调查时间，提高了工作效率，工作界面示意如图4～图5所示。

图4 人口、房屋及附属物调查界面示意

图5 土地调查界面示意

4.2 优势特点分析

4.2.1调查便利性

1) 实现无纸化调查

水利水电工程占地面积大，涉及区域广，影响实物复杂。传统调查方式，需要准备大量的调查表格，现场图纸等纸质材料，大量的纸质材料需要在调查结束后进行归档，占据空间且不易保存；该系统可实现无纸化调查，所有调查资料均可即时保存在系统中，不占空间、不易丢失且便于随时查阅。

2) 无人机、360全景影像技术的运用[13]

蓄能电站地理位置较为偏僻，交通不便，许多地方现场调查人员无法到达。无人机技术的运用，较好解决了该问题。为调查实物指标现场统计提供了便利条件。同时，360全景影像技术的运用，使远程校审人员即使不在现场的情况下，也能够清晰了解现场情况。

3) 高清正射底图及倾斜摄影的运用

高清正射底图及倾斜摄影的运用，使调查人员在调查前就可以直观了解项目所在区域的基本情况。同时，运用传统方式进行村界划定时，当地村民对纸质地形图难以理解；高清正射底图的使用，使项目区域更加直观，增加了村界划定的便利程度。

4.2.2调查效率

1) 提高数据录入效率

传统调查方式需要现场调查时在纸质调查表上进行逐项登记，调查结束，还需要复杂繁琐的内业工作对调查数据进行电脑录入及数据处理。该系统实现无纸化调查，调查数据即时录入，系统具备语音录入功能，免去了现场调查大量的登记数据时间。

2) 提高数据统计效率

经远程校核的数据可自动进行统计生成实物指标汇总表及投资概算，与传统调查方式相比，节省了大量的内业工作，从而提高工作效率。

4.2.3调查精度

1) 远程校审的运用

校审人员可以根据现场调查人员实时上传的现场影像资料，对调查数据进行远程校审，及时发现数据错误，提醒调查人员进行复核；与传统调查方式相比，校审人员不在现场，仅凭调查人员的描述难以充分掌握现场实际情况。因此，远程校审的运用提高了调查数据的精度。

2) 数据统计精度的提高

蓄能电站涉及实物指标项目复杂，数量较大，传统调查方式需将调查表数据录入电脑，并人为进行数据处理统计，往往会出现统计错误，且很难被发现，从而影响统计数据精度；该系统可自动对完成校审后的实物指标进行统计汇总，即提高了统计效率，也提高了统计精度。

3) 土地调查精度提高

传统调查方式进行土地调查时，调查人员无法到达的位置只能通过国土图斑、现场商议、奥维地图等方式进行判断，从而导致土地地类、青苗种类的调查精度降低。该系统运用高清正射底图及无人机辅助土地调查，与传统调查方式相比，在土地地类、零星果木及成片青苗的辨别更加精准。经试验统计，相较于水源山预可研土地统计数据，运用该系统调查统计的土地数据，各地类面积与土地利用现状更加吻合。

5 结语

自主开发的实物指标调查信息化系统革新了传统 “山跑遍”、“纸记满”、“改就乱”的工作状态，实现无人机“代跑”、移动端“代记”、数据库“代算”的智能化调查模式。具有提高调查精度、提升调查效率、增加调查便利等优点，具有广泛的工程应用前景。但在调查设备便携性、无网络调查、手机移动端应用开发等方面仍有待于进一步优化和完善。