山水林田湖草生态修复监管平台设计与实现

向煜,华媛媛

(1.重庆数字城市科技有限公司,重庆 401121; 2.重庆市移动测量工程技术研究中心,重庆 401121)

0 引 言

新时期,国家大力倡导和践行“人与自然是生命共同体”和“绿水青山就是金山银山”的生态文明理念,全国各地迅速推动以山水林田湖草修复工作为重点的国土空间生态保护修复工作[1,2]。在生态保护修复工作的工程实施和跟踪监管过程中,全行业面临着亟待解决的问题有以下几种[3,4]:多层级国土空间生态修复项目过程监督体系不完善;缺乏生态功能区域系统性、整体性生态修复绩效定性和定量评价体系;多类别、跨时域的生态修复项目档案资料收集管理能力不足等。因此,进一步推动生态保护修复工作,需探索和建立国土空间生态修复项目监管和绩效评价体系,并综合运用新型测绘地理信息技术[5-13]等信息化技术手段为国土空间生态修复监管工作提供技术支撑。

本文以重庆市为例详细论述了山水林田湖草生态保护修复工程项目监管平台的设计及实现,综合利用前沿技术并设计了多种功能为国土综合整治、矿山生态修复和海洋生态修复等国土空间生态修复工作提供智能化监管和辅助决策服务,对全国国土空间生态修复行业科技信息化水平的提升有较大意义。

1 总体设计

1.1 需求分析

重庆市山水林田湖草生态保护修复工程项目体量庞大、项目类型多样、项目周期较长,并涉及财政、生态环境局、市规划自然资源局、农业、水利等多个市级部门共同协作。为保障项目稳定、有序、有效地推进,必须建立健全监督检查制度,加强对山水林田湖草生态保护修复工程实施的督促检查,确保各项任务和措施落实到位。同时,为避免出现“盆景项目”,需对生态保护修复后的成果建立一套长效的监管机制。要实现生态保护修复工程项目的长期、高效监管工作,必须运用好现有的信息化基础。

为此,亟须建设一套供各部门信息交流、汇聚展示的生态保护修复工程项目监管系统。系统建设主要目标是实现生态保护修复工程展示、生态本底分析管理、生态保护修复工程实施监管管理、绩效指标分析管理。

(1)管理生态本底

①本底资料收集。根据生态保护修复工程试点区域对区域的本底资料进行收集、录入、呈现,包括文字资料、图片资料、视频资料、遥感影像资料、三维地图资料等。

②生态现状剖析。围绕“山、水、林、田、湖、草”生态要素分析生态问题,根据问题分类型(水环境保护、两江沿线生态问题、森林生态功能脆弱、土壤污染等)、分区域(一岛、两江、三谷、四山)进行整体现状分析,通过图片、报表、影像等资料呈现。

(2)管理生态保护修复工程试点实施成果

①依据“一岛、两江、三谷、四山”的区域布局,从整体性、系统性角度出发,分区域、分类型(7大类、58大项)对总体目标监管。

②项目数据留痕,实现全方位监管,为工程实施评价提供支撑。

③分级管理,突出重点。实现对重点工程(广阳岛生态保护修复系统工程、铜锣山生态保护修复整治工程、缙云山生态保护修复整治工程、梁滩河生态修复整治工程、中梁山生态修复整治工程、御临河生态修复整治工程、明月山生态保护修复工程、“两江四岸”生态修复整治工程)的重点突出管理、重点跟踪、重点展示。

(3)管理绩效指标

①从区域、生态效益指标的系统性、整体性角度出发,实现生态效益指标分区、分级评估分析。围绕“一岛、两江、三谷、四山”整体布局,从整体试点区域、再到具体生态保护修复实施区域,进行分区分级展示。

②根据生态保护修复工程类型、生态保护修复要素以及要素之间的关联关系,分析指标之间的关联关系,体现生态保护修复工作的系统性、整体性。

1.2 架构设计

重庆市山水林田湖草生态保护修复工程项目监管系统总计架设计采用BS架构设计,包括基础设施层、数据资源层、平台服务层、业务处理层、决策支持层、应用展示层和服务渠道层,如图1所示。

图1 系统总体架构图

基础设施层:为系统正常运行提供基础软硬件支撑;数据资源层:存储并管理系统所需数据资源,包含基础空间数据、专题业务数据、非结构化数据和系统配置数据;平台服务层:提供数据服务、数据分析和数据发布管理,为系统业务处理和决策支持赋能;业务处理层:为生态保护修复工程项目监管工作提供平台应用,实现档案采集与管理、巡查成果信息管理、项目月报数据审核和储备项目的集中处理;决策支持层:提供专家库、知识库、成果库管理,为系统决策和用户决策提供依据;应用展示层:集中展现系统数据成果,包括生态效益评价综合展示、多源专项时空数据分析展示、地下水监测分析展示、生态保护修复统计应用分析、生态本底展示和生态保护修复工程实施成果监管。

1.3 数据库设计

系统中各类数据以混合数据集的方式进行分类组织,项目业务数据、项目配置数据与非结构化数据以不同的方式进行存储。其中非结构化数据以物理文件的方式进行存放,剩余数据存放于数据表进行统一管理,系统数据库选型采用MySQL作为数据库平台。MySQL是一个开源的关系型数据库管理系统,具有体积小、速度快、支持大型的数据库、支持多线程、支持多种存储引擎等特点,在行业中有着广泛的应用。

1.4 功能设计

结合管理需求,系统功能设计包括生态保护修复工程展示、生态本底分析管理、生态保护修复工程实施监管管理、绩效指标分析管理、第三方交换接口、配置管理等6个模块,如图2所示。

图2 系统功能模块图

1.5 运行模式设计

系统运行环境包括互联网和电子政务网两种网络环境,移动巡查数据库服务、移动巡查应用服务器和巡查终端都是在互联网运行,整个系统的文件服务器、数据库服务器和应用服务器在电子政务网运行,互联网和电子政务通过网闸进行连接,如图3所示。

图3 系统运行模式图

2 系统功能实现

2.1 生态本底分析模块实现

系统提供按工程名称、工程所在区域和工程类型对工程进行查询、检索。通过条件检索,查看7大类、58大项工程的本底资料,包括项目前期的基本情况、存在的问题、工程目标、工程部署、以及工程的相关图片、音视频资料。同时,实现属性数据在地图上的联动展示,如图4所示。

图4 生态本底展示

2.2 生态保护修复工程实施监管

系统采用柱状图、曲线图等方式,对本底资料进行统计汇总,实时统计各指标实施完成情况,重点工程的进度情况,对工程形成有效监管,如图5所示。

2.3 生态保护修复工程实施成果展现

根据后台录入的工程信息进行详细展示,展示内容包括工程基本信息、工程阶段信息、工程月报、工程巡检记录等,展示的形式包括文字、图片、影像、三维实景影像以及音视频等相关资料。同时,对工程进度、工程资金使用情况,采用统计图、统计报表的方式进行展示,如图6所示。

2.4 绩效指标分析模块实现

系统对绩效指标按分级、分类、分区方式进行展示,统计分析每项指标的完成情况以及达成情况,采用统计图和统计表两种展示方式,并支持分类、分区、关键字等检索,如图7所示。

图7 生态效益分区分级展示

3 结 语

重庆市山水林田湖草生态保护修复工程项目监管系统的建成,实现了生态保护修复数据收集、分析、应用、监管的“四位一体”管理,将数据转变成监管能力,形成问题联治、工作联动共建共治共享的监管体系,凝聚生态保护修复合力,切实完成了生态保护修复工程项目的科学化、精细化监管,保障了重庆市山水林田湖草生态保护修复工作平稳有序开展。