基于GIS的工程建設項目信息管理系統設計與實現

高 爽

(沈陽市勘察測繪研究院有限公司，遼寧沈陽 110004)

1 引 言

在機構改革的大背景下，新組建的遼寧省自然資源廳在深化土地、規劃審批方面進行全面改革，提出了國土空間規劃改革和工程建設審批改革[1]，實現了對國土空間資源的統籌安排和有效管控，優化了審批流程，提高了審批效率，同時建設了相應的信息化平臺[2]，包括國土空間基礎信息平臺、“多規合一”信息平臺、工程建設項目審批管理系統等。但是，在工程建設項目(以下簡稱“項目”)管理和違法建設監督方面，還存在由于管理系統未統一而導致的多頭管理、互相推諉以及違法建設查處不及時等問題[3]。因此，厘清項目管理流程，整合現有管理和違法建設監督系統，建立高效統一的工程建設項目信息管理系統(以下簡稱“系統”)，是目前亟待解決的問題之一。本文詳細介紹了系統的定位、技術框架、數據庫和實現功能，并總結了系統的特色，為其他城市開展此項工作提供借鑒。

2 系統定位

2.1 功能定位

從項目全過程管理角度出發，提出管理新模式，包括項目落位、項目施工、項目竣工和違法建設查處4個階段。系統主要服務于項目開展過程中各階段的巡查管理以及違法建設管理，以確保項目按照審批要求進行落位和建設[4]。該系統采用PC端和移動端雙系統模式，PC端系統主要實現項目各個階段管理信息的錄入，包括用地預審、用地規劃許可、巡查記錄、項目展示、查詢和統計以及與移動端對接等；移動端系統主要實現項目各階段實施過程的巡查工作，并將巡查結果反饋到PC端。

2.2 系統與其他平臺關系定位

開展項目全過程管理工作，主要涉及的系統是“多規合一”信息平臺和工程建設項目審批系統，這3個系統的關系如圖1所示?！岸嘁幒弦弧毙畔⑵脚_為系統提供基礎地理信息和規劃管控相關信息的數據服務，還為系統提供經用地預審通過之后的項目庫。工程建設項目審批系統為系統提供各個階段的審批手續。系統根據項目庫和審批手續，巡查管理項目的實施，并將巡查管理結果一方面反饋到“多規合一”信息平臺展示，輔助領導決策，另一方面反饋到工程建設項目審批系統，輔助項目審批工作。

圖1 平臺定位關系Fig.1 Schematic diagram of platform positioning relationship

3 系統框架設計

系統采用面向服務的SOA架構，基于B/S多層驅動結構實現，建設滿足應用需求的專業化功能，實現規范化、效能化和便捷化的項目全過程管理[5]。平臺框架主要包括支撐層、數據層、服務層、應用層和用戶層5大層級，兩側分別是保障平臺穩定運行的標準規范體系和安全保障體系?？蚣芙Y構如圖2所示。

圖2 平臺框架Fig.2 Schematic diagram of platform frame

3.1 支撐層

該層為整個系統運行提供軟硬件支撐，包括PC設備、移動設備、存儲設備、操作系統及數據庫軟件等，確保系統運行的穩定性和可擴展性[6]。

3.2 數據層

該層包括兩方面的數據，一是接入“多規合一”信息平臺的基礎地理信息數據和規劃管控成果數據以及工程建設項目審批系統的審批數據；二是收集、處理和入庫的管理數據以及違法建設數據等，共同構建項目管理數據庫。

3.3 服務層

該層是在數據層的基礎上，將各類GIS功能和管理功能以服務方式提供給系統應用，如地圖服務、數據服務、查詢統計服務、違法建設服務以及權限服務等。

3.4 應用層

該層依托數據層和服務層，針對項目全過程管理和違法建設管理，設計并實現相應的應用功能并與其他系統對接，如PC端地圖管理、項目全過程管理、違法建設管理等和移動端巡查管理、信息上報管理、歷史軌跡查詢等。

3.5 用戶層

該層包含的是平臺的主要使用人員，包括政府管理部門人員、業務審批人員、巡查人員、建設單位人員等。

4 數據庫建設

4.1 數據庫建設內容

數據庫設計應滿足以下要求：

1)數據庫布局需合理且層次分明。

2)數據結構要遵循國家標準和行業標準，確保數據庫的高度結構化。

3)數據庫設計需盡可能減少冗余，減低數據重復性。

4)提供相應的安全保密機制[7]。數據庫建設內容如圖3所示。

圖3 數據庫建設內容Fig.3 Schematic diagram of database contents

4.2 數據結構設計

為了實現項目全過程管理和違法建設管理的可視化動態表達，數據庫結構設計通過建立主鍵ID字段，以便互相連接[8]，創建項目信息表(以項目ID為主鍵)與項目各階段的審批信息、管理信息、多媒體信息及違法建設信息相關聯，從而實現項目全過程管理。

項目信息結構如表1所示。

5 系統功能實現

系統功能開發包括PC端子系統和移動端子系統兩部分。PC端子系統基于組件技術開發，以Visual Studio 2015作為開發工具，以C#作為開發語言，采用ArcGIS Server 10.3作為GIS服務器；移動端子系統基于Android系統開發，GIS功能采用ArcGIS for Android API實現。

系統功能結構如圖4所示。

圖4 平臺功能結構Fig.4 Functional structure of the platform

5.1 地圖管理

地圖管理實現了規劃管理數據庫空間數據的集成顯示，主要功能包括GIS地圖操作的基本功能，二、三維分屏展示，空間查詢統計等。

GIS基本功能指的是放大、縮小、平移、量算、測距、測面以及收藏等，能夠滿足用戶對地圖進行操作的需求。

二、三維分屏展示是將屏幕分成兩部分，一部分顯示二維數據，如地形圖、影像圖以及項目落位圖等；另一部分顯示城市三維模型。

空間查詢統計可以按照行政區、名稱、建設單位以及綜合信息進行查詢和統計，并將結果以圖或表的方式進行展示，點擊結果信息可以進行定位并高亮顯示。

表1 項目信息表結構Tab.1 Structureoftheprojectinformation序號名稱代碼數據類型是否為空是否主鍵1項目編碼XMID長整型否是2幾何類型JHLX面類型否否3項目名稱XMMC字符型(200)否否4建設單位JSDW字符型(200)否否5用地性質YDXZ字符型(50)否否6用地面積YDMJ雙精度(7,2)否否7容積率RJL雙精度(7,2)否否8建筑高度JZGD雙精度(7,2)否否9建筑密度JZMD雙精度(7,2)否否10綠化率LHL雙精度(7,2)否否11…………………………

5.2 項目全過程管理

項目全過程管理從宏觀、中觀、微觀3個層面實現了項目選址階段、規劃用地許可階段、工程用地許可階段、驗線竣工階段的管理。宏觀方面，系統將所有項目空間可視化并用不同顏色代表不同階段，如黃色代表規劃用地許可階段，在此基礎上，系統還提供宏觀統計圖，如規劃用地許可階段的項目數量、某個行政區的項目數量等；中觀方面，系統對項目的不同階段進行管理，當出現建設超期、審批手續不全或存在違法建設時，系統會自動發出提醒，督促管理人員解決問題；微觀方面，系統實現對每個項目的詳細管理并錄入相應的屬性信息，如項目基本信息、審批信息、巡查信息以及照片文件等，確保項目信息完整，為領導輔助決策提供支持。項目全過程管理界面如圖5所示。

圖5 項目全過程管理界面Fig.5 Interface of whole process management in the project

5.3 動態巡查管理

動態巡查管理是基于移動端App，為巡查人員提供使用，主要功能包括接收和查詢巡查任務、巡查路徑規劃、巡查人員管理和巡查軌跡管理等。接收和查詢巡查任務是巡查人員通過手機接收指揮中心下達的巡查任務或者日常巡查任務，可以按照人員或者日期查詢巡查任務；巡查路徑規劃是規劃一條巡查路線，確保巡查內容不丟失；巡查人員管理是對人員信息進行管理和對職責進行管理；巡查軌跡管理一方面是巡查人員查看路徑，確保巡查路線正確無誤，另一方面是將巡查的路線保存下來，用于后期進行考核評價。

5.4 信息上報管理

信息上報管理包括兩部分內容，一部分是日常巡查信息上報，包括巡查路徑、項目施工照片、項目工程跟蹤卡信息；另一部分是發現建設違法事件，并對建設違法事件信息進行上報。建設違法事件上報流程如圖6所示。

圖6 違法事件上報流程Fig.6 Schematic diagram of illegal incidents reporting process

6 平臺特色

6.1 基于SOA架構實現平臺的穩定可用

面向服務架構(Service-Oriented Architecture，SOA)的一個自然特性是通過協作編排，充分復用已有的服務。對于信息系統的可持續發展來說，這是一種創新的、靈活的、可伸縮的方法[9]。SOA架構擺脫了具體的語言框架(如Java、.Net、PHP)，以服務契約的方式進行架構設計，并通過更加合適的業務分析設計方法(BPM、SOMA)得到成果，能夠直接與服務對接。

6.2 項目管理數據共享與交換

項目全過程管理涉及其他信息系統，項目信息的共享與交換尤為重要。平臺提供兩種方式實現項目管理的共享與交換，一是項目屬性數據接口管理組件，提供數據文本格式接口，實現對項目審批數據查詢和接入等功能；二是對基礎地理信息和規劃管控成果等空間數據，通過ArcGIS Server 發布的REST服務進行調用。

6.3 基于網格的項目管理聚合

在項目管理中，項目和違法事件標記面數據量較大，在地圖上實現可視化時，會出現標記面之間遮蓋或重疊等問題，導致展示的效果差，管理人員很難從當前的區域找到具體且有效的數據信息，嚴重影響管理效率。因此，本文針對密集面數據可視化問題進行研究，根據實際應用，采用基于網格的標識面聚合技術解決該問題[10]。該技術的基本原理如下：一是將地圖范圍劃分成若干網格，本研究采用社區網格；二是根據地圖縮放的別，確定密集面聚合的級別，即行政區劃聚合、街道聚合、社區聚合，并設置網格距離聚合以及不聚合；三是標記面聚合展示。

6.4 工作足跡定位

工作足跡定位是利用GNSS定位服務技術，以地圖為依托，一方面記錄巡查人員實時行程軌跡和歷史軌跡等信息，方便巡查人員查看自身的工作行程記錄以及軌跡，同時也方便管理人員對工作進行指揮調度、督查和考核；另一方面是對違法建設進行高精度定位，使數據可視化效果更加直觀和準確。

7 結束語

本文根據項目管理的現狀和需求，搭建工程建設項目規劃管理系統，該系統以基礎地理信息數據和規劃管控成果數據為底圖，疊加項目和違法建設數據，實現項目管理的新模式，并為其他系統提供項目管理信息支持。目前，該系統運行良好，能夠滿足工作人員需求，但還存在如下問題：巡查人員在信息上報時，信息填寫不完整；網絡不穩定，導致數據同步不及時。今后，將進一步完善和豐富系統的項目管理數據庫和功能，為更多部門提供服務，全面提升項目的管理水平，推動城市治理現代化。