王 莉,白 穆,王 博,張 帆,贠建明
(1.咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 咸陽(yáng) 712000;2.自然資源部陜西基礎(chǔ)地理信息中心,陜西 西安 710054)
黨的十八大以來(lái),作為打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)重要組成部分的移民搬遷,是脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)略的“當(dāng)頭炮”和“頭號(hào)戰(zhàn)役”。從移民搬遷工作內(nèi)容來(lái)看,移民搬遷工作涉及搬遷對(duì)象甄別、安置建設(shè)工作、脫貧致富方案、國(guó)土綜合治理等多項(xiàng)內(nèi)容。移民工作反映了各類要素在地理空間上的流動(dòng)與重新配置,移民搬遷工作需要地理信息數(shù)據(jù)與技術(shù)的支持。寧方志[1]等利用WebGIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了武都精細(xì)化扶貧系統(tǒng);劉吉[2]等通過(guò)集成GIS技術(shù)、GPS 技術(shù)搜集了扶貧對(duì)象的位置信息,實(shí)現(xiàn)了扶貧對(duì)象的精準(zhǔn)識(shí)別;楊洋[3]等借助NewMap平臺(tái)設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了B/S架構(gòu)的扶貧開(kāi)發(fā)管理信息系統(tǒng);張亞明[4]等借助灰色關(guān)聯(lián)綜合評(píng)價(jià)模型和ArcGIS地理信息軟件,測(cè)算得到了環(huán)京津貧困帶的三維度系統(tǒng)空間分異地圖。本文結(jié)合移民搬遷業(yè)務(wù)工作實(shí)際,通過(guò)地理信息“數(shù)據(jù)+技術(shù)”,構(gòu)建了省、市、縣(區(qū))、鎮(zhèn)(鄉(xiāng))4級(jí)管理體系的省級(jí)移民搬遷信息管理平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱平臺(tái)),實(shí)現(xiàn)了對(duì)移民搬遷對(duì)象、安置項(xiàng)目建設(shè)、建設(shè)資金使用等信息的有效管理;通過(guò)獲取準(zhǔn)確、詳實(shí)的移民搬遷數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)移民搬遷業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)的分析挖掘。
平臺(tái)部署在陜西省電子政務(wù)云數(shù)據(jù)中心,根據(jù)面向服務(wù)的 SOA 架構(gòu)和大數(shù)據(jù)分析挖掘理念,搭建了基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源層、平臺(tái)服務(wù)層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層,輔以安全保障體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和運(yùn)維服務(wù)體系,為省、市、縣、鎮(zhèn)(鄉(xiāng))4級(jí)移民管理行政部門提供了以電子地圖數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的統(tǒng)一空間支撐框架。平臺(tái)采用空間可視化、時(shí)空演變分析、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)開(kāi)展功能設(shè)計(jì)與建設(shè);并充分考慮了與全國(guó)扶貧開(kāi)發(fā)信息系統(tǒng)、陜西省脫貧攻堅(jiān)大數(shù)據(jù)平臺(tái)以及原陜西省國(guó)土資源廳各系統(tǒng)數(shù)據(jù)和服務(wù)的對(duì)接,確保了數(shù)據(jù)的無(wú)縫遷移??傮w技術(shù)框架如圖1所示。
圖1 平臺(tái)總體技術(shù)框架
1)基礎(chǔ)設(shè)施層。陜西省電子政務(wù)云數(shù)據(jù)中心為平臺(tái)提供了統(tǒng)一的集群部署架構(gòu),滿足了平臺(tái)4級(jí)架構(gòu)以及用戶大規(guī)模平行訪問(wèn)的需求,應(yīng)用程序通過(guò)省電子政務(wù)外網(wǎng)防火墻映射互聯(lián)網(wǎng)的方式訪問(wèn)平臺(tái)。平臺(tái)分別配置應(yīng)用服務(wù)器和地理信息服務(wù)器來(lái)支撐移民搬遷業(yè)務(wù)管理需求和提供空間數(shù)據(jù)管理和服務(wù),利用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和文件服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理,分布式文件存儲(chǔ)搭載在大數(shù)據(jù)分析服務(wù)器上。
2)數(shù)據(jù)資源層。平臺(tái)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)涉及搬遷對(duì)象、安置項(xiàng)目、規(guī)劃專題資料等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。平臺(tái)通過(guò)引入“天地圖·陜西”電子地圖數(shù)據(jù)為移民搬遷業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)“一張圖”提供了統(tǒng)一的空間框架支撐,地理實(shí)體數(shù)據(jù)服務(wù)為平臺(tái)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分布與查詢、相對(duì)位置判斷提供了輔助地理信息數(shù)據(jù)支撐。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、處理與融合,形成了支撐輔助決策與統(tǒng)計(jì)分析的空間支撐數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)支撐數(shù)據(jù)庫(kù)包括用戶賬戶、權(quán)限控制、日志數(shù)據(jù)、移民搬遷管理單位數(shù)據(jù)等信息,用于構(gòu)建4級(jí)管理和用戶權(quán)限體系。
3)平臺(tái)服務(wù)層。根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯,以服務(wù)的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、重構(gòu)和對(duì)外發(fā)布。屬性數(shù)據(jù)操作服務(wù)采用 WCF REST 進(jìn)行服務(wù)封裝和發(fā)布,如對(duì)象管理服務(wù)、項(xiàng)目管理服務(wù)、計(jì)劃管理服務(wù)等;地理信息服務(wù)采用ArcGIS REST API實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)、空間分析功能的封裝和發(fā)布,包括瓦片地圖服務(wù)、動(dòng)態(tài)地圖服務(wù)、地名搜索服務(wù)、地理分析服務(wù)和導(dǎo)航分析服務(wù)等。
4)業(yè)務(wù)應(yīng)用層。以平臺(tái)服務(wù)接口為核心,面向不同層級(jí)用戶搭建了對(duì)象管理系統(tǒng)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)、資金管理系統(tǒng)、計(jì)劃管理系統(tǒng)、監(jiān)督考評(píng)系統(tǒng)、協(xié)同辦公系統(tǒng)、政策公開(kāi)系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)和運(yùn)維管理系統(tǒng)。
1.2.1 基于地理空間框架的多源數(shù)據(jù)整合技術(shù)
移民搬遷數(shù)據(jù)按照表現(xiàn)特征可分為圖形、圖像、數(shù)值、文字、視頻等類型。這些數(shù)據(jù)不僅存在數(shù)據(jù)格式、分類系統(tǒng)、空間尺度、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)表達(dá)、時(shí)空參考、編碼規(guī)范等不一致的問(wèn)題,還存在數(shù)據(jù)不連續(xù)、缺乏關(guān)聯(lián)等不足。移民搬遷多源數(shù)據(jù)整合通過(guò)“天地圖·陜西”提供的地理信息數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)移民搬遷文字、圖形、圖像、數(shù)值等多類型數(shù)據(jù)的分類、提取、關(guān)聯(lián)和匯聚,最終為移民搬遷提供統(tǒng)一框架的數(shù)據(jù)可視化方案。
平臺(tái)將需要整合的信息歸并為搬遷對(duì)象、安置項(xiàng)目(含示范安置項(xiàng)目)、產(chǎn)業(yè)扶持3種類型。移民搬遷的首要任務(wù)是精準(zhǔn)識(shí)別搬遷對(duì)象,與此同時(shí)該項(xiàng)工作與搬遷對(duì)象的不動(dòng)產(chǎn)信息也息息相關(guān)。因此,平臺(tái)將空間位置與搬遷對(duì)象關(guān)聯(lián)起來(lái),一方面基層移民搬遷管理部門利用平臺(tái)的電子地圖獲取搬遷對(duì)象位置;另一方面基層移民搬遷干部通過(guò)在線調(diào)取搬遷對(duì)象信息校驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。安置項(xiàng)目(含示范安置項(xiàng)目)結(jié)合地圖建立完善的項(xiàng)目分布信息庫(kù),全面、準(zhǔn)確地掌握各安置項(xiàng)目的情況、建設(shè)年度、地理位置等信息,為項(xiàng)目統(tǒng)一管理提供便捷手段。示范安置項(xiàng)目還增加了實(shí)景地圖技術(shù),實(shí)現(xiàn)了示范安置項(xiàng)目全景數(shù)據(jù)、規(guī)劃專題數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的采集、加工和集成,使用戶足不出戶即可身臨其境地感受具有鮮明地域特色的示范安置項(xiàng)目(圖2)。產(chǎn)業(yè)扶持涵蓋脫貧產(chǎn)業(yè)信息、從業(yè)人員、薪資信息、產(chǎn)業(yè)地理位置等內(nèi)容,通過(guò)文本信息與空間信息關(guān)聯(lián),展示了陜西省脫貧產(chǎn)業(yè)扶持總覽情況和區(qū)域差異。
圖2 示范安置項(xiàng)目全景展示
1.2.2 面向不同場(chǎng)景的混合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)
移民搬遷數(shù)據(jù)類型復(fù)雜、應(yīng)用場(chǎng)景多樣,傳統(tǒng)的存儲(chǔ)和管理模式已無(wú)法滿足復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理需求。為實(shí)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化政務(wù)海量數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)與查詢,一般采用以NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)為代表的分布式存儲(chǔ)和查詢模式,能實(shí)時(shí)訪問(wèn)、存儲(chǔ)和查詢大數(shù)據(jù);并結(jié)合分布式數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)(Hlive)、分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)(PostgreSQL)、全文檢索引擎以及分布式文件系統(tǒng)(HDFS)等,構(gòu)成政務(wù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的混合式存儲(chǔ)[5-9]。
平臺(tái)面向移民搬遷海量異構(gòu)數(shù)據(jù)構(gòu)建的存儲(chǔ)框架是在傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上,擴(kuò)展并綜合利用NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù),形成的面向移民搬遷業(yè)務(wù)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)集群、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)集群和內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)集群。為保障數(shù)據(jù)的安全可靠,移民搬遷核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的搬遷對(duì)象數(shù)據(jù)、安置點(diǎn)數(shù)據(jù)、項(xiàng)目數(shù)據(jù)、資金數(shù)據(jù)、政策文件等內(nèi)容以及為實(shí)現(xiàn)4級(jí)管理體系運(yùn)行的業(yè)務(wù)支撐庫(kù)均采用傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。平臺(tái)涉及全省多源、多尺度、多類型的地理信息數(shù)據(jù),既有傳統(tǒng)意義上的空間數(shù)據(jù),也有街景、全景等圖片數(shù)據(jù),還有相關(guān)的瓦片數(shù)據(jù)。因此,為實(shí)現(xiàn)對(duì)全省多源、多尺度、多類型地理信息數(shù)據(jù)的有效管理,采用混合架構(gòu),在傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上,引入MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù),提供了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)能力。利用HBase數(shù)據(jù)庫(kù)支撐輔助決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析服務(wù),通過(guò)Docker容器化Sqoop、Logstash、JDBC等多種數(shù)據(jù)同步技術(shù),將搬遷對(duì)象基本信息、搬遷動(dòng)態(tài)信息、幫扶信息、安置項(xiàng)目信息、脫貧產(chǎn)業(yè)信息等數(shù)據(jù)同步到大數(shù)據(jù)支撐庫(kù)。為支撐基層搬遷干部統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)填報(bào)信息,平臺(tái)引入Memcache分布式內(nèi)存對(duì)象緩存系統(tǒng)來(lái)滿足高并發(fā)讀寫需求,通過(guò)在內(nèi)存中緩存數(shù)據(jù)和對(duì)象來(lái)減少讀取數(shù)據(jù)庫(kù)的次數(shù),從而提高平臺(tái)訪問(wèn)速度。
1.2.3 大數(shù)據(jù)分析與可視化技術(shù)
利用大數(shù)據(jù)分析與可視化技術(shù)可有效融合計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和人的認(rèn)知能力,從而獲得對(duì)移民搬遷復(fù)雜數(shù)據(jù)的洞察力,為移民對(duì)象精準(zhǔn)識(shí)別、建設(shè)項(xiàng)目工作進(jìn)度、移民安置經(jīng)濟(jì)發(fā)展等提供輔助決策分析。在地理空間信息的基礎(chǔ)上,通過(guò)大數(shù)據(jù)分析方法,結(jié)合Hadoop、Spark等海量數(shù)據(jù)處理技術(shù),可搭建融合地理信息的大數(shù)據(jù)計(jì)算分析框架[10-12]。在大數(shù)據(jù)可視化方面,利用熱力圖、點(diǎn)簇圖、流向圖等數(shù)據(jù)信息符號(hào)表達(dá)技術(shù)可為用戶提供不一樣的溝通體驗(yàn)。
平臺(tái)開(kāi)展大數(shù)據(jù)分析與可視化工作,首先需將數(shù)據(jù)從核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)抽取到大數(shù)據(jù)支撐庫(kù),數(shù)據(jù)抽取服務(wù)采用Sqoop、Logstash、JDBC等多種抽取技術(shù)以及全量、增量、即時(shí)采集、定時(shí)采集等多種抽取策略,并利用Kafka技術(shù)同步到HBase數(shù)據(jù)庫(kù)中;然后利用Spark計(jì)算框架實(shí)現(xiàn)移民搬遷數(shù)據(jù)的清洗與融合,為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系,形成能用于查詢、分析、統(tǒng)計(jì)的移民搬遷大數(shù)據(jù)(圖3)。移民搬遷大數(shù)據(jù)包括個(gè)案數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,這些數(shù)據(jù)與地理信息數(shù)據(jù)融合后,形成了移民搬遷大數(shù)據(jù)熱力圖,圖上以不同色帶渲染的方式展示移民搬遷大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)空間分布差異特征。通過(guò)搬遷對(duì)象與安置項(xiàng)目位置信息的關(guān)聯(lián),以搬遷路線圖的方式直觀、形象地呈現(xiàn)了搬遷對(duì)象的搬遷軌跡。同時(shí),接入安置項(xiàng)目建設(shè)工地的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻數(shù)據(jù),通過(guò)攝像頭云臺(tái)的控制能從任意角度查看項(xiàng)目建設(shè)工地,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目精細(xì)化管理和項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程監(jiān)督。
圖3 移民搬遷大數(shù)據(jù)清單
平臺(tái)采用部署在云環(huán)境下的集中式建設(shè),將數(shù)據(jù)集中在省級(jí)層面。平臺(tái)部署在電子政務(wù)云數(shù)據(jù)中心,采用B/S架構(gòu)為市級(jí)、縣級(jí)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)統(tǒng)一提供服務(wù);由省級(jí)層面負(fù)責(zé)頂層設(shè)計(jì),依托省級(jí)的云環(huán)境、技術(shù)和人才優(yōu)勢(shì),統(tǒng)一管理平臺(tái)數(shù)據(jù)、統(tǒng)一搭建平臺(tái)子系統(tǒng)、統(tǒng)一運(yùn)維管理。為確保平臺(tái)中數(shù)據(jù)與服務(wù)的規(guī)范性,開(kāi)展《陜西省移民(脫貧)搬遷信息管理平臺(tái)信息共享交換管理辦法》《陜西省移民(脫貧)搬遷信息管理平臺(tái)接口規(guī)范》等平臺(tái)數(shù)據(jù)與服務(wù)接口規(guī)范建設(shè),市級(jí)、縣級(jí)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)移民搬遷管理部門按照用戶使用權(quán)限,完成移民搬遷業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集、審核、匯集和本區(qū)域內(nèi)信息的可視化展示。
平臺(tái)由9個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)組成,歸納為1個(gè)輔助決策系統(tǒng)、4 個(gè)核心業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)(對(duì)象管理、項(xiàng)目管理、資金管理、計(jì)劃管理)和4個(gè)輔助業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)(監(jiān)督考評(píng)、協(xié)同辦公、政策公開(kāi)、運(yùn)維管理)。
輔助決策系統(tǒng)主要以電子地圖為支撐環(huán)境,以搬遷對(duì)象、安置項(xiàng)目數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),借助大數(shù)據(jù)可視化技術(shù),集中展示搬遷對(duì)象、安置項(xiàng)目(含示范安置項(xiàng)目)、產(chǎn)業(yè)扶持和移民搬遷大數(shù)據(jù)等信息。該系統(tǒng)還可通過(guò)搬遷前后高清影像聯(lián)動(dòng)對(duì)比、安置項(xiàng)目全景等方式直觀展示搬遷成效,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像頭接入的方式展示安置項(xiàng)目的實(shí)時(shí)進(jìn)度。
對(duì)象管理系統(tǒng)通過(guò)建立省、市、縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)4級(jí)管理視圖實(shí)現(xiàn)搬遷對(duì)象基本信息、搬遷對(duì)象不動(dòng)產(chǎn)信息、搬遷安置方式、 配套產(chǎn)業(yè)扶持信息、搬遷對(duì)象后續(xù)發(fā)展情況的錄入、 查詢、審核等管理功能。項(xiàng)目管理系統(tǒng)包括集中安置項(xiàng)目管理、存量房項(xiàng)目管理、分散安置項(xiàng)目管理、公共服務(wù)設(shè)施項(xiàng)目管理和示范項(xiàng)目管理。資金管理系統(tǒng)主要包括資金計(jì)劃、資金籌措、資金劃撥、資金使用4個(gè)模塊,實(shí)現(xiàn)了資金的集中管控,提升了資金支付效率,降低了資金管理風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)劃管理系統(tǒng)能為省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)移民管理部門實(shí)現(xiàn)安置規(guī)劃、安置計(jì)劃、安置進(jìn)度的上報(bào)與匯總,并能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯總、分析、查詢、導(dǎo)出功能。4 個(gè)核心業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)均提供了數(shù)據(jù)與服務(wù)接口支撐。
監(jiān)督考評(píng)系統(tǒng)包括考核指標(biāo)、考核模板、考核任務(wù)、考核評(píng)價(jià)、資料備案和考核結(jié)果等功能模塊,通過(guò)訪問(wèn)計(jì)劃管理、對(duì)象管理、項(xiàng)目管理、資金管理等系統(tǒng)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)陜西省移民搬遷工作的監(jiān)督考評(píng)工作。協(xié)同辦公系統(tǒng)是采購(gòu)商業(yè)公司的辦公自動(dòng)化產(chǎn)品,通過(guò)定制化部署,實(shí)現(xiàn)了面向省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)移民搬遷管理部門的公文管理、移動(dòng)辦公和即時(shí)通信等功能模塊。政策公開(kāi)系統(tǒng)涵蓋了移民動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)播報(bào)、示范項(xiàng)目、信息查詢等功能模塊。運(yùn)維管理系統(tǒng)主要包括用戶角色管理、菜單權(quán)限管理、消息通知管理等模塊,用戶角色管理按照用戶等級(jí)進(jìn)行相應(yīng)的劃分和管理,分為省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)、鎮(zhèn)(鄉(xiāng))級(jí)移民搬遷工作人員以及系統(tǒng)管理員;菜單權(quán)限管理是指為不同角色用戶分配相應(yīng)的功能權(quán)限,只允許操作權(quán)限之內(nèi)的菜單,不允許越權(quán)操作;消息通知管理是對(duì)系統(tǒng)發(fā)布的信息進(jìn)行逐級(jí)通知,省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)均可對(duì)本區(qū)域進(jìn)行消息發(fā)布。
移民搬遷工作是國(guó)家一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略部署。本文在探討信息化服務(wù)移民搬遷工作時(shí),未將陜西省移民搬遷信息管理平臺(tái)構(gòu)建為鮮明的GIS平臺(tái),而是充分發(fā)揮地理信息“數(shù)據(jù)+技術(shù)”的優(yōu)勢(shì),將地理信息的作用發(fā)揮在后臺(tái)支撐方面,讓移民搬遷業(yè)務(wù)人員在自身熟悉的業(yè)務(wù)場(chǎng)景中使用地理信息數(shù)據(jù)和技術(shù);通過(guò)地理信息數(shù)據(jù)與移民搬遷業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的整合實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)框架的統(tǒng)一,依托地理信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了移民搬遷信息管理和可視化操作。系統(tǒng)建成后,在陜西省移民搬遷工作中發(fā)揮了重要作用,提高了移民搬遷的信息化管理水平,相關(guān)成果為提高地理信息服務(wù)保障能力提供了有益實(shí)踐。