山水林田湖草生態修復監管平臺設計與實現

向煜,華媛媛

(1.重慶數字城市科技有限公司,重慶 401121; 2.重慶市移動測量工程技術研究中心,重慶 401121)

0 引 言

新時期,國家大力倡導和踐行“人與自然是生命共同體”和“綠水青山就是金山銀山”的生態文明理念,全國各地迅速推動以山水林田湖草修復工作為重點的國土空間生態保護修復工作[1,2]。在生態保護修復工作的工程實施和跟蹤監管過程中,全行業面臨著亟待解決的問題有以下幾種[3,4]:多層級國土空間生態修復項目過程監督體系不完善;缺乏生態功能區域系統性、整體性生態修復績效定性和定量評價體系;多類別、跨時域的生態修復項目檔案資料收集管理能力不足等。因此,進一步推動生態保護修復工作,需探索和建立國土空間生態修復項目監管和績效評價體系,并綜合運用新型測繪地理信息技術[5-13]等信息化技術手段為國土空間生態修復監管工作提供技術支撐。

本文以重慶市為例詳細論述了山水林田湖草生態保護修復工程項目監管平臺的設計及實現,綜合利用前沿技術并設計了多種功能為國土綜合整治、礦山生態修復和海洋生態修復等國土空間生態修復工作提供智能化監管和輔助決策服務,對全國國土空間生態修復行業科技信息化水平的提升有較大意義。

1 總體設計

1.1 需求分析

重慶市山水林田湖草生態保護修復工程項目體量龐大、項目類型多樣、項目周期較長,并涉及財政、生態環境局、市規劃自然資源局、農業、水利等多個市級部門共同協作。為保障項目穩定、有序、有效地推進,必須建立健全監督檢查制度,加強對山水林田湖草生態保護修復工程實施的督促檢查,確保各項任務和措施落實到位。同時,為避免出現“盆景項目”,需對生態保護修復后的成果建立一套長效的監管機制。要實現生態保護修復工程項目的長期、高效監管工作,必須運用好現有的信息化基礎。

為此,亟須建設一套供各部門信息交流、匯聚展示的生態保護修復工程項目監管系統。系統建設主要目標是實現生態保護修復工程展示、生態本底分析管理、生態保護修復工程實施監管管理、績效指標分析管理。

(1)管理生態本底

①本底資料收集。根據生態保護修復工程試點區域對區域的本底資料進行收集、錄入、呈現,包括文字資料、圖片資料、視頻資料、遙感影像資料、三維地圖資料等。

②生態現狀剖析。圍繞“山、水、林、田、湖、草”生態要素分析生態問題,根據問題分類型(水環境保護、兩江沿線生態問題、森林生態功能脆弱、土壤污染等)、分區域(一島、兩江、三谷、四山)進行整體現狀分析,通過圖片、報表、影像等資料呈現。

(2)管理生態保護修復工程試點實施成果

①依據“一島、兩江、三谷、四山”的區域布局,從整體性、系統性角度出發,分區域、分類型(7大類、58大項)對總體目標監管。

②項目數據留痕,實現全方位監管,為工程實施評價提供支撐。

③分級管理,突出重點。實現對重點工程(廣陽島生態保護修復系統工程、銅鑼山生態保護修復整治工程、縉云山生態保護修復整治工程、梁灘河生態修復整治工程、中梁山生態修復整治工程、御臨河生態修復整治工程、明月山生態保護修復工程、“兩江四岸”生態修復整治工程)的重點突出管理、重點跟蹤、重點展示。

(3)管理績效指標

①從區域、生態效益指標的系統性、整體性角度出發,實現生態效益指標分區、分級評估分析。圍繞“一島、兩江、三谷、四山”整體布局,從整體試點區域、再到具體生態保護修復實施區域,進行分區分級展示。

②根據生態保護修復工程類型、生態保護修復要素以及要素之間的關聯關系,分析指標之間的關聯關系,體現生態保護修復工作的系統性、整體性。

1.2 架構設計

重慶市山水林田湖草生態保護修復工程項目監管系統總計架設計采用BS架構設計,包括基礎設施層、數據資源層、平臺服務層、業務處理層、決策支持層、應用展示層和服務渠道層,如圖1所示。

圖1 系統總體架構圖

基礎設施層:為系統正常運行提供基礎軟硬件支撐;數據資源層:存儲并管理系統所需數據資源,包含基礎空間數據、專題業務數據、非結構化數據和系統配置數據;平臺服務層:提供數據服務、數據分析和數據發布管理,為系統業務處理和決策支持賦能;業務處理層:為生態保護修復工程項目監管工作提供平臺應用,實現檔案采集與管理、巡查成果信息管理、項目月報數據審核和儲備項目的集中處理;決策支持層:提供專家庫、知識庫、成果庫管理,為系統決策和用戶決策提供依據;應用展示層:集中展現系統數據成果,包括生態效益評價綜合展示、多源專項時空數據分析展示、地下水監測分析展示、生態保護修復統計應用分析、生態本底展示和生態保護修復工程實施成果監管。

1.3 數據庫設計

系統中各類數據以混合數據集的方式進行分類組織,項目業務數據、項目配置數據與非結構化數據以不同的方式進行存儲。其中非結構化數據以物理文件的方式進行存放,剩余數據存放于數據表進行統一管理,系統數據庫選型采用MySQL作為數據庫平臺。MySQL是一個開源的關系型數據庫管理系統,具有體積小、速度快、支持大型的數據庫、支持多線程、支持多種存儲引擎等特點,在行業中有著廣泛的應用。

1.4 功能設計

結合管理需求,系統功能設計包括生態保護修復工程展示、生態本底分析管理、生態保護修復工程實施監管管理、績效指標分析管理、第三方交換接口、配置管理等6個模塊,如圖2所示。

圖2 系統功能模塊圖

1.5 運行模式設計

系統運行環境包括互聯網和電子政務網兩種網絡環境,移動巡查數據庫服務、移動巡查應用服務器和巡查終端都是在互聯網運行,整個系統的文件服務器、數據庫服務器和應用服務器在電子政務網運行,互聯網和電子政務通過網閘進行連接,如圖3所示。

圖3 系統運行模式圖

2 系統功能實現

2.1 生態本底分析模塊實現

系統提供按工程名稱、工程所在區域和工程類型對工程進行查詢、檢索。通過條件檢索,查看7大類、58大項工程的本底資料,包括項目前期的基本情況、存在的問題、工程目標、工程部署、以及工程的相關圖片、音視頻資料。同時,實現屬性數據在地圖上的聯動展示,如圖4所示。

圖4 生態本底展示

2.2 生態保護修復工程實施監管

系統采用柱狀圖、曲線圖等方式,對本底資料進行統計匯總,實時統計各指標實施完成情況,重點工程的進度情況,對工程形成有效監管,如圖5所示。

2.3 生態保護修復工程實施成果展現

根據后臺錄入的工程信息進行詳細展示,展示內容包括工程基本信息、工程階段信息、工程月報、工程巡檢記錄等,展示的形式包括文字、圖片、影像、三維實景影像以及音視頻等相關資料。同時,對工程進度、工程資金使用情況,采用統計圖、統計報表的方式進行展示,如圖6所示。

2.4 績效指標分析模塊實現

系統對績效指標按分級、分類、分區方式進行展示,統計分析每項指標的完成情況以及達成情況,采用統計圖和統計表兩種展示方式,并支持分類、分區、關鍵字等檢索,如圖7所示。

圖7 生態效益分區分級展示

3 結 語

重慶市山水林田湖草生態保護修復工程項目監管系統的建成,實現了生態保護修復數據收集、分析、應用、監管的“四位一體”管理,將數據轉變成監管能力,形成問題聯治、工作聯動共建共治共享的監管體系,凝聚生態保護修復合力,切實完成了生態保護修復工程項目的科學化、精細化監管,保障了重慶市山水林田湖草生態保護修復工作平穩有序開展。