省级移民搬迁信息管理平台设计与实现

王 莉，白 穆，王 博，张 帆，贠建明

（1.咸阳职业技术学院，陕西 咸阳 712000；2.自然资源部陕西基础地理信息中心，陕西 西安 710054）

党的十八大以来，作为打赢脱贫攻坚战重要组成部分的移民搬迁，是脱贫攻坚战略的“当头炮”和“头号战役”。从移民搬迁工作内容来看，移民搬迁工作涉及搬迁对象甄别、安置建设工作、脱贫致富方案、国土综合治理等多项内容。移民工作反映了各类要素在地理空间上的流动与重新配置，移民搬迁工作需要地理信息数据与技术的支持。宁方志[1]等利用WebGIS技术实现了武都精细化扶贫系统；刘吉[2]等通过集成GIS技术、GPS 技术搜集了扶贫对象的位置信息，实现了扶贫对象的精准识别；杨洋[3]等借助NewMap平台设计并开发了B/S架构的扶贫开发管理信息系统；张亚明[4]等借助灰色关联综合评价模型和ArcGIS地理信息软件，测算得到了环京津贫困带的三维度系统空间分异地图。本文结合移民搬迁业务工作实际，通过地理信息“数据+技术”，构建了省、市、县（区）、镇（乡）4级管理体系的省级移民搬迁信息管理平台（以下简称平台），实现了对移民搬迁对象、安置项目建设、建设资金使用等信息的有效管理；通过获取准确、详实的移民搬迁数据，实现了对移民搬迁业务大数据的分析挖掘。

1 平台总体设计

1.1 总体架构

平台部署在陕西省电子政务云数据中心，根据面向服务的 SOA 架构和大数据分析挖掘理念，搭建了基础设施层、数据资源层、平台服务层和业务应用层，辅以安全保障体系、标准规范体系和运维服务体系，为省、市、县、镇（乡）4级移民管理行政部门提供了以电子地图数据为基础的统一空间支撑框架。平台采用空间可视化、时空演变分析、大数据分析等技术开展功能设计与建设；并充分考虑了与全国扶贫开发信息系统、陕西省脱贫攻坚大数据平台以及原陕西省国土资源厅各系统数据和服务的对接，确保了数据的无缝迁移。总体技术框架如图1所示。

图1 平台总体技术框架

1）基础设施层。陕西省电子政务云数据中心为平台提供了统一的集群部署架构，满足了平台4级架构以及用户大规模平行访问的需求，应用程序通过省电子政务外网防火墙映射互联网的方式访问平台。平台分别配置应用服务器和地理信息服务器来支撑移民搬迁业务管理需求和提供空间数据管理和服务，利用数据库服务器和文件服务器实现数据的存储与管理，分布式文件存储搭载在大数据分析服务器上。

2）数据资源层。平台核心业务数据库涉及搬迁对象、安置项目、规划专题资料等业务数据。平台通过引入“天地图·陕西”电子地图数据为移民搬迁业务数据实现“一张图”提供了统一的空间框架支撑，地理实体数据服务为平台业务数据进行空间分布与查询、相对位置判断提供了辅助地理信息数据支撑。通过大数据技术对业务数据和空间数据进行抽取、处理与融合，形成了支撑辅助决策与统计分析的空间支撑数据和大数据分析数据。业务支撑数据库包括用户账户、权限控制、日志数据、移民搬迁管理单位数据等信息，用于构建4级管理和用户权限体系。

3）平台服务层。根据业务逻辑，以服务的方式对数据进行组织、重构和对外发布。属性数据操作服务采用 WCF REST 进行服务封装和发布，如对象管理服务、项目管理服务、计划管理服务等；地理信息服务采用ArcGIS REST API实现空间数据、空间分析功能的封装和发布，包括瓦片地图服务、动态地图服务、地名搜索服务、地理分析服务和导航分析服务等。

4）业务应用层。以平台服务接口为核心，面向不同层级用户搭建了对象管理系统、项目管理系统、资金管理系统、计划管理系统、监督考评系统、协同办公系统、政策公开系统、辅助决策系统和运维管理系统。

1.2 关键技术

1.2.1 基于地理空间框架的多源数据整合技术

移民搬迁数据按照表现特征可分为图形、图像、数值、文字、视频等类型。这些数据不仅存在数据格式、分类系统、空间尺度、数据模型、数据表达、时空参考、编码规范等不一致的问题，还存在数据不连续、缺乏关联等不足。移民搬迁多源数据整合通过“天地图·陕西”提供的地理信息数据，实现对移民搬迁文字、图形、图像、数值等多类型数据的分类、提取、关联和汇聚，最终为移民搬迁提供统一框架的数据可视化方案。

平台将需要整合的信息归并为搬迁对象、安置项目（含示范安置项目）、产业扶持3种类型。移民搬迁的首要任务是精准识别搬迁对象，与此同时该项工作与搬迁对象的不动产信息也息息相关。因此，平台将空间位置与搬迁对象关联起来，一方面基层移民搬迁管理部门利用平台的电子地图获取搬迁对象位置；另一方面基层移民搬迁干部通过在线调取搬迁对象信息校验数据的真实性。安置项目（含示范安置项目）结合地图建立完善的项目分布信息库，全面、准确地掌握各安置项目的情况、建设年度、地理位置等信息，为项目统一管理提供便捷手段。示范安置项目还增加了实景地图技术，实现了示范安置项目全景数据、规划专题数据和视频数据的采集、加工和集成，使用户足不出户即可身临其境地感受具有鲜明地域特色的示范安置项目（图2）。产业扶持涵盖脱贫产业信息、从业人员、薪资信息、产业地理位置等内容，通过文本信息与空间信息关联，展示了陕西省脱贫产业扶持总览情况和区域差异。

图2 示范安置项目全景展示

1.2.2 面向不同场景的混合数据存储与管理技术

移民搬迁数据类型复杂、应用场景多样，传统的存储和管理模式已无法满足复杂数据的处理需求。为实现非结构化和半结构化政务海量数据的快速存储与查询，一般采用以NoSQL数据库为代表的分布式存储和查询模式，能实时访问、存储和查询大数据；并结合分布式数据仓库（Hlive）、分布式关系型数据库（PostgreSQL）、全文检索引擎以及分布式文件系统（HDFS）等，构成政务结构化数据和非结构化数据的混合式存储[5-9]。

平台面向移民搬迁海量异构数据构建的存储框架是在传统关系型数据库的基础上，扩展并综合利用NoSQL数据库、内存数据库，形成的面向移民搬迁业务的关系型数据库集群、NoSQL数据库集群和内存数据库集群。为保障数据的安全可靠，移民搬迁核心业务数据库中的搬迁对象数据、安置点数据、项目数据、资金数据、政策文件等内容以及为实现4级管理体系运行的业务支撑库均采用传统关系型数据库进行数据管理。平台涉及全省多源、多尺度、多类型的地理信息数据，既有传统意义上的空间数据，也有街景、全景等图片数据，还有相关的瓦片数据。因此，为实现对全省多源、多尺度、多类型地理信息数据的有效管理，采用混合架构，在传统关系型数据库的基础上，引入MongoDB数据库，提供了多源异构数据的统一存储能力。利用HBase数据库支撑辅助决策系统的数据统计、分析服务，通过Docker容器化Sqoop、Logstash、JDBC等多种数据同步技术，将搬迁对象基本信息、搬迁动态信息、帮扶信息、安置项目信息、脱贫产业信息等数据同步到大数据支撑库。为支撑基层搬迁干部统一时点填报信息，平台引入Memcache分布式内存对象缓存系统来满足高并发读写需求，通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数，从而提高平台访问速度。

1.2.3 大数据分析与可视化技术

利用大数据分析与可视化技术可有效融合计算机的计算能力和人的认知能力，从而获得对移民搬迁复杂数据的洞察力，为移民对象精准识别、建设项目工作进度、移民安置经济发展等提供辅助决策分析。在地理空间信息的基础上，通过大数据分析方法，结合Hadoop、Spark等海量数据处理技术，可搭建融合地理信息的大数据计算分析框架[10-12]。在大数据可视化方面，利用热力图、点簇图、流向图等数据信息符号表达技术可为用户提供不一样的沟通体验。

平台开展大数据分析与可视化工作，首先需将数据从核心业务数据库抽取到大数据支撑库，数据抽取服务采用Sqoop、Logstash、JDBC等多种抽取技术以及全量、增量、即时采集、定时采集等多种抽取策略，并利用Kafka技术同步到HBase数据库中；然后利用Spark计算框架实现移民搬迁数据的清洗与融合，为业务数据建立关联关系，形成能用于查询、分析、统计的移民搬迁大数据（图3）。移民搬迁大数据包括个案数据和统计分析结果，这些数据与地理信息数据融合后，形成了移民搬迁大数据热力图，图上以不同色带渲染的方式展示移民搬迁大数据统计指标空间分布差异特征。通过搬迁对象与安置项目位置信息的关联，以搬迁路线图的方式直观、形象地呈现了搬迁对象的搬迁轨迹。同时，接入安置项目建设工地的实时监控视频数据，通过摄像头云台的控制能从任意角度查看项目建设工地，实现项目精细化管理和项目建设过程监督。

图3 移民搬迁大数据清单

2 平台运行模式与功能实现

2.1 运行模式

平台采用部署在云环境下的集中式建设，将数据集中在省级层面。平台部署在电子政务云数据中心，采用B/S架构为市级、县级、乡镇级统一提供服务；由省级层面负责顶层设计，依托省级的云环境、技术和人才优势，统一管理平台数据、统一搭建平台子系统、统一运维管理。为确保平台中数据与服务的规范性，开展《陕西省移民（脱贫）搬迁信息管理平台信息共享交换管理办法》《陕西省移民（脱贫）搬迁信息管理平台接口规范》等平台数据与服务接口规范建设，市级、县级、乡镇级移民搬迁管理部门按照用户使用权限，完成移民搬迁业务数据采集、审核、汇集和本区域内信息的可视化展示。

2.2 平台功能实现

平台由9个应用系统组成，归纳为1个辅助决策系统、4 个核心业务支撑系统（对象管理、项目管理、资金管理、计划管理）和4个辅助业务支撑系统（监督考评、协同办公、政策公开、运维管理）。

辅助决策系统主要以电子地图为支撑环境，以搬迁对象、安置项目数据为基础，借助大数据可视化技术，集中展示搬迁对象、安置项目（含示范安置项目）、产业扶持和移民搬迁大数据等信息。该系统还可通过搬迁前后高清影像联动对比、安置项目全景等方式直观展示搬迁成效，通过网络摄像头接入的方式展示安置项目的实时进度。

对象管理系统通过建立省、市、县和乡镇4级管理视图实现搬迁对象基本信息、搬迁对象不动产信息、搬迁安置方式、 配套产业扶持信息、搬迁对象后续发展情况的录入、 查询、审核等管理功能。项目管理系统包括集中安置项目管理、存量房项目管理、分散安置项目管理、公共服务设施项目管理和示范项目管理。资金管理系统主要包括资金计划、资金筹措、资金划拨、资金使用4个模块，实现了资金的集中管控，提升了资金支付效率，降低了资金管理风险。计划管理系统能为省级、市级、县级移民管理部门实现安置规划、安置计划、安置进度的上报与汇总，并能实现数据的汇总、分析、查询、导出功能。4 个核心业务支撑系统均提供了数据与服务接口支撑。

监督考评系统包括考核指标、考核模板、考核任务、考核评价、资料备案和考核结果等功能模块，通过访问计划管理、对象管理、项目管理、资金管理等系统数据，实现陕西省移民搬迁工作的监督考评工作。协同办公系统是采购商业公司的办公自动化产品，通过定制化部署，实现了面向省级、市级、县级移民搬迁管理部门的公文管理、移动办公和即时通信等功能模块。政策公开系统涵盖了移民动态、实时播报、示范项目、信息查询等功能模块。运维管理系统主要包括用户角色管理、菜单权限管理、消息通知管理等模块，用户角色管理按照用户等级进行相应的划分和管理，分为省级、市级、县级、镇（乡）级移民搬迁工作人员以及系统管理员；菜单权限管理是指为不同角色用户分配相应的功能权限，只允许操作权限之内的菜单，不允许越权操作；消息通知管理是对系统发布的信息进行逐级通知，省级、市级、县级均可对本区域进行消息发布。

3 结 语

移民搬迁工作是国家一项重要的战略部署。本文在探讨信息化服务移民搬迁工作时，未将陕西省移民搬迁信息管理平台构建为鲜明的GIS平台，而是充分发挥地理信息“数据+技术”的优势，将地理信息的作用发挥在后台支撑方面，让移民搬迁业务人员在自身熟悉的业务场景中使用地理信息数据和技术；通过地理信息数据与移民搬迁业务数据的整合实现了数据框架的统一，依托地理信息技术实现了移民搬迁信息管理和可视化操作。系统建成后，在陕西省移民搬迁工作中发挥了重要作用，提高了移民搬迁的信息化管理水平，相关成果为提高地理信息服务保障能力提供了有益实践。