采煤塌陷综合治理项目库的设计与实现

管怀重

摘 要：本文以淮北市采煤塌陷综合治理项目库的建设方案为例，该项目库涵盖了多类型、多来源的项目管理数据，并开发了项目库管理系统。项目库的建成实现了塌陷地整治项目监管工作的信息化，为国土部门土地综合整治项目信息化管理提供了良好范例。

关键词：采煤塌陷；治理；项目管理；GIS

淮北市是国家重要的能源城市，煤炭资源丰富，煤炭资源的开采在为国家经济发展作出突出贡献的同时也形成了大量的采煤塌陷地，初步统计，因采煤累计塌陷土地约25万亩，预计到2020年，还将新增塌陷地23万亩。采煤塌陷对环境、经济、社会发展和人民群众生活造成一定的影响。对煤矿地区地表塌陷治理、管理和预测对于维护本地区的生态和环境可持续发展显得尤为重要。为实现采煤塌陷区综合治理项目的信息化管理，本文设计了淮北市采煤塌陷综合治理项目库建库方案，并开发了项目库管理系统。

1 建设内容与关键技术

1.1 建设内容

淮北市采煤塌陷综合治理项目库是在土地利用数据库基础上，结合塌陷地专题数据，研究如何利用GIS技术建立全市采煤塌陷综合治理项目库，实现塌陷地治理项目监管工作的信息化、科学化和规范化。项目库建设内容主要包括：淮北市采煤塌陷地调查资料数字化、淮北市塌陷地项目库建设、塌陷地项目库管理系统建设。通过项目库及其管理系统的建设，能够实时掌握项目的进展情况和资金投入情况，通过施工区实景照片和视频能够看到项目的建设成效和现场情况，还能管理项目的全程审批资料。另外，对塌陷区域及其预测数据分布、土地利用数据等分析能够为项目治理规划提供决策支持。

1.2 关键技术

整合多类型、多来源数据，建立系统数据基础：系统的运行必须建立在坚实的数据基础之上。系统数据涉及土地利用数据库、项目报备数据、治理规划、塌陷地和预测数据以及图片、视频和文档资料等数据，具有多来源、多类型等特点。项目建设首先要制订合理的数据库结构与安全策略，以逻辑一致性、数据唯一性、强关联性作为数据原则，保证系统数据的数、图、表一致，数据关系严谨，满足对数据的统一高效管理的要求。建立科学的信息化数据管理体系：在丰富的系统数据基础上，建立科学的信息化数据管理体系。系统可提供一站式的数据查询，充分利用数据间的关联关系，追溯每一条数据涉及的数、图、表等信息，提供完整的数据链条。

2 项目库建设

2.1 建库原则

唯一性原则：在收集整理项目库资料及其数字化过程中可能存在数据重复的情况，应保证数据记录的唯一性，每个项目都要有唯一对应的图斑。原件存档原则：对于表格、图件、责任书审批材料等具有原始记录的原件，都要采集扫描件，并对扫描件建立档案记录，独立存储于对应的表中，确保每一个文件都有据可依。对于登记表、汇总表、一览表等项目信息表、经费预算表等管理大量字段的表格，除原件存储外，还要对字段进行提取，建立关系数据表，并与空间数据建立对应关系，实现数据的动态查询与管理。标准化命名原则：所有图斑、图片、视频和文档等资料均按照规定的标准进行编号命名，以编号作为主要字段进行关联，以保证各数据之间能建立关联关系。

2.2 建库思路

综合治理项目库是本项目建设的基础，本项目中的数据既有空间数据，又有非空间数据。其中空间数据包括土地利用数据、治理项目数据和其他专题数据；非空间数据包括项目的一些扩展属性、图片、视频、文档和系统运维支撑数据。

2.3 数据入库

项目库数据来源主要有淮北市土地利用数据库、淮北市土地复垦整理中心提供的项目坐标、说明、图片、视频和文档等项目报备资料数据以及淮北矿业集团和皖北煤电集团提供的塌陷地资料。

2.3.1 空间数据入库

空间数据主要包括土地利用数据库、项目数据库、塌陷地数据库以及规划数据库，主要来源于二调数据库、项目报备数据、文本数据和其他格式的数据。针对不同来源的数据可以选择不同的方法来入库。

2.3.2 属性（非空间）数据入库

属性（非空间）数据是指与项目相关的图片、视频和文档资料等。需要将这些数据以数字化的格式，按照标准规定进行组织命名，再将其存入数据库，并与空间数据建立连接关系。

3 管理系统设计开发

3.1 开发环境

项目库管理系统采用基于Windows操作系统平台开发，以Visual Studio 2010为开发环境，选择C#为开发语言，利用ArcGIS Engine提供的相关接口控件来定制开发系统所涉及到的相关功能。C#是一种现代的面向对象的编程语言，它主要是面向采用Microsoft .Net Framework来开发应用程序的开发人员。C#是在Visaul Basic和C/C++基础上发展起来的更为清晰和富有逻辑的编程语言，具有功能强大且简单的特性，它提高了开发人员的工作效率，同时也致力消除在编程的过程中可能导致严重结果的错误，也保持了开发人员所需要的灵活性和强大性。

3.2 系统整体设计

项目库管理系统采用C/S分布式架构，分为三层架构体系，即数据层、逻辑层和表现层。系统的功能实现主要集中在客户端，利用C#以及ArcGIS Engine组件开发客户端应用，从而可以组织复杂的逻辑并具有较高的性能，使用前需要安装客户端软件。

3.3 系统功能设计

淮北市采煤塌陷综合治理项目库管理系统功能主要包括基础地图操作、项目库概览、查询统计、项目管理、空间分析、系统维护六大模块。

3.3.1 地图操作模块

系统充分利用GIS系统的特点，提供了丰富的基础地图功能，包括：图形操作、图层控制、测量工具、对象属性查看、地图打印输出。

3.3.2 项目库概况总览

对全市所有塌陷地治理项目概况的总览，通过此功能可以方便的获取土地综合治理概况、已治理塌陷地概况、治理中塌陷地概况和未治理塌陷地概况的信息。

3.3.3 查询统计模块

项目查询：用户可以在指定的项目图层中根据查询条件来查询所需项目，查询的可选条件有项目名称、项目类别、所在区域、年份，治理状态等。统计图表：对查询的结果进行统计，可以按照年份、项目类别、区域来统计项目的治理面积、投资金额、新增耕地、经济效益等，统计结果可用柱状图、饼状图和折线图的方式显示，并能够打印输出。

3.3.4 项目信息管理

项目信息管理主要是对项目的增加、删除、转移，对项目的图片、视频和文档的管理及其相关属性信息的修改等：新增项目：输入项目信息和图斑坐标文件，将项目添加到项目库当中；删除项目：将指定的项目从项目库中移除；转移项目：将治理中的项目转移到已治理的项目当中；信息修改：修改选定项目的属性信息；图片、视频管理：管理项目的图片和视频等媒体信息；文档管理：对项目涉及到的相关文档进行集中管理。

3.3.5 空间分析模块

系统提供了多种空间分析功能，包括缓冲区分析、叠置分析和三维分析。其中三维分析是指填土量估算，即根据全市未治理的采煤塌陷区域情况，提供全市采煤塌陷区域治理所需填土土方量估算功能，为全市范围的采煤塌陷治理工作提供规划参考。

3.3.6 运行维护模块

基本功能包括：安全认证、用户管理、权限管理、日志管理、数据备份等。

4 结语

该项目在淮北市土地利用数据库的基础上，整合了全市采煤塌陷区土地整治项目和土地整治规划数据，并集成了图片、视频、文档等数据，建立了安徽省首个采煤塌陷综合治理专题数据库，填补了安徽省该领域的空白。目前，该项目已顺利通过评审验收，并成功部署在淮北市国土资源局，从而实现了采煤塌陷综合治理项目数据的信息化管理，大大提升了采煤塌陷综合治理监管工作的信息化水平和科学决策能力。

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