基于GIS 的高速公路可视化征地拆迁技术应用研究

肖 波 白 皓 冉光炯 沈国焱

（1、四川高速公路建设开发集团有限公司,四川 成都610047 2、四川省公路规划勘察设计研究院有限公司,四川 成都610041）

1 概述

近年来,作为交通运输行业中重要的一部分,高速公路工程的建设,在建设工期、建设质量、成本控制等方面的管理越来越重要。高速公路工程建设具有征拆难度大、施工作业面广、技术工艺复杂、环境敏感点多、参建单位及交叉影响因素多等诸多特点[1]。

目前,在高速公路工程征地拆迁管理方面,大多还是采用传统的手段进行管理,因其涉及环节多、相关数据量大、数据准确性要求高等要求,在拆迁和补偿的认定方面容易带来一些难以避免的错误,数据核算工作量大难度高,势必导致征拆管理工作的难度加大。为此,以GIS 技术为基础结合实际工作需求,建立基于GIS 的高速公路工程可视化征地拆迁管理系统,支撑高速公路建设征地拆迁管理应用具有重要意义。

2 征地拆迁管理需求分析

2.1 征拆管理工作分析

高速公路征地拆迁工作主要分为八个阶段：准备阶段、宣传动员阶段、征拆勘察核实清理登记阶段、征拆补偿资金兑付阶段、永久性征地范围内建筑和地面附着物拆迁阶段、征拆安置阶段、施工日常协调阶段、完善手续阶段。（图1）

2.2 征拆管理现状分析

在高速公路征地拆迁管理中,征地范围红线目前主要以二维图纸的方式进行描述,缺乏和现实环境的对应,不能直观的表现征拆的区域及区域内相应建筑物、构筑物、苗木等的情况[2]。征拆管理过程相关数据,大多以数据表的或线下文件的方式分散存储管理,征拆相关数据报表需要花费大量人力物力长时间的进行处理,数据准确度和完整性难以保障；形成的报表数据是静态的,无法实现详细数据的有效追溯,也不能灵活的根据实际需求快速的形成所需的统计分析报表。

3 征地拆迁管理GIS 应用

近年来,GIS 技术以其强大的数据处理及展示功能、空间分析功能、良好的图形平台和可靠性能,被广泛应用于各行各业[3-5]。针对高速公路工程,近年来在工程设计规划设计阶段也大量应用卫星影像、航拍影像、激光点云等GIS 技术及数据成果,提高了工程设计的效率和质量。结合设计阶段的数据成果,将GIS 技术应用于征地拆迁管理,通过先进的IT 技术建立基于GIS 的征拆管理系统（一下简称征地系统）,将工程征拆相关数据及过程以数字化的手段管理起来,并以可视化的方式进行应用,能很好的弥补传统征地拆迁工作的不足。

图1 高速公路征拆管理流程

3.1 基础数据处理

高速公路征拆管理涉及工程区域地形地貌影像数据,征拆红线数据,路线桩号数据,征拆区域土地、建筑物、杆管线数据等。其中路线桩号数据是整个工程的关键定位数据,后续征地红线数据、建筑物、杆管线等都需要与其关联,为将这些数据融合应用,需对这些数据进行处理,并统一加载到GIS 场景进行征拆应用[6-8]。

本文所涉及基础数据处理流程如图2 所示,先根据设计单位提供的线路数据解析路线的工程坐标,再通过坐标系转换计算将工程坐标系转换为CGCS2000 大地坐标系数据存入征地系统数据库；针对征地红线数据则通过设计单位提供的DWG 格式征地红线数据提取相应工程坐标系下的二维线数据后,通过工程坐标系与CGCS2000 大地坐标系进行转换计算形成转换后的红线数据JSON 数据存入征地系统数据库,通过同一坐标系下的坐标关系与桩号进行关联,并通过征地系统GIS 组件加载应有。

3.2 征拆计划管理

图2 征地基础数据处理流程

图3 征地红线CAD 数据

图4 融合到GIS 场景的征地红线

整个高速公路征拆过程,以完成征拆对象为目标,以征拆计划为管理主线,借助基于GIS 的征拆管理系统,可将征拆计划数据与征拆区域GIS 信息、行政区域信息、桩号信息、红线区域信息等进行关联,将传统数据化的征拆计划图形化、数字化,从而提高计划制定的合理性及管理便捷性。

基于在基础数据处理阶段完成的征地区域红线数据、线路桩号数据及其相互的关联关系,可根据征拆计划用地范围中确定的桩号数据,在征拆系统中进行自动匹配计算,将计划数据与征拆红线进行关联,从而实现通过征拆计划可直接在征拆系统GIS 场景中定位其对应的红线区域图,以及通过在GIS 场景中点击红线区域自动关联检索出对应征拆计划信息,最终实现征拆计划的可视化管理,提高了管理的效率和质量。

另一方面,征拆计划需要根据工程实际施工计划进度要求进行合理制定,借助BIM工程设施模型数据,在征地系统GIS组件内可将征地计划红线区域与BIM模型数据融合加载,从而实现征地计划于施工进度计划的可视化分析,及时动态调整优化征地计划,保障工程施工建设进度的完成。

3.3 征拆进度管理

在制定完工程征拆计划后,重要工作是确保计划红线区域相应征拆工作能按计划顺利完成,而对征拆计划的执行过程及征拆进度的实时把控与管理是其中的关键。传统征拆进度管理主要是将计划数据表文件分级下达到相关参与人员,再由各参与人员根据现场征拆完成情况填写相应数据表,层层传递汇总,形成需要的各种进度数据表,在相应征拆管理人员中流转的都只是一堆数据表及各种附件,即不能直观精确的反映征拆进度、也不能灵活的根据需要进行统计分析、在数据追溯方面也很困难。

本文结合GIS 的征拆管理应用,将征拆计划执行过程通过计划数据、红线数据、桩号数据、行政区域数据、土地类型数据等所有征地相关数据有机关联,形成一个有效的数据网,现场的征拆执行人员可通过征拆系统APP 实时在线填报相关征拆完成情况数据,系统自动根据征拆数据关系将现场数据与计划数据挂接,后方管理人员可及时查看征拆计划执行情况,并结合征拆系统组件直观准确的掌控征拆整体进度情况,如哪些区域制定了计划、哪些区域开始征地、哪些区域完成了征地、各区域征地完成百分比等一目了然,管理者可在GIS 场景中通过点击关注征拆红线区域对象,追溯详细的征拆执行过程数据,全面了解征拆执行情况,从而以可视化的管理方式提高征拆进度管理的及时性、准确性及数据可追溯性,实现管理效率和质量的提升。

图5 传统EXCEL 征地计划表图

图6 与征地红线、桩号数据关联的征地计划数据

图7 GIS 红线区域与BIM 工程设施可视化关联融合

图8 基于GIS 的征拆进度可视化管理

另外,由于现场征拆执行过程情况复杂多变,常常会遇到诸如：征拆困难户、面积数量有争议、边角地、补偿不到位、助工等情况,在进行征拆计划执行进度管理阶段需要对这些信息进行全面掌握,并督促监督相关问题的处理解决情况,以减少对征拆计划执行的影响,从而确保工程建设进度的完成。

3.4 数据查询与统计

整个征拆过程涉及大量的数据信息,且需要进行大量的数据统计分析及统计报表,传统以数据表存储管理的方式,在进行数据统计分析时,需要耗费大量的人力物力花费较长的时间进行存在一定的任务误差,且不能灵活根据不同管理对象及不同统计维度进行数据组织,在发现问题时也不能快速的对相关数据进行追溯。

本文结合GIS 的征拆管理应用,将征拆设计、征拆计划、征拆执行各阶段相关数据进行全面管理,且对各数据关系进行梳理形成征拆数据网,实现了红线数据、桩号数据、征拆计划数据、征拆进度数据、征拆问题数据等的互相关联追溯。运用征拆系统强大的数据查询统计能力,快速形成征拆管理所需要的各类报表信息,如：征拆总体完成情况表、一县一月已报、征地明细表等,并可动态的进行过滤组合及逐级追溯,统计的报表结果可及时导出为EXCEL 数据表,进行线下流转及归档管理。极大的提高了征拆数据查询统计分析效率,大量的节约了成本。

4 结论

图9 与GIS 征地红线互通的详细进度管理

图10 与GIS 征地红线互通的征地问题管理

图11 精细化的一线一月征地统计报表

图12 可追溯的征地拆迁详细统计报表

高速公路工程征拆管理是一个复杂的过程,不仅涉及工程投资、建设方,还涉及地方政府、工程区域土地所有者,本文结合GIS 技术在高速公路工程征地拆迁管理过程的应用进行了一定的探索,深度分析高速公路征拆管理现状及管理过程相关业务需求,结合相关应用流程、各环节数据,对数据关系进行深度分析,将工程线路数据、桩号数据、征拆红线数据、红线区域土地数据、征地计划数据、征地执行过程数据、相关征地问题数据等关联形成完整的征拆数据网。再结合GIS 技术、先进的IT 技术等建立基于GIS 的征地管理系统,将数据网与GIS 图形相结合,形成可视化的征拆管理工作台,在征拆管理各环节支撑相关参与则进行直观、高效的完成工作,并根据管理业务需求及时动态的形成各类数据报表,在满足征拆管理统计分析要求的同时,极大的提高数据的准确性及可追溯性,降低管理成本及管理风险。

本文针对GIS 技术、先进的IT技术等在高速公路工程征地拆迁管理的应用,进行了一定的研究思考,结合实际的应用需求形成了一些具有实际价值的应用方向及应用路线,为GIS 技术、先进的IT 技术等在高速公路工程征拆管理工作中的全面深入应用探索提供了一定参考。