基于Geosence 的永久基本农田补划方案技术审查应用探索——以新建南宁至玉林铁路项目为例

黄丽燕，李正劼，2，罗 柱

1.广西自然资源调查监测院，广西 南宁 530000

2.自然资源部北部湾经济区自然资源监测评价工程技术创新中心，广西 南宁 530000

落实最严格的耕地保护制度，是确保国家粮食安全，加快推进农业农村现代化的有力保障[1-2]。我国严控建设项目占用永久基本农田，重大建设项目选址难以避让永久基本农田的，由省级自然资源主管部门负责组织对补划方案的可行性进行严格审查论证。在审查论证工作中，传统审查方式主要以人工使用ArcMap、MapGIS 等地理信息软件为主，通过人工进行数据叠加分析的方式进行审核，前期数据收集、数据分析以及成果汇总都需要花费大量的时间，而且审查质量容易受到审查员主观因素的影响。针对上述问题，研究小组利用Geosence 软件在线服务共享以及二次开发的特性，将人工审查流程梳理成Geosence 软件业务流程，以软件自动处理的方式代替人工操作步骤，对利用Geosence 软件提高永久基本农田补划审查工作效率和准确率进行初探。

1 项目概况

广西以地理信息技术为手段，将重大建设项目占用永久基本农田补划方案涉及的相关信息数据与全区最新的专题业务数据套合对比分析，审核方案的可行性。主要审核的内容包括：永久基本农田调整后数量是否平衡，质量是否降低，补划地块是否与其他业务数据存在冲突，等等。自治区通过分析方案中存在的问题，可以准确地指导地方及时整改补划方案，在贯彻落实永久基本农田特殊保护政策的同时，有效推进了全区重大建设项目报批进程。

研究小组以新建南宁至玉林铁路项目（以下简称南玉铁路项目）的审查工作为实例。该项目属于报批阶段的申报项目，涉及3 个市域和6 个县域，3 个市域包含南宁市、贵港市、玉林市，6 个县域包含青秀区、横州市、港南区、玉州区、兴业县、北流市。南玉铁路项目涉及的区域多，相应的专题数据量较大，而且同类数据间还存在36°带和37°带的差异，如果按传统的审查方法，技术人员需要在数据收集、数据投影转换、数据叠加分析、结果分析整理上花费大量的时间与精力。

2 基于Geosence 软件审查的关键技术研究

2.1 Geosence 软件的关键技术

永久基本农田补划方案技术审查主要使用Geosence 软件的三大功能：一是软件强大的空间分析功能，如空间叠加分析、裁剪分析、空间连接分析、邻近分析等，这些功能多用于处理矢量数据的空间分析；二是软件支持在线发布数据，GeoSever 提供了一套便捷的工具，支持各大数据源直接发布传统的OGC WEB 服务，可实现大量数据的统一共享；三是软件支持多方位的个性化和扩展功能，技术审查可以根据工作内容，对各类操作按照既定规则封装成二次研发软件。

2.2 基于Geosence 的永久基本农田补划方案审查技术研究

针对当前永久基本农田补划方案中审查效率低、准确率难以保障的问题，研究小组充分利用Geosence 软件的二次开发以及空间分析功能，对原审查流程进行梳理，减少审查工作中的人工操作，精简重复工序，最终达到审查工作自动化、可视化的目的。其研究对象主要可以分为3 个方面：一是实现基础业务数据的自动化提取，减少前期基础数据准备时间；二是减少矢量数据分析过程中的人工操作步骤，最大限度地实现数据的批量自动处理；三是实现审查结果的自动化、可视化。具体流程如图1所示。

图1 基于Geosence 软件的自动化审查操作流程图

2.2.1 全区审查业务数据库建立与匹配

建立全区审查业务数据库分为以下步骤。首先，以CGCS2000 大地坐标系为数学基础，建立不同投影带原始数据与大地坐标的对应关系；其次，根据审查的要求，对审查中需要使用到的基础业务数据进行整理，形成专项审查数据库，并以同样的方法建立不同投影带基础业务数据与大地坐标的对应关系；再次，以CGCS2000 大地坐标系为桥梁，实现审查原始数据与审查业务数据的一一对应关联，通过原始数据可以快速锁定对应的审查业务数据；最后，通过调用服务的方式实现对审查业务数据的快速获取，即发布在线服务，把全区永久基本农田补划方案审查需要用到的基础业务数据集成到服务器，实现所有基础业务的数据集中管理和同步更新，保证基础数据的准确性和一致性。

2.2.2 审查业务建立模型

研究小组首先通过Geosence 软件自带的空间叠加分析、裁剪分析、空间连接分析、邻近分析等功能，确定原始数据与基础业务数据的空间关系，再根据审查内容确定工作中可量化的指标；其次，利用Python 语言，根据规定的审查计算方法与规则构建数据模型；最后，分析Geosence 软件的计算特点，优化审查工作业务流程，提高数据处理速度。

2.2.3 审查结果可视化表达

首先，根据审查内容制订审查结果输出模板，同时根据可量化指标建立输出结果和输出数据之间的映射关系，输出审查结果；其次，根据可量化的指标，建立审查指标数学模型输出成果与审查指标之间的一一映射关系，在审查表格模板中体现映射关系；最后，建立审查表格模板数据与审查意见的逻辑关系，实现审查意见的自动汇总生成。

3 传统审查与基于Geosence 审查对比

3.1 实例项目审查

补划方案审查工作中，占补平衡和补划可行性审查工作关系到永久基本农田的面积、质量、布局等问题，建设项目必须严格按照“数量不减少，质量不降低，布局稳定”的原则[3]，实行永久基本农田的“占一补一”占补平衡政策[4]。永久基本农田占用补划是否平衡，主要从3 个角度考核：一是永久基本农田在数量上是否增加或减少；二是永久基本农田在质量上是否存在减损；三是永久基本农田是否促进生态环境质量的提升[5]。

3.1.1 前期数据准备与收集

项目前期准备阶段，技术人员首先要根据涉及的县域，核实编制单位提供的矢量数据格式、坐标是否符合要求，通过Geosence 软件二次开发的“资料数据获取”功能模块，自动提取对应的审查业务数据，输出审查业务数据包，作为下一步审查的基础数据。对于个别需要手动赋值的特殊审查业务数据，比如可调整地类的耕地质量等别，Geosence 软件还可以通过定做“资料包预处理”模块，实现审查业务数据的自动赋值。

传统审查中，该环节需要技术人员根据项目涉及的市县，收集相应的基础业务数据，而且还要进行跨带转换、格式转换等多次重复操作，涉及县域越多，操作次数也会越多。基于Geosence 二次开发审查工具，一方面减少了技术人员前期寻找审查业务数据的时间，另一方面，提取审查业务数据调用的是Geosence软件发布的在线服务数据，拷贝的审查数据仅涉及与项目矢量数据相关的部分，极大减少了业务数据的冗余，从而缩短了拷贝数据的时间。在实际工作中，南玉铁路项目在传统审查中数据准备与收集环节需要花费3 h，使用Geosence 二次开发工具后只需要12 min。经测试，Geosence 软件发布的服务支持20～30人同时访问，而且没有出现卡顿、死机等现象。这说明Geosence 二次开发工具不仅能满足日常审查工作需求，在遇到项目申报高峰期时也能快速完成审查工作。

3.1.2 项目矢量数据审查

项目的矢量数据是判断项目是否依法、依规落实永久基本农田占用补划责任的重要依据，其审查过程主要通过将项目矢量数据与审查业务数据套合分析来实现。技术人员要根据项目所处的申报阶段，选择相应阶段的业务流程分析模块。南玉铁路项目属于报批阶段项目，不仅要对项目补划地块的可行性进行分析，还要对项目报批范围与预审批复范围是否发生了变化进行分析核对。利用Geosence 软件二次开发的“永久基本农田占补平衡审查——项目报批阶段”和“补划地块数据审查”功能模块，软件根据审查内容制订分析流程，将项目的矢量数据范围与审查业务数据依次进行迭代分析和永久基本农田的占补平衡分析，并输出分析结果。

传统审查中，该环节需要技术人员将项目矢量数据与其他审查业务数据多次进行叠加分析，该操作虽然简单且技术单一，但是需要大量的人工手动操作，往往会浪费大量时间，而且重复的人工步骤容易导致人为失误。使用Geosence 软件二次开发的审查工具只需要输入项目的矢量范围、中心城区范围线以及前期数据准备与收集阶段生成的审查业务数据包，即可一键完成所有的数据叠加分析步骤。传统审查方式下，南玉铁路项目在矢量数据分析阶段需要花费3 h，使用Geosence 二次开发工具后只需要18 min，而且极大地避免了人为操作失误的可能。

3.1.3 项目审查成果输出

南玉铁路项目在利用Geosence 二次开发工具完成项目矢量数据审查后，自动输出两类审查结果：一是项目分析结果数据表，表内陈列了项目占用、补划永久基本农田的数量与质量情况，项目预审阶段较报批阶段占用永久基本农田的变化情况，补划地块的问题图斑统计情况；二是项目分析结果矢量数据，包含不符合补划要求的补划地块、报批阶段和预审阶段占用永久基本农田的变化图斑、其他类型问题图斑。

传统审查中，该环节需要技术人员手动对照项目矢量数据审查结果来进行汇总统计，并制作相应的问题图斑图层。南玉铁路项目因涉及的县份多、数据量大，传统审查进行数据汇总的时间需要3 h；使用Geosence 二次开发工具后，上述的统计规则与流程都已一次性封装成工具，技术人员进行简单操作后即可完成，只需花费0.5～1 h 来验证程序结果。

3.2 审查对比分析

根据南玉铁路项目永久基本农田补划方案审查情况，研究小组对比传统人工审查与基于Geosence 二次开发审查方式的效率与成效，其结果如表1 所示。

从审查效率上看，基于Geosence 二次开发的审查方式在时间上优势明显，尤其是在处理跨带多县域的项目时可以节约大量时间。

表1 南玉铁路项目人工审查与自动审查耗时对比表 单位：h

从审查成果的稳定性看，传统审查方式受到技术人员个体差异的影响较大，处理速度、处理精度、处理结果也存在差异；基于Geosence 二次开发审查方式主要由计算机来处理数据，专业度较高，处理能力相对平衡，数据处理精度稳定。

从审查的人工成本消耗情况来看，基于Geosence 二次开发审查有效提高了审查效率和准确性，日常审查工作可按需减少人员的投入，项目申报高峰期时也具有优势。

4 应用成效

基于Geosence 二次开发的永久基本农田补划方案审查软件完成研发后，一直应用于广西重大建设项目占用永久基本农田补划方案的审查工作中。软件上线后，永久基本农田补划方案的审查效率从0.5 件/（人·天），提升到2 件/（人·天），审查效率提高了300%；审查工作从人审模式逐步转变为机审模式，增加了审查结果的公正客观性，为后期的远程审查奠定了基础；单个项目按照传统方式审查耗时2 个工作日，基于Geosence 二次开发审查可缩短为1 个工作日，更好地贴切了广西自然资源厅“2 个工作日内出具审查意见”的要求。总之，基于Geosence 二次开发审查程序有效提高了全区自然资源主管部门重大建设项目的报批效率。

5 结 语

研究小组探索永久基本农田补划方案的审查方法，在传统审查的基础上开展自动化审查探索，通过日常审查工作测试验证，发现基于Geosence 二次开发审查方式不仅能提高审查效率，还能减少人为误差与人工成本，在重大建设项目申报过程中能够起到积极的推进作用。目前，永久基本农田补划方案审查涉及的内容较多，下一步应从项目占用永久基本农田的必要性与合理性入手，进一步探索更加高效、智能的审查方式与方法。