基于自然资源卫片的执法监察系统设计与实现

赵鼎杰

（贵州省地质矿产勘查开发局一〇四地质大队，贵州 都匀， 558000）

0 引言

随着我国城镇化快速推进和经济持续发展，自然资源开发和利用形势日趋紧张，导致自然资源违法行为屡禁不止，呈现爆发式增长［1］。为此，各级自然资源部门都加大了自然资源执法监察力度，如，建立常态化的自然资源巡查和执法机制、利用自然资源部下发的卫星遥感监测图斑变更调查成果进行自然资源违法行为判定等。这些措施取得了良好的成果，但也存在一定的不足，1）自然资源执法监察信息化程度低、巡查周期长、效率低；2）2019 年起，自然资源部门按季度下发卫片影像，但众多卫片影像数据未有效进行整合和处理，在警示、预防等方面存在滞后性，导致自然资源执法效率低［2］。针对这些问题，本文利用GIS、云计算及移动互联等先进技术，结合自然资源卫片执法工作，探讨了自然资源执法监察新模式，搭建了自然资源卫片执法监察系统，实现了自然资源执法监察数据资源“一张图”展示、卫片管理以及移动巡查执法等功能，极大地提高了自然资源执法监察的工作效率，让自然资源违法行为“发生在初始、解决在萌芽”，有效遏制自然资源违法案件的增长。

1 建设内容

自然资源卫片执法监察系统建设内容包括“两个网络”“一个数据资源中心”“两个应用子系统”。

1）“两个网络”是根据自然资源执法监察数据安全和业务管理的需求，搭建政务内网端和互联网端两个网络。两个网络利用防火墙进行逻辑隔离，本系统的数据服务器部署在政务内网端的自然资源云上，互联网端不能直接访问数据。互联网端利用4G/5G 无线通信网络，在安全接入机制的基础上，采用VPN 安全认证和加密传输技术［3］，实现两个网络的互联互通，在保障数据安全的前提下，实现了数据资源的共享交换和执法监察业务的处理。

2）“一个数据资源中心”是将自然资源执法监察的电子地图、时间序列卫片、卫片监测变化图斑以及自然资源利用规划和现状等多格式、多精度数据进行有效组织、存储和管理，实现各类自然资源执法监察数据的统一性和实时性。统一性是规范统一的数据编码标准和格式，确保数据成果在应用子系统的通用性。实时性是根据数据业务特点，依托专业软件，制定数据更新机制，确保数据的现势性。

3）“两个应用子系统”包括Web 端应用子系统和移动端应用子系统。Web 端应用子系统实现自然资源执法监察数据资源的图文一体化、时空一体化展示、查询、统计和分析、卫片管理、执法监察管理等。移动端应用子系统实现了自然资源执法外业图斑核实、日常巡查、违法案件执法和动态跟踪管理等。两个应用子系统相互协作，实现了自然资源执法监察工作的内外一体化管理，极大提高了自然资源执法的效能。

2 系统设计

2.1 自然资源卫片执法监察流程设计

自然资源卫片执法监察是利用卫星遥感监测技术对辖区内的自然资源开发、利用和保护情况进行监测，通过不同时序的卫片数据比对，找出自然资源变化图斑，并进行合法性判定，最后对疑似自然资源违法图斑进行巡查和执法，确保自然资源违法行为及时有效处理［4］。自然资源卫片执法监察流程包括准备阶段、数据处理阶段、巡查和执法阶段以及结案归档阶段。准备阶段是收集与自然资源相关的矢量数据和卫片数据；数据处理阶段是利用系统将各类数据进行叠置套合分析，自动化地找出变化图斑，并进行智能化的合法判定，从而获得自然资源疑似违法图斑；巡查和执法阶段是将变化图斑下发给自然资源执法监察人员进行现场巡查核实，核实完毕后，对违法图斑进行现场执法和后期持续跟踪，确保违法行为及时整改；办理归档阶段是自然资源变化图斑巡查和执法完毕后，对相关资源进行归档。自然资源卫片执法监察流程设计示意图如图1 所示。

图1 自然资源卫片执法监察流程设计示意图

2.2 系统核心架构设计

系统依托市级自然资源一体化信息管理平台，基于SOA 架构的理念和方法，采用B/S 结构，设计系统核心架构。系统核心架构覆盖软硬件、数据、政策机制、技术标准、服务和应用，主要包括基础设施层（IaaS）、数据资源层（DaaS）、基础服务层（PaaS）以及应用层（SaaS）［5］。系统核心架构设计示意图如图2 所示。

图2 系统核心架构设计示意图

基础设施层（IaaS）是基于市级自然资源云服务平台提供的硬件资源，在政务内网和互联网两个网络上，部署相关的软件资源，确保系统稳定运行。数据资源层（DaaS）是根据业务需求，构建自然资源卫片执法监察数据资源中心，为应用层提供数据支撑。基础服务层（PaaS）是开发系统运行相关的应用程序，包括地图服务、查询统计服务、预警监控服务、巡查上报服务、卫片执法处理服务以及内外网数据交换服务等。应用层（SaaS）是实现自然资源执法监察业务管理和服务的功能窗口，为自然资源管理人员、巡查执法人员提供服务，包括Web 端子系统和移动端子系统。两侧是保障系统运行的标准规范体系和安全保障体系。

2.3 数据库设计

自然资源卫片执法监察数据资源中心包括基础地理信息数据库、自然资源空间数据库、政务内网业务数据库以及互联网业务数据库。其中基础地理信息数据库一方面是通过服务调用的方式，获取电子地图数据、行政区划数据以及地名地址数据等；另一方面是自然资源部下发的季度卫片数据。自然资源空间数据库包括土地利用现状和规划数据、矿产利用现状和规划数据、建设用地报批数据、土地供应数据、自然资源疑似违法图斑数据以及基本农田保护数据等。政务内网业务数据库包括自然资源执法案件数据、违法查处过程数据以及用户数据等。互联网业务数据库包括巡查上报数据、执法监察数据、多媒体数据以及变化图斑核实数据等。自然资源卫片执法监察数据资源中心建设内容示意图如图3 所示。

图3 自然资源卫片执法监察数据资源中心建设内容示意图

3 系统实现

根据自然资源执法监察工作实际调研情况和需求分析，结合自然资源卫片执法核查，搭建自然资源卫片执法监察系统。系统包括Web 端应用子系统和移动端应用子系统，其中Web 端应用子系统采用Eclipse 平台，利用Java 语言进行开发，GIS 相关功能通过调用ArcGIS API for Java Script 接口实现；移动端应用子系统采用Android 系统开发，GIS相关功能通过调用ArcGIS for Android API 接口实现［6］。系统功能结构示意图如图4 所示。

图4 系统功能结构示意图

3.1 Web端应用子系统

Web 端应用子系统主要包括地图管理、卫片管理、统计分析管理、违法图斑管理、预警监控以及用户管理功能。

地图管理实现了基础地理信息、自然资源空间数据、自然资源监测变化图斑、违法图斑等数据的“一张图”展示，可以进行叠加展示、图文展示、多屏对比展示以及卷帘对比展示等，还提供地图基本操作以及点选查询等功能。卫片管理实现了多时序的卫片数据基本信息管理、变化图斑提取、变化图斑合法性判断以及图斑批量下发等功能，为自然资源巡查执法工作提供重要的数据支撑［7］。

统计分析管理是在常规统计分析的基础上，强化了卫片执法监测图斑的统计分析，从而能够实时统计监测变化图斑的核实情况，如，某一行政区划内图斑核实情况统计、执法监测图斑情况统计等，同时还提供属性信息组合进行统计。

违法图斑管理通过接收移动端巡查执法情况信息，对违法图斑处置的进度情况用不同颜色高亮显示，从而直观地在地图上进行显示。

预警监控主要是对卫片监测变化图斑执法监察全过程进行预警，覆盖了自然资源执法监察从发现、核查、执法到结案等内容，在各个监管环节设置“亮灯”预警和短信提醒服务，从而确保违法案件监察的效率。

3.2 移动端应用子系统

移动端应用子系统主要包括自然资源监测变化图斑核查管理、日常巡查管理、执法监察管理以及系统设置等功能。自然资源监测变化图斑核查管理是对卫片下发的图斑进行现场核实，通过导航定位快速到达现场后，进行快速取证和核实，并将核实后的结果上报上级管理人员。日常巡查管理是根据日常巡查任务，对自然资源进行巡查，当发现疑似自然资源违法行为时，一方面调用相关资料辅助判断；另一方面将违法行为相关情况进行上报。执法监察管理是当确认为违法行为后，根据自然资源违法案件管理的相关规定，进行现场执法，如，现场拆除或定期整改等，同时还持续对违法案件进行动态跟踪，确认整改完毕后，填写结案登记表并归档。系统设置管理主要包括人员基本信息设置、巡查路径设置以及设备的各类硬件设置［8］。

4 结语

本文在利用GIS、云计算以及移动互联数据库等技术的基础上，结合自然资源卫片执法监察工作，搭建了自然资源卫片执法监察系统。系统建设后，优化了传统自然资源卫片执法监察模式，实现了卫片变化图斑调查和巡查一体化、巡查和执法一体化管理。收集、整理和入库了自然资源各类数据资源，构建了自然资源卫片执法监察数据资源中心，让数据组织和管理规范化和信息化。搭建系统，实现了数据成果展示，卫片变化监测图斑从下发、合法性判断、核查、执法到结案全过程管理以及移动执法监察等功能，改变了传统自然资源执法监察工作流程，让自然资源执法监察更加精细化和智能化，极大提高了工作效率，缩短了违法图斑执法的时限。

目前系统运行良好，但存在图斑数据属性填写不全、内外网数据更新不及时等问题。下一步，系统将进一步丰富数据资源和完善数据工作，为自然资源执法监察提供更好的服务。