基于GIS的乡村治理数字化平台的设计与实现_陈继培.pdf

地矿测绘2023，39(1):3336CN 531124/TDISSN 10079394Surveying and Mapping of Geology and Mineral esources基于 GIS 的乡村治理数字化平台的设计与实现*陈继培1，朱勇2(1湖北省国土测绘院，湖北 武汉430001;2江西省赣西土木工程勘测设计院，江西 宜春360000)摘要:当前乡村治理面临着数字化程度低、村民参与村庄治理程度低、社情民意通道不畅等诸多问题。为此，文章利用GIS、物联网等数字化技术，构建一个全民共同参与的乡村治理数字化平台，实现了微信小程序上报，数据中台管理，一张图综合展示的全流程业务模式。关键词:GIS;Cesium;数字乡村;乡村治理中图分类号:P 208;P 209文献标识码:A文章编号:10079394(2023)01003304Design and Implementation of ural Governance Digital Platform Based on GISCHEN Ji-pei1，ZHU Yong2(1Hubei Institute of Land Surveying and Mapping，Wuhan Hubei 430001，China;2Jiangxi Ganxi Civil Engineering Survey and DesignInstitute，Yichun Jiangxi 360000，China)Abstract:At present，rural governance is faced with many problems，such as low degree of digitalization，lowdegree of villagersparticipation in village governance，and poor access to social conditions and public opinionsThis article uses digital technologies such as GIS and the Internet of Things to build a digital platform for rural gov-ernance with the participation of the whole people，and realizes the full process business model of WeChat small pro-gram reporting，data middle platform management，and a comprehensive picture displayKey words:GIS;Cesium;digital villages;rural governance0引言乡村治理是国家治理的基石，是乡村振兴的重要内容。乡村治理关乎农村改革发展，影响农村社会稳定。在国家全面推进乡村振兴的时代背景下，以大数据、云计算为代表的信息技术为乡村治理带来了新的机遇。国务院印发的数字乡村发展战略纲要，提出着力发挥信息化在推进乡村治理体系和治理能力现代化中的基础支撑作用。乡村治理信息化、数字化将成为推进乡村治理改革和创新的重要路径和发展趋势1。乡村治理数字化是通过运用大数据、人工智能等新兴技术赋能乡村社会，推动乡村生产方式、生活方式和治理方式的变革创新，实现乡村治理精准化和治理能力现代化，构建乡村数字治理新体系2。当前我国乡村治理数字化普遍存在治理主体弱化、治理手段欠缺以及信息化建设滞后等问题，乡村治理数字化转型亟需引入新技术破解当前乡村治理面临的困境。乡村治理数字化建设在全国如火如荼地开展，但多为县、乡、村全覆盖的数字乡村大平台管理体系，内容繁多且很难满足乡村的定制化需求。本文基于“小事不出组，大事不出村”的管理理念，将 GIS、物联网等数字化技术引入数字乡村治理架构中，建立基于 GIS 的乡村治理数字化平台设计方案，为数字乡村建设提供支撑。33*收稿日期:20221007DOI:10.16864/ki.dkch.2023.00071平台框架设计11总体架构设计基于 GIS 的乡村治理数字化平台是以 GIS 技术为底层支撑，集乡村数据采集、存储、服务发布、查询浏览为一体的可视化平台。总体架构以 MVC 框架为基础，从下而上分为基础设施层、数据服务层、应用服务层和用户层，整体架构图如图 1 所示。基础设施层涵盖了物联设备和网络设施，是治理平台的基石，为平台提供数据采集、分析和传输等基础服务。数据服务层是治理平台的核心，汇聚了基础数据、专题数据和乡村治理的业务数据库，为应用系统提供跨行业的信息共享。应用服务层是面向用户的媒介，包含乡村一张图、数据中台和乡村治理小程序，也可以根据需要定制扩展应用系统。用户层是乡村治理的主体参与者，包括了村委、网格员和村民。图 1乡村治理数字化平台平台 MVC 分层架构图Fig1MVC hierarchical architecture diagram of rural governance digital platform12数据流图设计乡村治理数据海量，涉及基层治理的人口、土地、经济、环卫等各个方面，涵盖了物联实时数据、各部门业务数据等，通过打造数据中台，整合乡村各领域的分散数据资源，统一向上层应用提供数据服务，为乡村治理提供智慧化服务。数据流图见图 2。13系统功能设计乡村治理平台包括了乡村治理小程序、数据中台和乡村一张图。乡村治理小程序是以微信为载体运行，是联系村民和网格员的媒介，主要包括村庄问题上报、村庄动态发布、政务办公服务、事项填图 2乡村治理小程序的数据流图Fig2Data flow diagram of rural governance Applet43地矿测绘2023 年 3 月报等功能。数据中台是乡村治理平台的核心，包括物联设备的管理、GIS 数据的发布、GIS 服务的共享管理、乡村治理的流程处理等功能。乡村一张图是村庄运行态势的动态感知，是村庄各类数据的汇聚和可视化展示，包括了图层管理、视频监控、物联感知、应急预警、图属查询、事件定位等功能，为科学决策提供依据。2平台关键技术21物联数据接入物联数据是乡村治理的重要组成部分，物联数据能够动态地反映乡村的运行态势，通过实时数据分析能够实现快速反应和科学决策3。物联设备信息获取包括采集、传输、处理和分析。乡村治理物联设备种类多样，常见的 lot 设备包括视频监控、喇叭小广播、病虫害遥感监测、土壤污染监测、地质灾害滑坡监测等。物联设备传输协议各不相同，有 TCP/LP 协议、485 协议、232 协议等，因此解决海量异构设备接入是一件十分庞大且困难的事情。本研究专注于物联数据的应用，不关注物联数据处理分析的过程，因此需要第三方物联设备提供高效分布式、实时处理、实时计算分析的数据接口。系统通过 Java SDK 包调用数据接口，接入实时物联数据。22GeoServer 服务发布GeoServer 是开放地理空间联盟(OGC)提出的开放标准，允许用户查看和编辑地理空间数据，在用户之间能够灵活地共享空间地理信息数据。GeoServer 遵循 WMS 和 WMTS 标准，可以创建输出 jpeg、png、kml 等格式的地图，能够在 WebGIS和移动互联网应用程序中流畅使用地图。GeoServer符合 WFS 标准和 WCS 标准，允许用户共享和编辑用于生成地图的数据5。GeoServer 集成了 Open-Layer，能够快速简便地浏览发布的地图数据。GeoServer 是基于 Java 的开源框架，支持跨平台，社区资源丰富，能够满足基本 GIS 服务需求，同时可以根据系统需要二次开发，定制相应功能。23Cesium 三维引擎Cesium 是一款优秀的三维引擎框架，通过HTML5 和 WebGL 技术规范实现动态的三维场景显示和渲染6。Cesium 可以创建性能佳、精度高、视觉优的三维地球影像和地图，且其开源社区活跃度高、内容丰富，是加载三维数据的主流方案。Cesium 能够加载海量 3D Tiles 格式瓦片数据，支持加载符合 OGC 标准的 WMS、WMTS 等地图服务7。市场主流三维模型数据，例如 osgb、las、fbx等可以通过工具转化为 3D Tiles 后供 Cesium 调用。Web 系统利用 Cesium 和 WebGL 图形渲染器实现可视化交互开发8。系统的实现逻辑是 Cesium客户端先调用服务端的瓦片数据，解析瓦片数据后再调用 WebGL 图形绘制方法将其渲染在网页上，实现三维的可视化交互910。3系统功能实现31乡村治理小程序311随手拍功能村民可通过小程序将村庄事务中的环境卫生、邻里纠纷、产业发展、民生问题等上报，建立村民委员和群众的联系，及时处理矛盾等问题，改善邻里关系，优化村庄环境。随手拍支持拍照等操作，网格员能够在数据中台查看和处理，形成闭环。村民使用随手拍可以获取一定的积分，积分可以线下去村委会兑换相应数值的礼品，提高村民参与村庄治理的积极性。312信息填报功能网格员通过信息填报能够在线收集相应事项信息，小程序端选择填报的事项模板后，进行相应信息的录入。事项模板在数据中台录入，支持自定义字段，数据中台支持导出 Excel、统计的操作。313办事服务功能包含办事流程和开具证明两项功能。办事流程图文展示办理事项所需的材料，开具证明是村民小程序端填报证明内容，网格员审核后打印盖章证明材料，让群众“只跑一次”。314乡村议事功能村民小程序端反映村庄事务中存在的问题，网格员需对村民反映的问题进行回复，不能立即解决的问题要反馈后续工作措施。此外，村民还能够对网格员的回复进行评价，体现了村民对网格员的满意度测评。32数据中台321物联设备管理功能注册平台接入的物联设备，填入其类型、型号、传输协议等内容即可。支持暂停、重启、编辑、导出列表的操作。53第 39 卷第 1 期陈继培，朱勇:基于 GIS 的乡村治理数字化平台的设计与实现322GIS 服务管理功能以 GeoServer 为底层开发，发布村庄矢量和影像数据。主要包括数据存储、图层发布、图层预览、样式管理等功能。另外，还支持将图层发布成瓦片数据。323治理数据管理能够查询、处理村民微信端上报的乡村治理数据，以及管理村庄人口、宅基地、特殊人员等基础数据。此外，还支持数据导入、导出、编辑等操作。33乡村一张图331图层管理功能通过 Cesium 加载三维地球数据，支持旋转、缩放、平移、主视角、二三维切换的操作。列表展示数据中台发布的专题数据，能够勾选图层控制打开和关闭，支持点击查询图层属性，如图 3 所示。图 3图层管理Fig3Layer management332物联感知功能在地图上展示物联设备的物理分布，物联设备根据类别用不同图标加以区分。能够点击图标查看其运行状态。视频设备能够实时播放，支持旋转、缩放的操作，广播小喇叭设备支持在线播放自定义内容。333应急预警功能实时预警当前村庄事务中存在的风险，包括物联设备的预警和村庄事务的预警。例如视频 AI 预警火灾、微信端待处理的问题、地质灾害滑坡的预警、环境污染的预警等。网格员可以根据预警情况人工判别后前往处置。4应用实例平台已在竹山县溢水镇某示范村得到了实地应用，并结合当地富硒产业特色进行了定制化开发。实践证明，利用该平台可以改善村庄人居环境，实现精准化治理，助力当地乡村振兴。5结束语本文结合乡村治理现状，提出了一种基于 GIS的乡村治理数字化平台解决方案，结合业务场景分析了其技术实现路径，构建了可视化的数字乡村一张图，实现了村庄事务的全面感知和异动管理。通过智能终端打破了时间和空间的限制，实现了全民参与村庄治理，提高了村民参与村庄治理的意愿和积极性，打造了全新的乡村治理体系，为提升乡村治理能力现代化提供了技术支撑。参考文献 1 郑永兰，信莹莹乡村治理“技术赋能”:运作逻辑、行动困