蘇秀永 沈 默 邵火峰 沈明安

(1. 浙江華東測繪與工程安全技術(shù)有限公司, 浙江 杭州 310014; 2. 河南省振瑜測繪信息有限公司, 河南 信陽 464000)

0 引言

水電站的蓄水區(qū)域覆蓋面積較大,移民征遷工作涉及各種建筑物、工廠圈舍、農(nóng)田林地等,征遷內(nèi)容較為復雜,屬于區(qū)域內(nèi)全部征遷的工作范疇。所以,確定征地移民范圍后,應在國土資源、不動產(chǎn)、臨時建筑、林業(yè)資產(chǎn)、農(nóng)業(yè)資產(chǎn)、水面及漁業(yè)資源、小水利設(shè)施等諸多方面進行全面的測繪,從而對水利水電工程涉及的征地移民工程進行測繪數(shù)據(jù)支持。

耿霄雯研究了航空攝影技術(shù)在水利工程中的地形測繪的個案[1]。較長時間以來,為防止“種樹種房”等群眾事件,一般會在正式測繪工程開始之前的較長時間進行一次參考航空測繪,以對征遷規(guī)模提供參考值。黃耐石則對水利水電工程地質(zhì)勘察過程的測繪手段進行了全面梳理,除傳統(tǒng)的航空攝影技術(shù)、航空傾斜攝影技術(shù)、基于地理信息系統(tǒng)(GIS，Geographic Information System)的激光點云測繪技術(shù)、大地三角測繪技術(shù)等進行綜合應用,以達到測繪工程要求,且研究了水利水電測繪工程對地質(zhì)勘察工程的支持模式[2]。解凌飛等研究了基于水利水電工程的建筑信息模型(BIM，Building Information Modeling)系統(tǒng)搭建過程和相關(guān)三維測繪技術(shù)的結(jié)合模式,研究了水利水電測繪工程的數(shù)據(jù)整合模式[3]。侯健將傾斜攝影測繪方法,特別是基于可見光傾斜攝影、激光點云傾斜測量和平掃測量等技術(shù)與無人機技術(shù)相結(jié)合,結(jié)合GIS數(shù)據(jù)和航空攝影數(shù)據(jù),對水利水電工程測繪工程的精度提升進行了大數(shù)據(jù)構(gòu)建模式研究[4]。權(quán)浩綜述分析了水利水電工程測繪工作中近年來出現(xiàn)的新技術(shù)[5]。此研究中,高分衛(wèi)星測繪、天基紅外生物環(huán)境測繪、航空攝影測繪、傾斜攝影測繪、激光點云傾斜加平掃測繪等測繪技術(shù),與GIS、BIM等大數(shù)據(jù)工具相結(jié)合,構(gòu)成了當前水利水電測繪技術(shù)的核心。

本文研究核心并非對測繪技術(shù)進行工程實踐研究,而是在個案研究的基礎(chǔ)上,研究測繪工程對征地移民工程提供的數(shù)據(jù)構(gòu)成和相關(guān)指標的構(gòu)建模式。

1 本文個案及測繪數(shù)據(jù)采集

1.1 個案基本情況

某河道位于大別山中段,為常年雨水補給河道,向南匯入長江下游,屬于豫南地區(qū)大落差小流域河道,具有較強的局域河道梯度開發(fā)價值。本文個案設(shè)計的攔水壩,蓄水高程為183～+287 m,最大蓄水深度104 m,裝機3臺15 MW發(fā)電機組,可為當?shù)乜h域經(jīng)濟提供最大45 MW電力供應。在此方案下,計劃蓄水區(qū)域內(nèi)包含X19縣道與X25縣道的丁字路口,此路口處為某行政村東組(河道以東)與該行政村西組(河道以西)約9萬m2民房,涉及征遷戶籍人口約120戶463人，詳見圖1。

圖1 本文個案示意圖

圖1中,蓄水壩穿過該行政村東組中部,最大蓄洪線穿過該行政村西組北部,蓄洪區(qū)內(nèi)建筑面積約5.9萬m2,考慮到施工場地需求和整體征遷難度,計劃將該行政村整體征遷。X19縣道自攔水壩壩頂路向東,繞過蓄洪區(qū)東側(cè)向北連接原X19縣道,而X25縣道經(jīng)攔水壩壩頂路向西出蓄洪區(qū)后,向西北匯入原X25縣道。征遷區(qū)內(nèi)設(shè)計到山坡林果園約240萬 m2,梯田耕地約64.7萬 m2(茶園為主),養(yǎng)殖圈舍1 900 m2,村辦企業(yè)廠房約4 300 m2,其他農(nóng)電配電、給排水、網(wǎng)絡(luò)通信等設(shè)施若干。

該個案的征遷任務量估算結(jié)果如表1所示。從表1可以看到,該征遷工程中,大部分林果園及農(nóng)田均在淹沒區(qū)之外,如果采用遠距離安置,則這些林果園和農(nóng)田均面臨征遷壓力,如果采用近距離安置,則大部分林果園及農(nóng)田,僅影響本季收成,可以實現(xiàn)回遷復用。其他征遷項目,均無法實現(xiàn)復用。

1.2 測量技術(shù)及數(shù)據(jù)支持模式

通過對表1中征遷任務進行綜合分析,本文個案的實際測量過程,計劃采用高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)配合航空攝影加強測量結(jié)合原始GIS地籍資料對相關(guān)地理區(qū)域進行充分劃分,使用無人機載體的傾斜攝影技術(shù)和激光點云技術(shù),對各沿途線塔、機井等原始水利設(shè)施、民房、廠房、養(yǎng)殖圈舍等進行三維成像測量，詳見圖2。

圖2 測量技術(shù)與數(shù)據(jù)支持模式示意圖

圖2中,彩色成像地圖可以明確地表建筑、道路等設(shè)施的高程、面積數(shù)據(jù),并將攝影圖片與GIS地籍坐標數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)整合。而三維地圖可以將地表建筑的立面數(shù)據(jù)及多層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進行量化、將道路的細部信息進行量化,同時可以將線塔及線路的分布情況,飲水站、機井房等設(shè)施進行高精度定位。將兩種測量手段相結(jié)合,可以實現(xiàn)對個案區(qū)域相關(guān)征遷數(shù)據(jù)進行足夠細化的測量并形成三維地圖資料,為征遷工作提供數(shù)據(jù)支持。

表1 個案征遷任務量前期估算表

2 實物指標的劃分與確定

2.1 農(nóng)作物與林果業(yè)樹種的識別

不同的農(nóng)作物、樹種在征遷過程中的對應單價差距較大,比如茶園、藥田等高附加值經(jīng)濟作物的征遷單價較高,而主糧作物、一般經(jīng)濟作物的征遷單價較低,在不同樹種的征遷單價規(guī)劃中,竹林、速生楊、柳樹等的征遷單價較低,紅木、松木等景觀林木的征遷單價較高,各種名樹古木的征遷單價更高。所以測量工作中有效識別農(nóng)作物種類和林果業(yè)樹種,對征遷測繪實際影響較為顯著。

2010年起,我國啟動了高分衛(wèi)星工程,在包含江西省在內(nèi)的16個省市建立了高分辨率對地觀測系統(tǒng)省級數(shù)據(jù)與應用中心,提供來自11個高分衛(wèi)星的亞米級觀測數(shù)據(jù),在該工程正式測量前,該縣已經(jīng)讀取了該地區(qū)近5年的高分衛(wèi)星數(shù)據(jù),對不同種植區(qū)域和5年內(nèi)的房屋建設(shè)現(xiàn)狀進行了跟蹤分析。但僅憑高分衛(wèi)星亞米級數(shù)據(jù),仍無法對農(nóng)作物和樹種的直接判讀提供數(shù)據(jù)支持,僅可對相關(guān)地塊的利用情況進行追蹤測量。為充分分別農(nóng)作物和樹種,在本次測量中,使用Y12運輸機攜帶厘米級高分攝影機在750 m高度對該地區(qū)進行了兩次航拍測繪,包括提前8個月的前期測量和實際測量過程中的加強測量,根據(jù)航拍測繪數(shù)據(jù)對農(nóng)作物的識別,與對應時間段的高分衛(wèi)星拍攝數(shù)據(jù)進行對比,判斷高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)中的地塊與農(nóng)作物、樹種等信息的對應關(guān)系進行了充分論證,實現(xiàn)了對區(qū)域內(nèi)的農(nóng)作物、樹種常態(tài)化種植模式和種植區(qū)域進行了控制性測量。該數(shù)據(jù)在征遷工作中有較強的說服力,可以為征遷過程提供具有法律效力的數(shù)據(jù)支持。該測量方案如圖3。

圖3 生物地理信息測量確認方案示意圖

圖3中,以2020年3月6日進行的測繪結(jié)果為核心測量結(jié)果,以2019年8月6日的測繪結(jié)果為參照結(jié)果,以此兩次結(jié)果的農(nóng)作物種類和樹種識別結(jié)果對高分衛(wèi)星相關(guān)區(qū)域地塊的標注信息進行細化標注。使用該標注模式對2016年—2020年的高分衛(wèi)星地塊信息進行整體分析,最終得到測繪結(jié)果。

實際征遷過程中,120戶居民對農(nóng)作物及林果業(yè)樹種的爭議量為31戶,其中現(xiàn)場協(xié)調(diào)后認同測繪結(jié)果13戶,法院調(diào)解后雙方均認同測繪結(jié)果6戶,法院判決認為測繪結(jié)果有效2戶,測繪結(jié)果實際認同率達到100%,爭議前后征遷費用變更達到192萬元,為水利水電工程直接節(jié)約征遷費用192萬元。

2.2 建筑物結(jié)構(gòu)三維識別測量

大部分涉及公共事業(yè)的整村征遷過程中,村民獲得征遷信息后,會大量修建新房,以增加自身征遷利益。而傳統(tǒng)模式中,通過集體房屋房產(chǎn)證面積作為征遷依據(jù),難以平復村民爭議,最終在工期要求影響下,項目方不得不進行多方妥協(xié),較大程度增加征遷成本。而此時如果滿足新建房房主要求,勢必損害未進行新建房的村民利益,也容易引起社會事件。所以,征遷過程中進行有足夠說服力的建筑物結(jié)構(gòu)測量,是區(qū)域維穩(wěn)的基本需求。

本文個案在測量過程中,通過2019年8月6日和2020年3月6日進行的兩次低空航空攝影對區(qū)域房屋建筑的布局情況進行初步確認,于2020年3月6日進行一次基于無人機載具的超低空傾斜攝影配合激光點云測量,構(gòu)建2020年3月6日的村莊房屋實際三維模型。但此模型難以排除2019年8月6日前期測量工程開始后村民獲得征遷信息后的新房搭建影響。所以,本文實際測量過程中,將2019年8月6日和2020年3月6日進行的兩次低空航空攝影厘米級數(shù)據(jù)與2020年3月6日的三維模型數(shù)據(jù),在BIM平臺下進行一次直接三維模型構(gòu)建和一次參照三維模型構(gòu)建,比較分析兩次三維模型的變化趨勢。同時將2016年至2019年3月6日高分衛(wèi)星亞米級數(shù)據(jù)整合并構(gòu)建2020年3月6日三維模型，最終形成了不同時間段的三維模型數(shù)據(jù),最終形成了6個不同時間段的三維模型數(shù)據(jù),對120套民居,3個村辦企業(yè),5個養(yǎng)殖圈舍的5年6次三維模型數(shù)據(jù)進行全面建模,可以直觀反映出5年內(nèi)的該村房屋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，詳見圖4。

圖4 房屋結(jié)構(gòu)三維模型構(gòu)建方案示意圖

圖4中形成的2016年至2020年3月6日對應測量數(shù)據(jù)的房屋三維模型數(shù)據(jù),以及2019年8月6日對應測量數(shù)據(jù)的房屋三維模型數(shù)據(jù),共6組房屋三維模型,其中包括近期2組厘米級精度模型和4組亞米級精度模型。2組厘米級精度模型可作為征遷工作的直接依據(jù),4組亞米級精度模型可作為征遷工作的參照依據(jù)。特別是2019年8月6日的厘米級三維模型,可以直接反應出征遷工作的實際征遷工作量。

實際征遷過程中120戶居民對房屋結(jié)構(gòu)和房屋實測面積提出爭議63戶,其中現(xiàn)場協(xié)調(diào)后認同測繪結(jié)果41戶,法院調(diào)解后雙方均認同測繪結(jié)果19戶,法院判決認為測繪結(jié)果有效3戶,測繪結(jié)果實際認同率達到100%,爭議前后征遷費用變更達到872萬元,為水利水電工程直接節(jié)約征遷費用872萬元。

3 個案實物指標劃分的實際工程意義及社會意義

征遷工程的本質(zhì)是社會工程,征遷過程中的環(huán)保意義、維穩(wěn)意義是評價其征遷成果的核心考核目標,在確保其環(huán)保意義和維穩(wěn)意義的同時,實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益,是其延伸目標。前文列舉了本文測繪工程對征遷工程的實際意義,詳見表2。

表2中,對區(qū)域內(nèi)的農(nóng)林作物進行了13張地圖的細化標注并分別出圖,對民居房屋在13張亞米級彩色地圖的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了6張三維地圖(包括2張厘米級精度三維地圖和4張亞米級精度三維地圖),對公共設(shè)施在13張亞米級彩色地圖的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了1張亞米級地圖。在對農(nóng)林作物的種類識別方面,發(fā)生現(xiàn)場爭議31戶,占全部居民的25.8%,其中發(fā)展到訴訟階段8戶,占6.7%,在對民居房屋具體結(jié)構(gòu)的識別方面,發(fā)生現(xiàn)場爭議63戶,占全部居民的52.5%,其中發(fā)展到訴訟階段22戶,占18.3%。但因為本次測量過程較以往測量過程進行了基于全面數(shù)據(jù)整合的全新測量方案,且構(gòu)建了覆蓋2016—2020年的實物識別動態(tài)指標,法院最終通過調(diào)解或者判決,均支持了本文個案的測量結(jié)果。最終,一方面在征遷過程中未發(fā)生任何公共事件和群眾事件,另一方面為項目方節(jié)約爭議征遷費用合計1 064萬元(其中農(nóng)林作物爭議192萬元房屋結(jié)構(gòu)爭議872萬元)。

因為本文征遷過程為該縣市的重點征遷項目,縣政府組織了現(xiàn)場辦公室,縣公檢法機構(gòu)均設(shè)置了現(xiàn)場辦公機構(gòu)和臨時專項法庭,組織了涵蓋公共服務學、社會學、法學、地質(zhì)學、農(nóng)林學等領(lǐng)域的專家組成現(xiàn)場專家組,所以本文涉及30個訴訟案件,現(xiàn)場報案,現(xiàn)場調(diào)解或現(xiàn)場審理,使該征遷談判工作在42個工作日內(nèi)完成,且有效保持了社會穩(wěn)定。

表2 本文個案的工程意義及社會意義分析表

4 結(jié)束語

本文通過充分整合高分衛(wèi)星攝影數(shù)據(jù)、GIS地籍數(shù)據(jù)、航空攝影數(shù)據(jù)、基于無人機的傾斜攝影和激光點云數(shù)據(jù),最終形成2016—2020年的水利水電工程征遷區(qū)域的5年實物識別指標評價體系。該體系在征遷談判和征遷糾紛訴訟過程中提供了較強的說服力,確保征遷方案在村民處和公檢法部門均保持了認同度。且本文個案實際談判過程中的談判糾紛,在本文個案測量成果的證據(jù)鏈下,以測量結(jié)果的100%認同度得到應用。