基于GIS的自然资源资产审计模型构建与应用_叶晓卿.pdf

第 46 卷 第 6 期2023 年 6 月测绘与空间地理信息GEOMATICS SPATIAL INFOMATION TECHNOLOGYVol 46，No 6Jun，2023收稿日期:20220718基金项目:2020 年数字福建项目(20203501026501071525)资助作者简介:叶晓卿(1988)，女，福建诏安人，工程师，硕士，2013 年毕业于武汉大学地图学与地理信息系统专业，主要从事地理信息应用研究工作。基于 GIS 的自然资源资产审计模型构建与应用叶晓卿(福建省基础地理信息中心，福建 福州 350001)摘要:利用 GIS 技术开展自然资源资产审计已成为一种重要的审计模式。为实现自然资源资产审计的快速分析和提高审计结果的科学性，本文结合具体审计业务，基于 GIS 技术，构建了自然资源资产审计模型，并基于丰富的模型库，开发了福建省自然资源资产审计服务系统，创新了自然资源资产审计技术方法。关键词:自然资源资产;GIS;审计模型中图分类号:P208文献标识码:A文章编号:16725867(2023)06005603Construction and Application of the Natural esourceAssets Audit Model Based on GISYE Xiaoqing(Fujian Provincial Geomatics Center，Fuzhou 350001，China)Abstract:Using GIS technology to carry out natural resource assets audit is becoming a significant audit mode In order to realize therapid analysis of natural resource assets audit and improve the scientificity of audit results，this paper constructs audit model of naturalresource assets base on GIS technology，then developes the natural resource assets audit system of Fujian province base on rich auditmodels It can innovate technical methods of natural resource assets auditKey words:natural resource assets;GIS;audit model0引言自然资源资产审计是通过科学手段揭示自然资源资产实物量和生态环境质量的变化情况12。对领导干部自然资源资产离任(任中)审计是一项全新的事业，有别于传统经济责任审计，审计对象由传统的项目资金转变为自然资源资产，由原来点、线构成的平面审计视角转换为面向多维位置、方位、时间的立体空间，自然资源资产审计涉及由自然资源、生态环境、水利、林业、农业、海洋等多个政府部门管辖的各类自然资源。自然资源资产审计相关数据具有明显的空间特性，存在数据类型繁杂、结构各异、多源海量等问题，而现有审计数据模型主要局限于各类报表文件，缺少地理空间分析和展示技术，针对海量、多时相、异构的自然资源资产空间数据无法快速有效地在地理空间上核查审计指标的真实情况，审计证据也无法进行空间可视化。为了更好地利用 GIS 技术开展自然资源资产审计工作，提高自然资源资产审计工作的审计效率，本文以自然资源资产数据为基础，以 GIS 技术为支撑，梳理审计分析思路，研究自然资源资产审计过程中地理信息数据的快速提取、转换和加载技术(ETL，ExtractTransformLoad)，并探索空间比对、空间量算、空间叠加等空间分析技术在审计分析中的应用，以审计事项为单元，研究构建地理信息审计分析模型，为自然资源资产审计提供强有力的空间分析辅助工具，解决了传统审计手段无法完成的审计工作。1基于 GIS 技术的审计分析模型1 1技术路线基于 GIS 技术的审计模型，主要体现为应用计算机技术、大数据分析技术和 GIS 空间分析技术，形成灵活的、可重用的审计分析模型，同时利用基础测绘、地理国情普查等测绘地理信息成果，实现自然资源资产行业专题数据的快速分析，提高审计查询分析效率，创新自然资源资产数量质量变化分析的手段3。本文通过与审计人员深入沟通审计具体业务需求和审计难点，梳理审计分析思路及技术流程，形成模型思路库;利用计算机技术与 GIS 技术，基于 ArcGIS 丰富的分析工具集和通过编写 Python 脚本相结合的方法，对数据分析思路进行开发和固化，形成可配置、可视化、智能化的模型库，最后研发福建省自然资源资产审计服务系统，在审计服务系统中开展审计分析模型的集成与应用。技术路线图如图 1 所示。图 1技术路线图Fig 1Technology roadmap1 2建立模型思路库思路库主要收集存储审计人员的数据审计分析思路。审计分析思路的来源主要包括审计人员在具体项目开展过程中，针对具体审计业务工作所产生和积累的;根据对相关政策、法律法规的把握，对审计业务的认知，对相关数据的理解;以及根据互联网上的违规违纪信息，对数据进行分析所得出来的4。针对各个行业的不同审计方法和流程，收集梳理审计人员的数据分析思路，并按专题和审计事项归纳整理。数据分析思路主要包括问题名称、问题所属方面、问题所属领域、涉及数据、数据来源、相关法律法规政策以及分析步骤等，思路库中的数据分析思路成熟后，将被开发成数据分析模型纳入模型库中4。1 3研发模型分析接口与其他领域审计业务数据分析相比，自然资源资产审计会涉及更多的行业资源，包括土地资源、水资源、森林资源、矿产资源、海洋资源、大气资源等诸多方面，矢量、图像数据量大，包括卫星遥感影像数据、土地利用规划图、生态保护红线矢量数据、土地类型图斑数据等，传统的数据分析提取功能无法满足审计需求45。在自然资源资产大数据审计工作中，涉及卫星遥感数据、基础地理信息数据以及自然资源资产数据6，数据量大、流程复杂，需要进行多种空间分析，主要有数据多维查询、缓冲区分析、空间擦除分析、多部件打散、关联分析、重叠相交分析以及统计汇总等多种空间数据分析技术。为满足高效执行自然资源资产数据处理、分析及地图自动化创建等审计分析处理的需求，本文利用 Python调用 ArcPy 模块、联合调用 Python 中扩展模块的方式对分析过程进行自动化处理7，开发适用于自然资源资产审计的数据多维查询、缓冲区分析以及重叠相交分析等多种空间数据分析技术接口，进而优化审计模型，提高数据分析效率，大幅度缩短审计在空间分析方面的时间，及时有效地分析出审计疑点数据。1 4创建可调用模型组件根据审计分析方法(思路库)，创建用于对具有复杂时空属性的自然资源资产审计数据的审计分析模型，将成熟的数据分析思路固化为审计分析模型组件。本文创建的模型组件是实现审计分析的核心部分，是可直接调用的数据分析模型集，是对成熟的数据分析思路所进行的开发和固化。Model Builder 是 ArcGIS 提供的设计、创建、编辑地理处理模型，构建工作流的工具，可以简化模型构建过程。本文利用 Model Builder 将模型分析接口和ArcGIS 提供的数据分析应用工具连接起来处理复杂的审计业务流程，形成一个个独立的审计分析模型，这些模型工具存储在 File Geodatabase 的 Toolbox 中，然后发布成可调用的 GP 地理处理服务。图 2 为森林资源虚假造林审计分析模型。图 2森林资源虚假造林模型Fig 2Forest resources false afforestation model75第 6 期叶晓卿:基于 GIS 的自然资源资产审计模型构建与应用1 5研发可视化模型库模型库是动态更新可扩展的，随着审计经验的积累、审计过程相关问题的不断整改，模型会逐步改进，同时模型库中也会增加新的分析模型，淘汰落后的分析模型，因此，需要实现可视化模型管理。本文基于 ArcEngine 平台，使用 C#语言研发可视化模型库，并采用 Oracle 数据库存储模型信息，包括模型创建者、创建时间、应用行业、应用审计项、审计思路、数据清单、分析过程、分析依据以及分析结果模板等模型信息。通过预设模型附属信息，审计人员不必对冗杂、分散的自然资源资产信息进行建档管理，不必使用操作复杂的专业地理信息软件进行各种繁杂的分析和汇总4。所有模型在正式发布之前需进行模型测试校验，选择行业专题数据应用模型进行模拟审计分析，以确认模型分析的准确性。管理员可针对行业建立审计模型，发布后审计业务人员可以在审计分析中使用模型进行快速审计。可视化模型管理模块主要提供模型创建、模型测试、模型发布以及 Toolbox 模型库加载等功能。2应用成果 福建省自然资源资产审计服务系统2 1总体架构基于以上研究成果，本文研究以 GIS 平台为载体的自然资源资产审计分析可视化表达，开发了福建省自然资源资产审计服务系统，并在系统中开展了审计分析模型的应用。该系统是基于对象/组件模型的分布式计算技术，采用 C/S 架构，基于 ArcEngine 的插件式 GIS 开发框架进行二次开发，实现 ArcGIS 功能与审计业务分析功能的无缝集成。系统架构由基础设施层、数据层、服务层、应用层构成。各层逻辑上独立，由用户接口互联，形成一个有机的整体。图 3 是福建省自然资源资产审计服务系统架构图。图 3系统架构图Fig 3System architecture diagram基础设施层包括系统运行需要的软件、硬件和网络环境，包括网络设备、服务器、存储设备、安全设备等基础设施。数据层主要包括地理信息数据、自然资源数据、审计业务数据以及模型管理数据。服务层主要提供丰富的空间分析服务以及审计分析模型，为审计服务系统提供数据和功能服务。应用层即审计服务系统，为审计人员提供审计分析工具，包括数据资源浏览、审计项目管理、审计模型管理、审计地理分析及天地图对接等功能。2 2功能实现该系统采用组件式软件技术，将 ArcGIS 强大的分析功能和审计分析模型组件集成在系统中，为审计人员提供审计分析工具，主要开发了项目导入、模型管理、项目目录、资源目录以及天地图对接等功能模块，既满足了项目管理的实际需要，又能方便地进行项目图形信息的浏览、编辑和分析，真正实现了空间分析与审计业务的一体化。审计服务系统是为审计人员提供自然资源资产审计的分析系统，审计人员根据审计问题选择相应的审计模型，系统根据所选择的模型，自动列出相关参数名，包括被审计对象审计周期内的数据源、分析条件、分析结果等内容，确认后提交后台完成审计分析。系统根据所选模型及参数，进行一键式审计分析，自动生成审计分析疑点数据。审计人员通过使用审计服务系统集成的审计模型进行审计分析，极大地提高了数据处理的效率，同时还可以在审计服务系统中利用 ArcGIS 直接对初步形成的疑点数据进行编辑、过滤、删除等操作，使之更为精准。2 3应用情况通过与实际审计项目的不断应用与磨合，分析挖掘出审计业务中的共性和典型问题，梳理了六大行业覆盖20 个审计问题的审计思路，构建了 14 个审计分析模型组件，研发了丰富的模型库，并集成到福建省自然资源资产审计服务系统中。该系统通过提供高效的空间分析接口能力和丰富的模型库，为审计人员开展自然资源资产审计工作提供强大的地理信息技术支撑工具，解决了审计人员在 GIS 专业能力不足的问题，提升自然资源资产离任审计工作的效率。2021 年，该系统辅助福建省审计厅开展了 1 个地市、17 个区县、30 个专题的审计分析，协助审计分析人员生成了 102 份核查分析报告，为揭示自然资源资产在空间上数量和质量的变化情况提供了科学手段。3结束语实践证明，利用审计分析模型可以大幅度缩短自然资源资产审计在空间分析方面的时间，及时有效地分析出审计疑点数据，改变传统审计在空间核查上的局限性，对自然资源资产数据进行相互比对空间分析，创新自然资源资产空间分析的手段，解决了审计分析的客观性和准确性问题。今后将继续开展基于地理信息技术的自然资源资产审计关键技术研究，大力推进研究成果的广泛(下转第 62 页)85测绘与空间地理信息2023 年的差分结果在 x、y 方向整体仍然较好，在高程方向上波动明显增大，有部分结果达到 15 cm;而图 7 的差分检测结果表明，shxz 与 G1 的符合性最差，说明 SHXZ 轨迹精度低，存在非常明显的系统误差。图 5图 7 表明，为了保障激光雷达点云数据的精度，尤其是大地高方向上的数据精度，应保证 GNSS 基站距离动态载体在 15 km 以内，不应超过 20 km。为了验证轨迹差分检测方法应用在数据几何精度的质量控制上的有效性，再使用外符合检验的方法对 G1 和三甲港站对应的点云成果进行校验。使用 VSTK 方法采集了平面特征点，通过基准转换将上海城市坐标转为高斯投影坐标，按照三等水准的技术要求测量了这些平面特征点的吴淞高程，通过 SHCOS 的大地水准面精化服务将吴淞高转为大地高，从而获取了地面检核点的三维坐标，将这些检核点与点云中同名特征点进行比较，结果如图 8、图 9 所示。图 8精度检测结果(G1)Fig 8Accuracy detection results(G1)图 9精度检测结果(sjgn)Fig 9Accuracy detection results(sjgn)由图 8、图 9，在 X、Y 方向上，90%的数据均在在 5 cm以内;Z 方向上，整体优于 10 cm。利用三甲港基准站进行解算的成果精度检测的结果和 G1 没有显著区别，均满足全息测绘对成果的精度要求。3结束语SHCOS 除了传统的控制点布设和基准转换等服务，还可以有效提升全息数据采集与处理的效率，减少地面基站布设的数量，为了保障全息数据成果的精确性和稳定性，SHCOS 基站距离动态载体在 15 km 以内为宜，不应超过 20 km，20 km 以外的应增设地面基站。本文验证了基于多基站轨迹差分检测方法应用于海量数据质量控制的有效性，一方面利用本文提出的差分检测方法可以有效地检测出存在系统性误差的数据;另一方面还可以用于地面纠正点布设的指导，避免城市复杂环境海量纠正点的布设，提升了整体的效益。参考文献:1顾建祥，万从容，左志 创新推进新型基础测绘服务上海城市精细化管理 J 中国测绘，2018(1):2225 2顾建祥，杨必胜，董震，等 面向数字孪生城市的智能化全息测绘 J 测绘通报，2020(6):134140 3顾建祥，杨必胜，董震 智能化全息测绘及示范应用 J 城市勘测，2019(3):1014 4张纯 SHCOS 系统的建设现状与展望J 测绘技术装备，2014，16(1):3842 5胡耀锋，张志媛，林鸿 利用机载 LiDA 测绘大比例尺数字地形图的可行性研究 J 测绘通报，2015(5):8790 6贺军，武东峰，彭瑞，等 机载测量系统在大比例尺地形图测绘中的应用:以雄安新区为例 J 工程勘察，2022，50(4):4144，56 7张钊，周伟，尚海兴，等 机载激光雷达 1 500 地形图测绘理论与实践 J 西北水电，2022(5):123127 8倪愿，李升甫，张衡 机载激光雷达数据采集过程初探 J 测绘与空间地理信息，2021，44(6):197199，202 编辑:任亚茹(上接第 58 页)使用，通过审计项目的应用，逐渐形成成熟的审计分析模型与审计业务流程，促进项目成果的进一步完善，对自然资源资产数据进行相互比对空间分析，创新自然资源资产数量、质量变化分析的手段7，有效辅助审计人员开展工作，全面提升审计分析的效率和精准度，发挥研究成果的使用价值。参考文献:1钱水祥 领导干部自然资源资产离任审计研究J 浙江社会(科学)，2016(3):151155 2张宏亮，刘长翠，曹丽娟 地方领导人自然资源资产离任审计探讨:框架构建及案例运用J 审计研究，2015(2):1420 3陈德权 自然资源资产内外业一体化审计技术 J 测绘与空间地理信息，2020，43(11):109115 4李培培 领导干部自然资源资产离任审计数据分析平台构建探讨 J 审计研究报告，2019(9):3537 5王生祯，常建昕 地理信息技术在领导干部自然资源资产离任审计中的应用 J 测绘技术装备，2018，20(2):4247 6陈超，郭三杰，周芹芳，等 一种基于空阎分析服务链组合的自然资源保护红线审计模型方法J 测绘与空间地理信息，2021，44(4):6568 7颜振宇，陈凯峥 基于 Python 实现地理空间数据批处理技术探讨及实现 以“多规合一”总体规划数据空间叠加分析为例 J 测绘与空间地理信息，2021，44(6):138144 编辑:刘莉鑫26测绘与空间地理信息2023 年