街道公共資源分析管理系統的設計與實現

張琪

（北京建筑大學測繪與城市空間信息學院 北京市 100044）

1 引言

城市基礎公共設施配套相較于經濟的快速發展具有相對滯后性，公共設施作為城市部件的重要組成部分，與居民的生活息息相關，關系著居民的幸福指數，對城市的健康發展也具有重要的推動作用，同時公共設施配置合理性和均衡性也受多方面因素的影響[1]。

街道作為政府各項管理服務工作的匯聚點和市、區各職能部門工作的落腳點，其掌握的大量社區建設工作的“第一手”工作資料是各級政府、各職能部門開展工作的重要依據。為了滿足新時代背景下人民群眾的新需求，“智慧街道”應運而生，“智慧街道”既是城市建設的一種理念思考，也是新形勢下探索街道公共治理的一種新模式。它以統籌街道各類服務資源為切入點，以現代化技術手段為支撐，實現滿足轄區居民及社會組織的需求，全面提升社會管理水平和公共服務質量。[2]

2 系統設計

近年來，國內學者也掀起了利用GIS 技術研究公共設施配置合理性和均衡性的熱潮，文獻[3]應用GIS 技術對居住區公共服務設施布局進行了研究；文獻[4]應用GIS 技術對社區生活圈基礎教育設施空間可達性評價與布局優化進行了研究；文獻[5]基于GIS 技術、核密度和緩沖區地理空間分析等方法，對上海市居住區和基礎保障類公共服務設施進行了研究；文獻[6]利用GIS 空間統計分析功能，評估了研究區小學的空間可達性和定量評估研究區小學空間布局的公平性，但都沒有通過開發信息化系統的方式來進行公共設施的綜合分析和管理。

本系統基于SuperMap Gis 軟件開發平臺和網格化管理理念[7-9]，整合該街道（鄉鎮）現有的POI 數據、建筑面數據、矢量數據等數據，采用B/S 模式的結構來搭建街道公共資源精細化管理系統，該系統可展示街道內的公共資源分布，也可通過分析街道各社區到各公共實施最佳路徑，得到通行時間，分析現有公共資源配置是否滿足《社區生活圈規劃技術指南》中的要求，另外通過將街道內不同類型的公共資源進行聚類，也可分析各社區公共資源配置是否全面合理，最后利用大數據的挖掘分析技術，配置預測模型，為其他公共信息單位及規劃部門提供了一個輔助決策工具。

系統總體框架見圖1。

圖1：總體框架圖

（1）基礎設施層：基礎設施層是系統的運行保障層，包括系統所需的硬件資源、網絡環境資源及正常運行所需的軟件資源等。

（2）數據層：數據層是系統的數據支撐層，主要是空間地理數據，包括矢量地圖數據、行政區劃數據、建筑面數據、地名地址數POI 數據等數據，這些數據清洗比對后入庫，后期經過數據融合分析后可形成面向各個主題的專題數據。

（3）能力層：能力層是信息化的基礎，將數據以服務的形式共享使用，按照SOA 的架構構建基礎的數據服務中心，是系統功能和數據擴展的基礎，保障了系統的可擴展性。其中聚類分析、最佳路徑分析、地圖服務是通過調用SuperMap Gis平臺的能力來實現。

（4）應用層：系統應用層主要是街道公共資源管理分析系統，應用層是整個系統的業務邏輯集中點，直接為用戶提供服務，在整個系統總體架構中，處于非常重要的地位。

（5）用戶層：系統的用戶層主要是街道各科室及其他人員，用戶的服務形為B/S 架構，供各科室和移動互聯網用戶的使用。

3 系統實現

3.1 綜合展示與查詢

綜合展示是將整個街道的公共設施在一張圖上進行可視化顯示，也可以根據用戶選擇的部件類型，自動調用相應的部件專題圖顯示，系統提供了多種定位方式，包括鷹眼定位、地圖范圍定位等定位方式，方便用戶迅速到達所要查詢的地理位置，另外還提供模糊查找定位工具，系統還提供部件按照社區、類別等要素進行統計分析功能，按照圖文一體化提供統計結果。

系統通過資源目錄的形式，實現對數據的管理，每類數據對應一個數據源，每一個圖層對應一個數據集，系統提供對數據源、數據集及字段信息的增刪改操作，實現對數據資源的管理維護。

綜合查詢支持對基礎數據進行索引以提升數據查詢速度。支持各類數據查詢，包括屬性查詢、空間查詢等。

用戶可以根據業務需要和自身操作習慣，定制空間查詢條件，如：使用按點查詢、按矩形查詢、或按多邊形查詢的方式進行空間定位查詢。

3.2 輔助分析

輔助分析模塊主要是針對街道公共資源配置的合理性分析，通過利用GIS 的空間分析功能和地理可視化技術，將公共資源數據與街道人口、房屋數據、路網數據進行多圖層疊加分析，得到街道公共資源分布特征及可達性結果，從而輔助分析街道公共資源配置的合理性。輔助分析主要包含：

3.2.1 緩沖區分析

緩沖區分析是是指根據指定的距離，在點、線、面幾何對象周圍自動建立一定寬度的區域的分析方法。在分析街道公共資源配置時，通過選擇5 分鐘、10 分鐘、15 分鐘生活圈劃出一定寬度的范圍表示該地區居民可步行5 分鐘、10 分鐘、15 分鐘內能到達的區域。

3.2.2 地圖量算

地圖量算功能包括在地圖上的距離、面積量算，同時支持設置量算單位、清除量算結果。

距離量算包括直線和測地線兩種距離，直線距離是指地圖中的平面距離。

面積量算沿著待量算面積區域的邊界線連續單擊鼠標，繪制用于量算的臨時多邊形，即可獲得多邊形圈定區域的面積。

3.2.3 最佳路徑分析

最佳路徑分析，在地圖上任意選擇n（n ≥2）個點，此點也稱為途經點，通過確認途經點的順序，按照此順序經過這些點所計算花費最小的路線。“花費最小”可以是基于單個因素計算得到的，如耗時最短、費用最低、路況最好等，本系統最近路徑分析采用的是通過賦予不同道路類型的不行和行車速度綜合計算耗時最短的方式。

3.2.4 聚類分析

本系統的聚類分析將同一個點數據集內距離相近的點聚合為一個點顯示，并顯示聚合點的數量，聚合圖隨著地圖的比例尺而出現變化，地圖比例尺放大，聚合逐漸散開，顯示一個點。

3.2.5 輔助分析

本系統的輔助分析通過建立公共資源服務范圍的緩沖區，并通過緩沖區與居民區面圖層進行疊加，分析計算出緩沖區所覆蓋的居民區，最后分析評價出整個街道內公共資源所覆蓋的情況；同時借助平臺空間分析功能，在地圖中展示各個社區內各類公共資源的配置情況，通過對比也可得出是否滿足《社區生活圈規劃技術指南》中的要求，方便后期對新建配套設施規劃。

3.3 運維管理

該系統可幫助用戶進行系統的后臺維護與管理，可以實現系統用戶管理、權限管理等功能。

在維護管理系統中，用戶管理提供對街道公共資源分析管理系統中所有用戶、角色的管理，平臺管理員可對所有系統用戶進行添加、刪除、修改、查找、授權等功能，使其職責與在系統中相匹配。

4 結語

得益于計算機技術的飛速發展，大數據已經滲透到了現代社會的方方面面，影響著人民的日常生活和城市的管理思維。基于大數據的城市管理及空間分析將更加有助于了解與展現城市空間、社會行為畫像、及城市發展運行的規律，大數據以其數據規模龐大，結合數據的定量化分析手段，為城市管理、規劃及決策支撐帶來了新的途徑和方法。本文借助大數據挖掘分析技術及GIS 空間分析技術，對街道（鄉鎮）公共資源分析系統建設的可行性進行了論證，從公共服務設施的平衡性和便利性等兩個方面進行了剖析。相信隨著人工智能、量子計算技術的成熟及應用，大數據在城市管理中扮演的角色會越來越重要。