沈陽城市體檢信息平臺的建設與實施

杜博群，李司宇

(1.沈陽市勘察測繪研究院有限公司，遼寧 沈陽 110000； 2.遼寧省城市時空信息專業技術創新中心，遼寧 沈陽 110000)

1 引 言

城市體檢評估是以促進城市人居環境高質量發展為目標，通過建立指標體系，運用統計、大數據分析和社會滿意度調查等方法采集城市相關信息，對城市人居環境狀態、城市規劃建設管理工作成效等進行定期分析、評估、監測和反饋，把握城市發展狀態，發現“城市病”，督促開展城市治理的活動。

十九屆五中全會審議通過的《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二○三五年遠景目標的建議》中的明確要求，“推進以人為核心的新型城鎮化。實施城市更新行動，推進城市生態修復、功能完善工程，統籌城市規劃、建設、管理”。城市體檢評估作為全面系統了解城市發展規律、做好城市規劃建設管理工作的有效方法，是推動實施城市更新行動的重要途徑和手段。

2019年沈陽市作為首批國家級試點城市率先開展了城市體檢工作。2020年在新冠疫情背景下，沈陽市以“防疫情、補短板、擴內需”為主題再次開展了城市體檢工作。伴隨著2021年城市體檢工作，運用新一代信息技術，整合數字化、網絡化、智能化產生的城市海量數據，建立城市體檢評估信息平臺非常有必要。

2 建設與實施

2.1 系統框架

沈陽市城市體檢評估信息平臺總體上由基礎設施、數據服務、平臺服務、平臺應用四個層級組成，上層建設依賴于下層，下層為上層級提供服務。平臺結構體如圖1所示：

圖1 平臺總體結構圖

(1)基礎設施層

基礎設施為平臺運行提供硬件基礎，包含服務器、存儲設備、網絡設備、安全設備、網絡設施五部分。本項目建設過程中采用融合架構云服務器，由于融合基礎架構，所以運維過程劃分計算、存儲和網絡資源復雜性大大降低，確保平臺高擴展性和高可用性。

(2)數據服務層

數據服務為平臺提供統一數據訪問接口，內部使用Redis服務優化查詢性能，使用PostGIS管理地理空間數據。數據服務包含體檢分析數據和地理信息數據兩種，其中體檢分析數據包含社會調查問卷和政府部門上報表單，地理信息數據包含體檢專題數據、三維建筑模型、二維電子地圖和遙感影像數據。

(3)平臺服務層

平臺服務層接入統一數據訪問接口為應用提供用戶認證、數據處理、空間分析等服務。本項目建設過程中，平臺服務層采用微服務架構進行拆分，降低平臺服務之間耦合度。

(4)平臺應用層

平臺應用層直接面向用戶，對外提供生態宜居、健康舒適、安全韌性、交通便捷、風貌特色、整潔有序、多元包容、創新活力八個方面的指標分析、指標管理、智能評估、系統管理等功能，還包含了歷史對比，橫向城市間比較等功能。

2.2 建設目標

沈陽市城市體檢信息平臺以“多規合一”平臺為基礎信息平臺，把審批平臺、規劃管控數據、城市體檢數據、體檢結果數據與“多規合一”結合起來，對城市體檢指標進行全面監測，形成智慧規劃理念下的城市體檢評估數據庫。通過對體檢評估數據庫進行專題數據分析，提供綜合評價、監測預警等服務，輔助查找城市建設和發展中的短板和不足，制定改進性措施，推動城市高質量、健康發展。

2.3 總體技術路線

城市體檢評估信息平臺采用模塊化的思想、前后端分離的方式進行開發，基于RESTful設計規范，不僅方便不同前端設備與后端進行通信，也為后續分布式架構、彈性計算架構、微服務架構、多端化服務做準備。

2.4 關鍵技術

本項目建設中，涉及多來源的地理空間數據，由于其在時間、空間和屬性三個方面的固有特征，呈現出多維、語義、時空動態關聯的復雜性，因此需要平臺數據服務層在數據組織及存儲方面進行優化，優化過程中主要采用了空間數據索引及矢量瓦片技術，保證數據服務始終處于最高效能。矢量瓦片類似柵格瓦片，是將矢量數據用多層次模型分割成瓦片文件存儲在服務器端，矢量瓦片包含圖形與屬性信息，具有數據量小、更新速度快、互動性強特征，本平臺地圖服務器程序接入空間數據庫(PostGIS)動態生成矢量切片，在地圖客戶端利用WebGL技術生成分類、拉伸渲染專題圖及三維體塊模型，最大可能地還原真實世界中的實際場景。

2.5 平臺功能實現

沈陽市城市體檢平臺建設總體上分為數據庫建設、體檢指標計算、可視化分析演示三部分，本文重點介紹可視化分析演示建設。

體檢可視化分析演示建設過程中，著重注意指標顯示過程中的視覺沖擊力，將體檢結果直觀鮮活地呈現給軟件使用用戶，預留了數據對接接口，實現體檢結果多部門間的共享與發布，由此實現本平臺與其他業務系統的無縫對接集成。體檢可視化分析演示由整體概覽、用戶滿意度調查結果概覽、分類指標專題等模塊組成，具體實現方式如下。

(1)體檢指標概覽模塊

體檢指標概覽模塊按住建部門制定的八大方面與城市特色指標進行展示，整體上對體檢實施過程中涉及的指標名稱、指標值、指標目標值、變化趨勢進行展示，同時該模塊播放城市行政區簡介動畫，達到宏觀概覽的作用。同時該模塊預留橫向縱向擴展接口，支持多年度指標值與行政區級別指標值展示，如圖2所示。

圖2 指標概覽模塊

(2)社會滿意度調查模塊

社會滿意度調查模塊接入調查問卷真實數據，通過對調查問卷的城市整體評價類、居住區周邊評價類、個人情況和生活評價類問題進行數據清洗、一致性檢查、最后進行整理分析獲得滿意度相關信息。平臺通過對受訪者問卷進行整理分析對調查用戶男女比例、調查用戶學歷情況占比、受訪者職業分布情況、受訪者關心的城市生活問題等方面進行了圖表可視化顯示，并且對受訪者填報問卷時錄入的空間位置進行地圖展示，如圖3所示。

圖3 社會滿意度調查

(3)三維數據展示模塊

平臺利用矢量切片快顯技術與Mapbox GL地圖引擎實現了海量建筑體塊模型展示。首先利用Mapbox GL地圖引擎添加矢量切片數據源，然后把數據源中的建筑物利用fill-extrusion圖層進行渲染表達，最后將圖層添加到地圖控件。三維建筑體塊模型的渲染代碼如圖4所示。

圖4 三維數據展示

由于沈陽市具有悠久的歷史文化、豐富的旅游資源，本項目建設過程中利用Cesium客戶端三維引擎對沈陽市歷史建筑的三維精細化模型進行了渲染展示。

(4)分類指標專題模塊

分類指標專題模塊，參考住建部對體檢指標分類進行設計，對各分類按照主題進行展示，同時利用矢量切片快顯技術對相關地圖資源進行地圖展示，其中各分類指標共享基礎圖層，基礎圖層包含行政區劃、電子地圖、建成區范圍、規劃用地、現狀用地等圖層，如圖5所示。

圖5 分類指標專題

分類指標專題包含內容如下：

①生態宜居專題：空氣質量、能源利用、生活垃圾、公園綠地、水資源利用等內容；

②風貌特色專題：城市客流、歷史建筑、旅游資源方面內容；

③交通便捷專題：交通健康、低碳交通、通勤指數、公共資源方面內容；

④安全韌性專題：交通安全、城市安全、消防安全、避難場所等內容；

⑤創新活力專題：就業活力、教育活力、產業活力、創業活力方面內容；

⑥健康舒適專題：社區服務、物價房價、老舊小區改造等方面內容。

各分類指標均具有通用分析工具，包括熱力圖分析與緩沖區分析。熱力圖分析工具使用特殊高亮的形式顯示出點位或者線段的空間分布，輔助分析建成區范圍、完整社區等要素信息。緩沖區分析可以得到點、線、面要素周圍的影響范圍或服務范圍，在本平臺內可以對 15 min生活區進行專題分析。

3 結 論

本文基于時空數據庫技術和矢量切片快顯核心技術，引入地理信息、互聯網等多源大數據，融合GIS、大數據分析等信息技術，闡述了沈陽市城市體檢評估信息化平臺建設與實施的技術路線，實現了對城市體檢評估信息化平臺信息化建設的初步探索，極大程度助力了沈陽市CIM平臺建設。通過城市體檢評估信息化平臺的建設，不僅可以精準查找城市發展和城市規劃建設管理存在的問題和短板，還為城市規劃、建設、管理各項工作以及促進城市人居環境高質量發展提供了技術支撐，同時為下一步城市更新工作提供了有力的建設保障。