地理信息技術(shù)在停車設(shè)施信息普查中的應(yīng)用

謝文瑄，張翼然，胡海鶴，胡靜竹

(1.北京市測繪設(shè)計研究院，北京 100038； 2.城市空間信息工程北京市重點實驗室，北京 100038；3.北京市交通綜合治理事務(wù)中心，北京 100161)

1 引 言

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，私人汽車保有量迅猛增長，停車難、停車亂的問題日益突出[1～3]。停車管理作為城市交通管理中的重要組成部分，直接關(guān)系到市民生活的幸福感、滿足感和首都的形象。但目前機動車停車場的審批、建設(shè)、管理、運營涉及眾多部門，機動車停車設(shè)施信息相互割裂，存在信息孤島，難以形成完善的統(tǒng)計體系、進行有效的管理[4，5]。因此，充分發(fā)揮地理信息技術(shù)和數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，全面、準(zhǔn)確、有效、及時地掌握停車設(shè)施信息及空間分布情況，摸清資源底數(shù)，建立全市統(tǒng)一停車資源“一張圖”數(shù)據(jù)庫，是做好停車設(shè)施規(guī)劃、加強行業(yè)監(jiān)管、落實行業(yè)管理政策的重要基礎(chǔ)和依據(jù)。

2015年10月，北京市組織開展了停車資源普查，歷時近兩年，基本實現(xiàn)了“摸清底數(shù)”的目標(biāo)。然而，表格資料僅用文字描述停車場的相關(guān)信息，不直觀、難以發(fā)現(xiàn)問題并督促整改。并且，成果屬于斷面數(shù)據(jù)，時效性僅截至2016年12月。土地更新、開發(fā)以及停車場改造等情況不斷發(fā)生，但數(shù)據(jù)未能及時更新，對于管理和決策的效用正在逐漸減弱，已經(jīng)無法完全支撐停車的管理和決策。

因此，亟需豐富停車設(shè)施信息資源數(shù)據(jù)的成果形式。用面狀的二維空間地理信息數(shù)據(jù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)表格統(tǒng)計數(shù)據(jù)，不僅有利于數(shù)據(jù)的空間可視化統(tǒng)計分析，也可與其他時空大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，為規(guī)劃建設(shè)、管理執(zhí)法提供底圖，同時，對區(qū)域統(tǒng)一網(wǎng)格劃分和管理工作也具有重要借鑒意義。

基于此，本文介紹了一種能夠充分發(fā)揮地理信息技術(shù)優(yōu)勢的機動車停車設(shè)施信息普查總體工作思路，并且詳細描述了地理信息技術(shù)在不同普查階段應(yīng)用的方法與示例。以期為停車設(shè)施普查信息化水平的全面提升提供理論參考和實踐依據(jù)。

2 普查工作思路

停車設(shè)施信息普查的工作思路主要包括以下環(huán)節(jié)：普查單元劃分、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、區(qū)劃管理工具開發(fā)、停車設(shè)施信息普查、數(shù)據(jù)抽檢與核查。

首先，將空間可視的二維地理信息地塊數(shù)據(jù)作為底圖，即停車設(shè)施信息普查單元，有助于摸清停車設(shè)施數(shù)量和空間分布情況。地塊具有明顯的邊界范圍，可以是由路緣石、柵欄、圍墻、房屋等組成的封閉范圍面，也可以是開敞的空間[6](如圖1所示)，比如學(xué)校、居住區(qū)、醫(yī)院、商場等。停車設(shè)施信息普查以地塊為最小單元，從上到下、分區(qū)分類，逐個開展停車設(shè)施信息普查工作，既有利于保障覆蓋率、限制重復(fù)率，也方便后期開展基于高精度遙感影像的地面車位數(shù)量核查。

圖1 地塊單元示意圖

第二，普查單元劃分完成后，相應(yīng)開展最小單元的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗和問題修改，確認無拓撲錯誤、屬性信息正確后即可導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。形成市、區(qū)、街道、社區(qū)、地塊五級逐級嵌套的底圖數(shù)據(jù)庫。后期可根據(jù)實際情況逐步導(dǎo)入停車位數(shù)據(jù)圖層，建設(shè)更為翔實的停車設(shè)施信息數(shù)據(jù)庫，拓展數(shù)據(jù)分析廣度與維度。

第三，開發(fā)區(qū)劃管理工具，其功能主要是實現(xiàn)地塊數(shù)據(jù)的在線編輯修改和統(tǒng)計分析。區(qū)劃工具主體為B/S結(jié)構(gòu)，采用PostgreSQL 11存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在線處理、傳輸效率高。同時，工具可接入其他各類信息化平臺，提供相應(yīng)的服務(wù)，能夠輔助建立數(shù)據(jù)長效更新機制，有利于實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)更新和定期推送。

第四，由各級政府部門分工組織開展停車設(shè)施信息普查工作。信息普查對象主要為路側(cè)、備案公共停車場、非經(jīng)營性停車場(包括居住小區(qū)、公共建筑等)。普查信息主要包括停車場名稱、權(quán)屬單位、物業(yè)管理單位、車位數(shù)量、位置、樓棟數(shù)、戶數(shù)、常停放車輛數(shù)、物業(yè)管理覆蓋情況、收費標(biāo)準(zhǔn)、信息化水平等。信息均可作為地塊普查單元數(shù)據(jù)的附加屬性項，以便后期開展區(qū)域可視化分析。

最后，開展數(shù)據(jù)的抽檢與核查。對于通過普查獲得的地上停車位數(shù)量準(zhǔn)確度，可依托高分辨率數(shù)字正射影像和最新的衛(wèi)片進行抽檢核查。抽檢依據(jù)真實、客觀，技術(shù)方法優(yōu)勢顯著，可節(jié)省大量的人力物力。對于難以使用地理信息數(shù)據(jù)資源進行內(nèi)業(yè)核查的地塊，可通過外業(yè)測繪的方式，利用GPS定位、遙感影像圖參照、GIS數(shù)據(jù)建設(shè)，對停車場類型、數(shù)量、權(quán)屬等屬性信息開展核驗。

在停車設(shè)施信息普查的各環(huán)節(jié)，地理信息數(shù)據(jù)資源和技術(shù)手段得到了充分應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)的普查方法和成果形式，采用地理信息技術(shù)的普查方式效率更高、成果更直觀。

3 普查單元劃分

在整體普查工作中，普查單元劃分是所有工作的基礎(chǔ)，然而目前尚無完全符合停車管理需要的最小單元數(shù)據(jù)。因此，有必要結(jié)合多源地理信息數(shù)據(jù)資料，制定符合停車設(shè)施信息普查需要的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)方法，開展停車設(shè)施信息普查單元劃分的要點研究，為后續(xù)普查工作提供適用度較高的基礎(chǔ)資料。如圖2所示，普查單元劃分的關(guān)鍵主要是標(biāo)準(zhǔn)制定、圖斑劃分和屬性賦值三部分。

圖2 普查單元劃分流程

3.1 普查單元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)工作要求，制定普查單元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況與數(shù)據(jù)建設(shè)要求，明確屬性字段規(guī)格，并對字段名稱、類型和長度提出具體要求(表1)。同時，制定詳細的普查單元分類體系(表2)，對普查單元的類型進行系統(tǒng)區(qū)分。其中，單元編碼由9位“街道編碼”+3位“順序碼”組成，順序碼基本滿足空間上從北向南、從西向東依次排序的特征要求，方便相鄰單元停車信息普查工作的推進。

表1 普查單元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)

表2 普查單元分類標(biāo)準(zhǔn)體系

3.2 普查單元圖斑處理

結(jié)合普查需求，梳理可利用的參考數(shù)據(jù)清單(如表3所示)，確定參考數(shù)據(jù)使用的優(yōu)先級，總體上要選擇現(xiàn)勢性好、準(zhǔn)確度高、精度高、分辨率高、信息量大的數(shù)據(jù)。

表3 參考數(shù)據(jù)資源情況

對參考數(shù)據(jù)進行整體分析后，選擇數(shù)據(jù)屬性豐富度、空間要素完整度、時效性與本次普查單元劃分?jǐn)?shù)據(jù)成果要求最為契合的數(shù)據(jù)作為作業(yè)基底。根據(jù)上述普查單元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，對其進行適當(dāng)?shù)牟杉途庉嬏幚恚崛∠嚓P(guān)要素及屬性信息，形成初始數(shù)據(jù)。然后，將其與基礎(chǔ)測繪地形圖數(shù)據(jù)進行疊加比對，若差異不大，可以直接采用；若差異較大，則參考遙感影像進行邊界的修正更新(如圖3所示)。

圖3 普查單元劃分技術(shù)路線

同時，對于地形圖精度不高或缺少參考數(shù)據(jù)的區(qū)域，也需采用目視解譯、人工判讀的方式，用遙感影像對普查單元進行輔助判別，識別出平房、樓房等居住區(qū)和學(xué)校、醫(yī)院等各類公共建筑等普查單元(圖3)。在該過程中，主要通過提取、合并、分割等圖形編輯操作調(diào)整地塊單元邊界，使其符合實際情況。需要注意的是，單元不可分割房屋等地物，要保證學(xué)校、醫(yī)院等公共建筑的完整性。

對于普查單元圖斑數(shù)據(jù)，要及時進行拓撲檢查和修正，嚴(yán)格限制重疊、自相交、縫隙、折刺等拓撲錯誤。對參考數(shù)據(jù)判別困難和成果存疑的區(qū)域，適當(dāng)開展外業(yè)實地調(diào)查，進一步修訂普查單元成果。流程如圖3所示。

3.3 普查單元屬性賦值

對比分析不同來源的空間地理信息數(shù)據(jù)，采用空間疊置和文本匹配的方法進行對比，按照一定原則對多源地理信息數(shù)據(jù)進行融合處理，重新組合形成豐富的屬性數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)，對普查單元的屬性信息進行完善[7～11]。

在屬性賦值過程中，首先，嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和填寫要求，充分結(jié)合地名地址普查、土地權(quán)屬等專題數(shù)據(jù)資料，逐一對已處理完成的地塊邊界圖斑賦予屬性值，落實普查單元的名稱、地址、年代、分類等信息，形成初步成果。然后，充分利用互聯(lián)網(wǎng)底圖資源，對普查單元的屬性信息進行校核，盡量規(guī)避屬性信息不現(xiàn)勢的問題。最后，對于難以按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進行填寫的普查單元，可依托區(qū)劃工具，在停車設(shè)施信息普查開展前期，統(tǒng)一組織各普查單元屬地的相關(guān)人員進行在線審核，對存在的各類問題進行修訂，形成最終的停車設(shè)施信息普查單元成果。

3.4 案例示意

以北京市某社區(qū)為例，共劃分了27個普查單元(圖4)，各普查單元均填寫了名稱、地址、年代、一級類和二級類信息，可用于制作空間可視的停車資源相關(guān)專題地圖和多種統(tǒng)計分析。預(yù)期在停車設(shè)施信息普查完成后，將普查單元的停車設(shè)施信息與各類時空大數(shù)據(jù)進行疊置分析，計算普查單元內(nèi)的車位數(shù)量、人口數(shù)量、住戶數(shù)量、車位配比等評估指標(biāo)，掌握停車資源的分布情況，精準(zhǔn)定位到矛盾突出的地區(qū)(圖5)。

圖4 普查單元成果示例

圖5 普查單元預(yù)期應(yīng)用示例

4 數(shù)據(jù)抽檢與核查

停車設(shè)施信息普查完成后，制定相應(yīng)的工作方案對普查信息進行抽檢，以保障普查成果的準(zhǔn)確性和可信度，特別是對熱點地區(qū)和停車矛盾突出的地區(qū)，要加大檢查力度。方案中確定抽樣比例、抽樣方法、樣品統(tǒng)計、核查范圍和核查方法等要求。其中，數(shù)據(jù)核查方法主要有三類：一是通過現(xiàn)場實地調(diào)查；二是通過歷史統(tǒng)計臺賬資料對比；三是通過地理信息數(shù)據(jù)和技術(shù)處理分析。

第一種方法的抽檢信息全面，例如地上車位數(shù)、地下車位數(shù)、收費情況等，都可以進行核查，但投入人力較多、成本高、效率不高。第二種方法可以進行時序分析，對比區(qū)域內(nèi)停車設(shè)施變化情況，有助于篩查極端不合理數(shù)據(jù)，但對于歷史數(shù)據(jù)的使用受限較多，例如普查區(qū)域是否全覆蓋、統(tǒng)計指標(biāo)是否一致、時間節(jié)點、停車場改造幅度等因素均需考慮。

相較于前兩種方法，第三種方法能充分發(fā)揮地理信息技術(shù)的優(yōu)勢，利用高分辨率數(shù)字正射影像，以經(jīng)濟、便捷的方式快速獲取大片區(qū)域的地上停車位分布情況，在節(jié)省成本的同時提供真實、客觀、有效的核查依據(jù)。該方法能夠輔助統(tǒng)計路內(nèi)、路外已施畫的車位數(shù)量，也可直觀反映出未施畫車位、但固定停放車輛的區(qū)域情況(圖6)。

圖6 高分辨率遙感影像應(yīng)用示例

5 結(jié) 論

地理信息技術(shù)在停車設(shè)施信息普查中的應(yīng)用優(yōu)勢顯著、前景廣闊。首先，在地理信息數(shù)據(jù)方面，各類二三維數(shù)據(jù)資源信息豐富，尤其高精度遙感影像，對于普查信息的內(nèi)、外業(yè)核驗工作具有重要參考價值。其次，在地理信息技術(shù)方面，一是結(jié)合數(shù)據(jù)資料整合、遙感影像目視解譯和多源數(shù)據(jù)融合的技術(shù)方法，可完成地塊底圖數(shù)據(jù)的加工建設(shè)；二是將ArcGIS API與JavaScript、CSS和C#等編程語言充分結(jié)合，可完成地理信息工具二次開發(fā)，在各類綜合管理信息化平臺實現(xiàn)地理信息圖形處理、屬性編輯的功能，優(yōu)化傳統(tǒng)普查數(shù)據(jù)收集、處理、傳輸?shù)哪Ｊ健?/p>

總之，通過地理信息技術(shù)的應(yīng)用，停車設(shè)施信息普查成果具備空間化、可視化、數(shù)字化、屬性信息豐富的特征和定期動態(tài)更新的潛力。每個地塊都具有大量可查詢、可分析的屬性信息，能夠與其他時空地理信息數(shù)據(jù)進行疊合分析，為智能化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，充分體現(xiàn)出地塊的停車資源現(xiàn)狀供需情況，為實現(xiàn)精細化城市治理提供可行途徑。