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(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心，遼寧 沈陽 110000)

1 引 言

城市體檢評估是以促進(jìn)城市人居環(huán)境高質(zhì)量發(fā)展為目標(biāo)，通過建立指標(biāo)體系，運用統(tǒng)計、大數(shù)據(jù)分析和社會滿意度調(diào)查等方法采集城市相關(guān)信息，對城市人居環(huán)境狀態(tài)、城市規(guī)劃建設(shè)管理工作成效等進(jìn)行定期分析、評估、監(jiān)測和反饋，把握城市發(fā)展?fàn)顟B(tài)，發(fā)現(xiàn)“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(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二○三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》中的明確要求，“推進(jìn)以人為核心的新型城鎮(zhèn)化。實施城市更新行動，推進(jìn)城市生態(tài)修復(fù)、功能完善工程，統(tǒng)籌城市規(guī)劃、建設(shè)、管理”。城市體檢評估作為全面系統(tǒng)了解城市發(fā)展規(guī)律、做好城市規(guī)劃建設(shè)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(nèi)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(shù)，整合數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化產(chǎn)生的城市海量數(shù)據(jù)，建立城市體檢評估信息平臺非常有必要。

2 建設(shè)與實施

2.1 系統(tǒng)框架

沈陽市城市體檢評估信息平臺總體上由基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)服務(wù)、平臺服務(wù)、平臺應(yīng)用四個層級組成，上層建設(shè)依賴于下層，下層為上層級提供服務(wù)。平臺結(jié)構(gòu)體如圖1所示：

圖1 平臺總體結(jié)構(gòu)圖

(1)基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施為平臺運行提供硬件基礎(chǔ)，包含服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施五部分。本項目建設(shè)過程中采用融合架構(gòu)云服務(wù)器，由于融合基礎(chǔ)架構(gòu)，所以運維過程劃分計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源復(fù)雜性大大降低，確保平臺高擴展性和高可用性。

(2)數(shù)據(jù)服務(wù)層

數(shù)據(jù)服務(wù)為平臺提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問接口，內(nèi)部使用Redis服務(wù)優(yōu)化查詢性能，使用PostGIS管理地理空間數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)服務(wù)包含體檢分析數(shù)據(jù)和地理信息數(shù)據(jù)兩種，其中體檢分析數(shù)據(jù)包含社會調(diào)查問卷和政府部門上報表單，地理信息數(shù)據(jù)包含體檢專題數(shù)據(jù)、三維建筑模型、二維電子地圖和遙感影像數(shù)據(jù)。

(3)平臺服務(wù)層

平臺服務(wù)層接入統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問接口為應(yīng)用提供用戶認(rèn)證、數(shù)據(jù)處理、空間分析等服務(wù)。本項目建設(shè)過程中，平臺服務(wù)層采用微服務(wù)架構(gòu)進(jìn)行拆分，降低平臺服務(wù)之間耦合度。

(4)平臺應(yīng)用層

平臺應(yīng)用層直接面向用戶，對外提供生態(tài)宜居、健康舒適、安全韌性、交通便捷、風(fēng)貌特色、整潔有序、多元包容、創(chuàng)新活力八個方面的指標(biāo)分析、指標(biāo)管理、智能評估、系統(tǒng)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(shè)目標(biāo)

沈陽市城市體檢信息平臺以“多規(guī)合一”平臺為基礎(chǔ)信息平臺，把審批平臺、規(guī)劃管控數(shù)據(jù)、城市體檢數(shù)據(jù)、體檢結(jié)果數(shù)據(jù)與“多規(guī)合一”結(jié)合起來，對城市體檢指標(biāo)進(jìn)行全面監(jiān)測，形成智慧規(guī)劃理念下的城市體檢評估數(shù)據(jù)庫。通過對體檢評估數(shù)據(jù)庫進(jìn)行專題數(shù)據(jù)分析，提供綜合評價、監(jiān)測預(yù)警等服務(wù)，輔助查找城市建設(shè)和發(fā)展中的短板和不足，制定改進(jìn)性措施，推動城市高質(zhì)量、健康發(fā)展。

2.3 總體技術(shù)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(jìn)行開發(fā)，基于RESTful設(shè)計規(guī)范，不僅方便不同前端設(shè)備與后端進(jìn)行通信，也為后續(xù)分布式架構(gòu)、彈性計算架構(gòu)、微服務(wù)架構(gòu)、多端化服務(wù)做準(zhǔn)備。

2.4 關(guān)鍵技術(shù)

本項目建設(shè)中，涉及多來源的地理空間數(shù)據(jù)，由于其在時間、空間和屬性三個方面的固有特征，呈現(xiàn)出多維、語義、時空動態(tài)關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性，因此需要平臺數(shù)據(jù)服務(wù)層在數(shù)據(jù)組織及存儲方面進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化過程中主要采用了空間數(shù)據(jù)索引及矢量瓦片技術(shù)，保證數(shù)據(jù)服務(wù)始終處于最高效能。矢量瓦片類似柵格瓦片，是將矢量數(shù)據(jù)用多層次模型分割成瓦片文件存儲在服務(wù)器端，矢量瓦片包含圖形與屬性信息，具有數(shù)據(jù)量小、更新速度快、互動性強特征，本平臺地圖服務(wù)器程序接入空間數(shù)據(jù)庫(PostGIS)動態(tài)生成矢量切片，在地圖客戶端利用WebGL技術(shù)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(xiàn)

沈陽市城市體檢平臺建設(shè)總體上分為數(shù)據(jù)庫建設(shè)、體檢指標(biāo)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(shè)。

體檢可視化分析演示建設(shè)過程中，著重注意指標(biāo)顯示過程中的視覺沖擊力，將體檢結(jié)果直觀鮮活地呈現(xiàn)給軟件使用用戶，預(yù)留了數(shù)據(jù)對接接口，實現(xiàn)體檢結(jié)果多部門間的共享與發(fā)布，由此實現(xiàn)本平臺與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)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(diào)查結(jié)果概覽、分類指標(biāo)專題等模塊組成，具體實現(xiàn)方式如下。

(1)體檢指標(biāo)概覽模塊

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

圖2 指標(biāo)概覽模塊

(2)社會滿意度調(diào)查模塊

社會滿意度調(diào)查模塊接入調(diào)查問卷真實數(shù)據(jù)，通過對調(diào)查問卷的城市整體評價類、居住區(qū)周邊評價類、個人情況和生活評價類問題進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、一致性檢查、最后進(jìn)行整理分析獲得滿意度相關(guān)信息。平臺通過對受訪者問卷進(jìn)行整理分析對調(diào)查用戶男女比例、調(diào)查用戶學(xué)歷情況占比、受訪者職業(yè)分布情況、受訪者關(guān)心的城市生活問題等方面進(jìn)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(jìn)行地圖展示，如圖3所示。

圖3 社會滿意度調(diào)查

(3)三維數(shù)據(jù)展示模塊

平臺利用矢量切片快顯技術(shù)與Mapbox GL地圖引擎實現(xiàn)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(shù)據(jù)源，然后把數(shù)據(jù)源中的建筑物利用fill-extrusion圖層進(jìn)行渲染表達(dá)，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(shù)據(jù)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(shè)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(xì)化模型進(jìn)行了渲染展示。

(4)分類指標(biāo)專題模塊

分類指標(biāo)專題模塊，參考住建部對體檢指標(biāo)分類進(jìn)行設(shè)計，對各分類按照主題進(jìn)行展示，同時利用矢量切片快顯技術(shù)對相關(guān)地圖資源進(jìn)行地圖展示，其中各分類指標(biāo)共享基礎(chǔ)圖層，基礎(chǔ)圖層包含行政區(qū)劃、電子地圖、建成區(qū)范圍、規(guī)劃用地、現(xiàn)狀用地等圖層，如圖5所示。

圖5 分類指標(biāo)專題

分類指標(biāo)專題包含內(nèi)容如下：

①生態(tài)宜居專題：空氣質(zhì)量、能源利用、生活垃圾、公園綠地、水資源利用等內(nèi)容；

②風(fēng)貌特色專題：城市客流、歷史建筑、旅游資源方面內(nèi)容；

③交通便捷專題：交通健康、低碳交通、通勤指數(shù)、公共資源方面內(nèi)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(nèi)容；

⑤創(chuàng)新活力專題：就業(yè)活力、教育活力、產(chǎn)業(yè)活力、創(chuàng)業(yè)活力方面內(nèi)容；

⑥健康舒適專題：社區(qū)服務(wù)、物價房價、老舊小區(qū)改造等方面內(nèi)容。

各分類指標(biāo)均具有通用分析工具，包括熱力圖分析與緩沖區(qū)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(qū)范圍、完整社區(qū)等要素信息。緩沖區(qū)分析可以得到點、線、面要素周圍的影響范圍或服務(wù)范圍，在本平臺內(nèi)可以對 15 min生活區(qū)進(jìn)行專題分析。

3 結(jié) 論

本文基于時空數(shù)據(jù)庫技術(shù)和矢量切片快顯核心技術(shù)，引入地理信息、互聯(lián)網(wǎng)等多源大數(shù)據(jù)，融合GIS、大數(shù)據(jù)分析等信息技術(shù)，闡述了沈陽市城市體檢評估信息化平臺建設(shè)與實施的技術(shù)路線，實現(xiàn)了對城市體檢評估信息化平臺信息化建設(shè)的初步探索，極大程度助力了沈陽市CIM平臺建設(shè)。通過城市體檢評估信息化平臺的建設(shè)，不僅可以精準(zhǔn)查找城市發(fā)展和城市規(guī)劃建設(shè)管理存在的問題和短板，還為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理各項工作以及促進(jìn)城市人居環(huán)境高質(zhì)量發(fā)展提供了技術(shù)支撐，同時為下一步城市更新工作提供了有力的建設(shè)保障。