王守芬，王安迪，吳張峰

（1.上海市測繪院，上海 200063；2.自然資源部超大城市自然資源時空大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用重點實驗室，上海 200063）

2023年3月1 日《上海市無障礙環(huán)境建設(shè)條例》頒布實施，這是上海踐行人民城市理念，打造卓越的全球城市的重要實踐。條例明確將無障礙信息交流納入城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型專項規(guī)劃，同時，提出完善無障礙社會服務(wù)，保障服務(wù)可及提質(zhì)，鼓勵、支持無障礙信息平臺建設(shè)，推動線上線下服務(wù)融合。近年來，上海市殘聯(lián)的殘疾人保障業(yè)務(wù)范圍迅速擴大，業(yè)務(wù)量和復(fù)雜程度提高，一些傳統(tǒng)的手工業(yè)務(wù)管理方式已不能滿足相關(guān)工作進一步開展的要求。隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入，大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬化和GIS集成等新一代信息技術(shù)的發(fā)展也為城市無障礙設(shè)施管理服務(wù)提供了更多的可能性和新思路[1]。

本文針對當(dāng)前數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下城市無障礙環(huán)境建設(shè)中的問題和需求，探索GIS 賦能無障礙設(shè)施管理的普適性方法，并以上海為例進行應(yīng)用驗證，集中解決當(dāng)前無障礙設(shè)施管理服務(wù)工作中的數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)定位、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)更新和數(shù)據(jù)使用的問題。通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的整理和研究，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，利用GIS 技術(shù)進行無障礙專題數(shù)據(jù)的匯集、加工、組織，建立無障礙設(shè)施管理服務(wù)平臺，創(chuàng)新無障礙專題數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式和管理方式，實現(xiàn)無障礙專題數(shù)據(jù)的共享和量化、可視的多樣空間分析，為無障礙需求者出行提供必要的輔助決策，也為管理工作中的規(guī)劃決策提供支撐[2-3]。

1 無障礙設(shè)施數(shù)字化管理關(guān)鍵技術(shù)方法

1.1 基于地名地址匹配技術(shù)的無障礙設(shè)施數(shù)據(jù)體系空間化建設(shè)

無障礙設(shè)施數(shù)據(jù)來源各異，且多缺少空間位置，數(shù)據(jù)的空間化建設(shè)是后續(xù)數(shù)據(jù)管理和展示的基礎(chǔ)。地名地址匹配技術(shù)是實現(xiàn)非空間數(shù)據(jù)空間化的關(guān)鍵。本文所采用的地名地址匹配技術(shù)的實現(xiàn)算法，首先是空間參考坐標系統(tǒng)，用于確定匹配的數(shù)據(jù)賦予何種空間坐標；其次是地名地址匹配層級模型，它是地名表述的抽象數(shù)據(jù)模型，是進行地址拆分和地址標準化的基礎(chǔ)；第三是地址匹配規(guī)則，即標準化的地址數(shù)據(jù)與地理編碼數(shù)據(jù)庫進行匹配時的驗證規(guī)則。通過此3 個條件，來保證地址匹配準確率和精度。本文通過地名地址批量編碼匹配工具結(jié)合內(nèi)業(yè)人工糾偏、外業(yè)實地核查采集以及數(shù)據(jù)質(zhì)檢，建立了無障礙設(shè)施數(shù)據(jù)體系的空間化建設(shè)技術(shù)方法流程。

1.2 基于時空數(shù)字底座的無障礙專題查詢與空間可視化

本文利用GIS的空間和屬性查詢能力建立各類無障礙設(shè)施要素的空間查詢和專題屬性查詢?？臻g查詢是通過空間范圍查詢無障礙專題要素的詳細屬性信息和空間位置，支持點選、框選、自定義范圍選擇等確定查詢范圍。屬性查詢是根據(jù)應(yīng)用分析需要進行無障礙專題要素屬性信息的多條件查詢檢索功能，如按照區(qū)縣、名稱、設(shè)施類型、地址等多種不同條件實現(xiàn)無障礙專題信息的查詢及空間定位，掌握具體行政區(qū)劃內(nèi)若干類無障礙設(shè)施資源情況。無障礙專題數(shù)據(jù)的展示、共享和應(yīng)用是數(shù)據(jù)建設(shè)的最終目的，數(shù)據(jù)的空間可視化技術(shù)能夠有效提高數(shù)據(jù)展示形式的直觀性和豐富性。無障礙專題數(shù)據(jù)類別豐富，數(shù)量眾多，在小比例尺下顯示，許多點會疊加在一起，從而影響數(shù)據(jù)的展示。本文采用空間聚合技術(shù)，針對不同類別的數(shù)據(jù)分別進行空間聚合。通過熱力圖的渲染方式，直觀地展示各區(qū)縣、街道的殘疾人員比例高低情況，豐富數(shù)據(jù)的展現(xiàn)形式。

1.3 基于語義&空間雙重聚合的無障礙數(shù)據(jù)空間分析技術(shù)

本文基于語義與空間位置雙重聚合技術(shù)建設(shè)無障礙專題數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計分析能力。語義聚合是指根據(jù)數(shù)據(jù)的屬性進行聚合，例如類型等?？臻g聚合則是根據(jù)數(shù)據(jù)的空間位置將位置相近的要素進行融合獲得代表性、統(tǒng)計性的信息。利用MapReduce技術(shù)，進行分布式并行計算，快速獲取所需的統(tǒng)計成果，并以餅狀圖、柱狀圖、時空立方體、等值線等統(tǒng)計圖表的形式展示，為無障礙設(shè)施建設(shè)和管理工作提供有效的技術(shù)手段。在此基礎(chǔ)上，基于緩沖區(qū)分析、空間疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析等方法對無障礙專題數(shù)據(jù)進行空間分析，可用于輔助殘疾人事業(yè)建設(shè)中的規(guī)劃決策[4]。通過殘障人口分布與無障礙設(shè)施分布疊加分析，可以正確地判斷當(dāng)前相關(guān)設(shè)施分布的合理性，指導(dǎo)后續(xù)無障礙設(shè)施布設(shè)。例如對盲人有聲讀物閱覽室與視力殘疾人口分布分析可以用于指導(dǎo)閱覽室的選址規(guī)劃；對肢殘群體居住樓層信息與無障礙電梯的疊加分析可以了解無障礙可達性的建設(shè)情況，疊合殘疾人器具（如爬樓機）租賃點空間分析展示可以指導(dǎo)租賃點的布設(shè)；通過緩沖區(qū)分析，納入企業(yè)招聘及就業(yè)信息可以展示和推送周邊一定范圍內(nèi)的殘疾人招聘崗位，為殘疾人就業(yè)提供幫助和支持；通過路徑網(wǎng)絡(luò)分析，綜合路網(wǎng)和坡道數(shù)據(jù)，可以建立無障礙導(dǎo)航功能，為殘疾人出行提供便利等等。這些都是殘疾人管理工作中密切關(guān)注又亟需解決的問題。

1.4 高內(nèi)聚低耦合的無障礙數(shù)字化工作流接入模式

本文通過梳理無障礙專題管理需求，建立和接入無障礙專題工作流，實現(xiàn)了無障礙專題數(shù)據(jù)的在線編輯、維護、審核、共享等一體化管理，有效保證了數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性和準確性。各模塊內(nèi)部與無障礙管理業(yè)務(wù)緊密結(jié)合，模塊之間低耦合，這樣能提高復(fù)用性和穩(wěn)定性。本文利用空間數(shù)據(jù)在線編輯技術(shù)，維護人員可在Web端編輯各專題數(shù)據(jù)的空間及屬性信息，提交在線新增、刪除、修改等操作申請，審核人員可在線查看和審批維護人員提交的數(shù)據(jù)操作申請，從而完成數(shù)據(jù)的在線更新維護工作。在線編輯功能通過簡潔的界面，流程化的操作，極大地提高維護及審核的工作效率。

1.5 基于眾包運營的無障礙信息更新服務(wù)模式

《上海市無障礙環(huán)境建設(shè)條例》提出促進社會共治，營造無障礙友好環(huán)境。通過互聯(lián)網(wǎng)向公眾用戶提供無障礙信息公眾服務(wù)，應(yīng)用空間可視化手段直觀展現(xiàn)多種無障礙專題要素，為廣大用戶提供便利的查詢、檢索、輔助管理服務(wù)，切實保障無障礙需求者的人身安全和出行便利。同時，數(shù)據(jù)的使用者也可以成為數(shù)據(jù)的提供者和維護者，將無障礙專題管理工作流中的數(shù)據(jù)更新維護功能部分開放，對于數(shù)據(jù)使用過程中發(fā)現(xiàn)的無障礙設(shè)施位置不精確、屬性信息錯誤、設(shè)施拆除地圖未更新等問題及時上報，讓大眾廣泛參與無障礙專題數(shù)據(jù)的更新維護，形成無障礙數(shù)據(jù)的眾包運營維護機制，能夠有效的縮短數(shù)據(jù)更新周期，保障數(shù)據(jù)鮮活性[5]。同時，對于加快推進無障礙環(huán)境建設(shè)，讓無障礙設(shè)施真正“有愛無礙”也具有重要意義。

1.6 基于無障礙專題路網(wǎng)的無障礙導(dǎo)航

針對無障礙需求人群，建設(shè)無障礙專題路網(wǎng)數(shù)據(jù)體系。在此基礎(chǔ)之上基于常用的路徑規(guī)劃算法例如迪杰斯特拉算法（Dijkstra）進行路徑規(guī)劃，優(yōu)先規(guī)劃無障礙斜坡、無障礙電梯等路線，并配備語音導(dǎo)航，服務(wù)無障礙需求人群出行。

2 應(yīng)用實例—以上海為例

依托于上海市豐富的基礎(chǔ)地理信息資源和無障礙專題數(shù)據(jù)，利用上述關(guān)鍵技術(shù)和方法，采用先進的云計算軟硬件架構(gòu)，在建設(shè)無障礙數(shù)據(jù)服務(wù)體系基礎(chǔ)上，推進無障礙管理應(yīng)用的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建立無障礙設(shè)施專題管理系統(tǒng)，服務(wù)市區(qū)兩級殘聯(lián)機構(gòu)和無障礙需求人士，取得了良好的運行成效。

2.1 基于云計算環(huán)境的分布式系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)基于云計算技術(shù)平臺軟硬件環(huán)境進行建設(shè)，充分發(fā)揮云計算技術(shù)對于軟硬件資源管理的伸縮能力，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，服務(wù)響應(yīng)迅速，自運行以來可同時滿足市級及各區(qū)級殘聯(lián)機構(gòu)業(yè)務(wù)管理需求和無障礙需求人士日常使用。系統(tǒng)的總體框架采用目前主流的分布式SOA架構(gòu)方案，按照分層設(shè)計的原則，從下至上分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層，系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如圖1所示。

1）基礎(chǔ)設(shè)施層主要提供平臺運行所需的基礎(chǔ)硬件和軟件資源環(huán)境，是平臺穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器設(shè)備、存儲設(shè)備及其他硬件在內(nèi)的硬件設(shè)備以及虛擬化、操作系統(tǒng)、GIS 服務(wù)發(fā)布軟件和數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的軟件，空間數(shù)據(jù)的管理采用ArcGIS SDE技術(shù)進行訪問和管理。

2）數(shù)據(jù)層是平臺的信息資源核心，包含基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)庫?；A(chǔ)空間地理信息數(shù)據(jù)、殘聯(lián)服務(wù)機構(gòu)及無障礙服務(wù)設(shè)施等業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準與技術(shù)規(guī)范下，由平臺對外發(fā)布。

3）服務(wù)層包含用戶管理、數(shù)據(jù)管理等基本功能服務(wù)，完成地圖服務(wù)的配置、統(tǒng)計分析等功能服務(wù)的發(fā)布，是平臺運行的技術(shù)核心。

4）應(yīng)用層完成業(yè)務(wù)服務(wù)層與用戶的交互，建立上海市殘聯(lián)機構(gòu)及無障礙設(shè)施功能應(yīng)用。該層是在服務(wù)層的基礎(chǔ)上建立地圖操作及用戶所需的專題數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、統(tǒng)計、分析以及數(shù)據(jù)更新維護、數(shù)據(jù)審核等專業(yè)功能。

2.2 無障礙設(shè)施管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)體系建設(shè)

無障礙設(shè)施管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)體系建設(shè)主要包含3 部分：殘聯(lián)服務(wù)機構(gòu)、各類別殘疾人專題數(shù)據(jù)和無障礙服務(wù)設(shè)施數(shù)據(jù)。殘疾服務(wù)機構(gòu)數(shù)據(jù)包括全市各級殘疾人聯(lián)合會、陽光之家、陽光基地、陽光心園、康復(fù)中心、康復(fù)服務(wù)站、輔助器具服務(wù)社、殘疾人機動輪椅車維修中心、就業(yè)服務(wù)機構(gòu)9 類數(shù)據(jù)，對9 類表格數(shù)據(jù)進行空間匹配定位處理。殘疾人專題數(shù)據(jù)包括各區(qū)縣、各街道1~4 級視力、聽力、言語、智力、肢體、精神和多重7 類殘疾人占戶籍人口比例，對數(shù)據(jù)進行空間化處理。無障礙服務(wù)設(shè)施數(shù)據(jù)包括綜合醫(yī)院、特色專科醫(yī)院、醫(yī)院門診部、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、社區(qū)事務(wù)受理中心、殘車加油站、無障礙電影院、無障礙環(huán)境建設(shè)示范銀行、盲人有聲讀物閱覽室、商場無障礙電梯及無障礙廁所、地鐵站無障礙電梯及無障礙廁所、全市坡道、全市環(huán)衛(wèi)公廁（包含無障礙廁位信息），對該部分數(shù)據(jù)進行采集和空間定位處理。

通過對以上不同來源、不同格式的專題數(shù)據(jù)進行收集、分析、加工、組織、建庫和入庫校驗工作，形成了城市無障礙服務(wù)專題數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)命名和編碼規(guī)則以國家相應(yīng)標準為參考，遵循通用、統(tǒng)一、標準、科學(xué)、共享原則。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)在設(shè)計上確保具有充裕的服務(wù)能力，為可預(yù)計的業(yè)務(wù)提供足夠的容量，同時兼顧未來的發(fā)展，以科學(xué)性、一致性、完整性和穩(wěn)定性、可擴展性為標準。

2.3 無障礙設(shè)施管理系統(tǒng)服務(wù)體系建設(shè)

系統(tǒng)服務(wù)體系主要包括地理信息公共服務(wù)、無障礙專題數(shù)據(jù)服務(wù)、系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能服務(wù)三部分。地理信息公共服務(wù)主要包括政務(wù)地圖、公眾地圖、影像地圖等基礎(chǔ)底圖服務(wù)及地名地址查詢服務(wù)，由上海市地理信息公共服務(wù)平臺提供。無障礙專題數(shù)據(jù)服務(wù)主要包括系統(tǒng)所涉及的殘聯(lián)服務(wù)機構(gòu)，殘疾人專題及無障礙服務(wù)設(shè)施50 多個圖層，通過ArcGIS 軟件，連接無障礙專題數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)源、比例尺及地圖符號化等設(shè)置，分別發(fā)布和建立空間動態(tài)服務(wù)和空間要素服務(wù)。業(yè)務(wù)功能服務(wù)主要是圍繞無障礙專題查詢、統(tǒng)計、可視化、空間分析應(yīng)用、信息維護審核工作流等業(yè)務(wù)功能的支撐服務(wù)。基于SOA架構(gòu)，實現(xiàn)與具體業(yè)務(wù)實現(xiàn)解耦，增加服務(wù)模塊的復(fù)用性與擴展性。

2.4 數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng)

以無障礙專題數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，綜合地理信息公共服務(wù)、無障礙專題數(shù)據(jù)服務(wù)、業(yè)務(wù)功能服務(wù)及管理信息，建立上海市殘聯(lián)服務(wù)機構(gòu)及無障礙設(shè)施管理系統(tǒng)[6-7]。系統(tǒng)以Web服務(wù)為依托，實現(xiàn)無障礙專題信息的在線展示、瀏覽、查詢、檢索、更新、審核和統(tǒng)計分析等功能，具體功能如圖2所示。

1）無障礙專題展示瀏覽（圖3）。在基礎(chǔ)地理地圖上，對專題圖層中進行分層、分要素顯示。系統(tǒng)通過相應(yīng)的圖標展示不同區(qū)域、不同類別數(shù)據(jù)的空間分布，便于用戶直觀了解全市無障礙專題數(shù)據(jù)的分布情況。系統(tǒng)采用了空間聚合技術(shù)展示無障礙專題要素。

圖3 無障礙專題展示瀏覽

2）無障礙專題查詢檢索（圖4）。系統(tǒng)提供通過圖形點取查詢無障礙專題要素的詳細屬性信息和空間位置的功能。同時提供無障礙專題信息的多條件查詢檢索功能，可以按照區(qū)縣、名稱、設(shè)施類型、地址等多種不同條件實現(xiàn)無障礙專題信息的查詢及空間定位。

圖4 無障礙專題查詢檢索

3）無障礙專題信息運行維護（圖5）。系統(tǒng)支持對各類專題數(shù)據(jù)進行維護，包括數(shù)據(jù)的添加、更新（包括位置更新和屬性更新）、刪除和查看維護的點等功能。

圖5 無障礙專題信息維護—數(shù)據(jù)維護

4）無障礙專題信息審核（圖6）。信息審核功能分為市級和區(qū)級兩級審核權(quán)限。區(qū)級審核賬號首先對本區(qū)內(nèi)待審核的點進行審核，確認維護信息無誤后，將提交審核后的點至市級審核賬號進行最終審核。市級審核賬號負責(zé)對區(qū)級賬號提交的點進行最終確認和審核，在確認后可將維護信息保存到數(shù)據(jù)庫中，并在數(shù)據(jù)展示界面實時顯示更新結(jié)果。

圖6 無障礙專題信息審核

5）殘疾人口分布分析（圖7）?！案黝悮埣差愋偷娜藛T數(shù)量占戶籍人口的比例”這類專題數(shù)據(jù)，分視力、聽力、言語、智力、肢體、精神和多重殘疾7大類，每類分為4級。針對這類數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用熱力圖的渲染方式可以直觀地展示各區(qū)縣、各街道的各類別、各等級殘疾人員比例的高低情況，為殘疾人事業(yè)管理中的規(guī)劃決策和形勢研判提供必要可靠的數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)保障，例如結(jié)合盲人有聲讀物閱覽室和視力殘疾熱力圖可為閱覽室現(xiàn)有覆蓋情況分析和后期規(guī)劃提供有力支撐。

圖7 肢體三級殘疾人口比例分布熱力圖

6）無障礙專題統(tǒng)計分析（圖8、9）。系統(tǒng)實現(xiàn)了對各類無障礙專題數(shù)據(jù)的多種方式的空間統(tǒng)計分析，結(jié)果以餅狀圖、柱狀圖等統(tǒng)計圖表的形式展示。包括基于行政區(qū)劃的空間統(tǒng)計分析、基于機構(gòu)類別的空間統(tǒng)計分析、基于內(nèi)、中、外環(huán)線的空間統(tǒng)計分析以及基于任意繪制范圍的空間統(tǒng)計分析等，為及時掌握殘疾人服務(wù)機構(gòu)及無障礙設(shè)施的家底情況提供了有效的技術(shù)手段。

圖8 基于任意繪制范圍的無障礙專題空間統(tǒng)計

圖9 地鐵無障礙專題統(tǒng)計

3 結(jié) 語

本文對城市無障礙設(shè)施管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型的GIS 關(guān)鍵技術(shù)和方法進行了系統(tǒng)化的研究，通過高精度地理編碼、語義空間雙重聚合、眾包運營與審核等方法有效解決了無障礙設(shè)施的數(shù)據(jù)準確性、現(xiàn)勢性不高、位置信息不精確三方面問題。在此基礎(chǔ)上以上海為例進行驗證，建立了上海市殘聯(lián)服務(wù)機構(gòu)及無障礙設(shè)施管理服務(wù)系統(tǒng)。通過對無障礙多源異構(gòu)專題數(shù)據(jù)的集中、建設(shè)和組織，建立了上海市無障礙專題數(shù)據(jù)庫，并通過語義空間聚合、空間熱力圖以及統(tǒng)計圖表等可視化手段，以多源疊加、多維疊加的方式進行無障礙專題信息的一體化展示、查詢、統(tǒng)計分析、更新維護及審核，實現(xiàn)了無障礙專題數(shù)據(jù)的一體化管理[8-9]。實例通過數(shù)字化、信息化、空間化手段，提高了城市無障礙出行服務(wù)保障水平，讓無障礙設(shè)施真正“有愛無礙”，同時也為全市殘疾人事業(yè)建設(shè)中的統(tǒng)計分析、規(guī)劃決策、形勢研判，提供必要、可靠、務(wù)實的數(shù)據(jù)支撐。本文所研究的方法以及所形成的從數(shù)據(jù)收集、加工、更新到維護的一體化建設(shè)和管理流程對無障礙設(shè)施管理領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有普遍的參考意義，對于建設(shè)人民友好型城市，體現(xiàn)城市溫度，促進全體社會成員平等、充分、便捷地參與和融入社會生活，有重要意義。