CN112288311A - 一种基于poi数据的居住区配套设施便捷度计量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于POI数据的居住区配套设施便捷度计量方法。以老年人群为中心,考虑其对配套设施的需求程度提出了居住区配套设施便捷度计量方法,主要步骤包括:城市POI数据处理;构建交通网络模型;以15分钟生活圈居住区步行距离为约束,建立服务区;根据老年人群对配套设施的需求程度进行赋权,计算各居住区配套设施便捷度;对各居住区配套设施便捷度进行空间集聚分析,其结果作为社区更新时序的依据。本发明方法提高了养老宜居型社区配套设施评价方法的准确性,提高了城市社区更新时序、公共设施规划决策的科学性,避免盲目性和主观性。
Description
技术领域
本发明属于城市规划技术领域,特别涉及一种基于POI数据的居住区配套设施便捷度计量方法。
背景技术
居住区是城市居民生活和城市治理的基本单元,居住区配套设施作为居住区生活圈的重要组成部分,对于提高居民生活品质,促进城市均衡发展具有重要作用。伴随人口老龄化的发展,养老宜居型社区的建设受到越来越多人的关注,居住区配套设施的便捷度,成为衡量老年友好型社区的重要指标。
目前对于居住区配套设施的研究主要集中在分析设施可达性方面,例如分析公共文化设施、商业中心、养老设施、城市医疗设施或轨道交通站点等设施的可达性;一些研究也集中在居住区至多种设施的可达性综合分析上。对于生活圈配套设施方面的研究,主要集中在规划实施方法、生活圈划定方法、配套设施空间分布及布局合理性等角度。近期一些研究利用辛普森指数和香农-维纳指数计算生活圈配套设施的多样性,但是未考虑各类设施对于老年人群的重要程度。
随着新版《城市居住区规划设计标准》的正式实施,居住区生活圈成为新的城市设计研究单元,对居住区配套设施的建设,也由过去的增量规划转为存量发展。目前一些研究从城市用地角度出发,通过用地单元评价指标体系,确定城市更新时序,但缺少以生活圈范围为研究对象,通过配套设施供给水平及便捷度确定居住区更新时序的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种基于POI(Point of Interest)数据的居住区配套设施便捷度计量方法。POI数据又称兴趣点数据,包含城市各设施类别、经纬度坐标、地址等基本信息。通过对居住区配套设施的分析,提出一种以老年人群为中心,考虑设施重要性的便捷度计量方法,并为老年友好型社区更新时序提供参考。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种基于POI数据的居住区配套设施便捷度计量方法,包含以下步骤:
1.基础数据的获取和处理;
城市POI数据采集:通过高德地图API开发平台,通过Python爬虫工具,提取城市POI数据,包括配套设施POI数据及居住区POI数据。城市POI数据主要包含设施编号、设施名称、设施类别、经度、纬度等基本信息。
道路数据获取与处理:通过OpenStreetMap开源地图,利用互联网信息分析提取技术,获取城市道路数据;对比实际路网,补全缺失的道路数据,完善城市路网系统。城市道路数据主要包含道路编号、道路线型、道路等级、道路长度等基本信息。
通过ArcGIS软件Data Management Tools下的投影工具,将所述城市POI数据和城市道路数据由地理坐标系转为投影坐标系。
2.构建交通网络模型;
新建文件地理数据库,将所述道路数据导入文件地理数据库,利用分割工具将城市道路在路口处打断,作为构建交通网络的数据基础。
拓扑验证:在构建交通网络之前,对所述城市道路进行拓扑验证。通过新建拓扑工具,设置拓扑验证规则,通过拓扑验证的方式来发现错误,修改有问题的道路,确保道路数据的连通性和正确性。
交通网络构建:新建网络数据集,将拓扑验证后的路网数据导入,将步行距离(米)作为交通网络的通行成本,通过道路长度字段进行赋值,构建完整的交通网络模型。
3.建立居住区为中心的服务区;
使用Network Analyst工具新建服务区,将所述居住区POI数据设置为服务区设施点。
通过Network Analyst中的图层属性工具设置服务区分析属性:选择阻抗为步行距离(米),以一定距离为默认中断值;捕捉栏选择所述交通网络,生成以居住区为中心基于交通网络一定距离范围的服务区。
4.居住区配套设施便捷度分析;
根据新版《城市居住区规划设计标准》中提到的十五分钟生活圈居住区配套设施设置规定,对所有配套设施POI进行筛选,选出符合要求的设施点POI,将其导入ArcGIS软件中,作为分析配套设施便捷度的基础数据。
利用Analysis Tools中的叠加分析,将所述服务区与筛选后的设施点POI逐一进行空间连接,生成包含所有设施点属性的服务区面层。
利用空间连接工具将所述服务区面层数据连接到居住区点数据中。通过问卷调查询问老年人对各类配套设施的需求程度,对配套设施进行分级,并赋予不同权重。
打开居住区属性表的字段计算器,计算居住区配套设施便捷度。居住区配套设施便捷度的计算公式为:
式中Ai为居住区i配套设施便捷度;N为设施类别数;aj为第j类设施的权重,取值为1、2、3、4或5,分别表示为很不重要,不重要,一般,较重要,非常重要,对于某一类设施通过对老年人发放问卷调查取所有样本的平均值;Cj为0或1,当居住区i服务区范围内存在第j类设施时,为1,否则为0。
将计算后的居住区点数据通过ArcGIS软件统一展示,选取便捷度作为分析字段进行可视化分析。便捷度越高,居住区内的老年人群生活越便利。
5.根据便捷度确定养老宜居型社区配套设施更新时序;
通过Spatial Statistics Tools中的优化的异常值分析工具,对配套设施便捷度进行局部莫兰指数分析,分别生成具有显著性的“高-高”,“高-低”,“低-高”和“低-低”四类集聚点。“低-低”集聚点在社区更新及配套设施规划中为优先调整,“低-高”和“高-低”集聚点为次优先调整,“高-高”集聚点为一般优先调整。
作为本发明的一种改进,服务区范围是以居住区为中心,基于实际交通网络按一定距离划定的。
作为本发明的一种改进,居住区配套设施POI数据来源途径为:高德地图API开发平台;城市基础路网数据来源途径为OpenStreetMap开源地图。
本发明的有益效果是:
(1)本发明利用了城市POI数据和城市道路数据生成服务区,结合生活圈概念,以居住区为中心,基于实际交通路网进行划分。区别于以往研究中以一定半径或一定时间生成的缓冲区,本发明更贴近城市实际情况,充分利用城市现有资源,保证其服务区范围的准确性。
(2)本发明充分考虑老年人群的使用需求特性,根据配套设施重要性权重来计算配套设施便捷度,其结果更具代表性和真实性。
(3)通过分析居住区配套设施便捷度,确定居住区更新时序;有的放矢,避免规划的无序性和盲目性;对推动养老宜居型城市建设及社区更新改造、缩小地区资源分布差异、促进社会公平具有积极的推动作用。
附图说明
此处所说明的附图是对本发明的进一步理解,并作为本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明方法流程图;
图2为本发明基础数据获取流程图;
图3为本发明一实施例的武安市POI数据字段信息;
图4为本发明交通网络构建流程图;
图5为本发明一实施例所建立的交通网络模型;
图6为本发明一实施例的服务区示例图;
图7为本发明一实施例的配套设施权重;
图8为本发明一实施例的居住区配套设施便捷度分析图;
图9为本发明一实施例的居住区更新时序建议图;
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明提供一种基于POI数据的居住区配套设施便捷度计量方法,以武安市为例,具体实施步骤如下:
步骤1、基础数据的获取和处理,如图2所示;
步骤1.1、城市POI数据采集:通过高德地图API开发平台,利用Python爬虫工具,提取城市POI数据,包括配套设施POI数据及居住区POI数据。如图3所示,城市POI数据主要包含设施编号、设施名称、设施类别、经度、纬度等基本信息。
步骤1.2、道路数据获取与处理:通过OpenStreetMap开源地图,利用互联网信息分析提取技术,获取城市道路数据;对比实际路网,补全缺失的道路数据,完善城市路网系统。城市道路数据主要包含道路编号、道路线型、道路等级、道路长度等基本信息。
步骤1.3、启动ArcGIS软件,打开系统工具箱中Data Management Tools下的投影工具,分别将所述POI数据及道路数据作为输入要素,选择符合武安市位置的投影坐标系,完成地理坐标系向投影坐标系的转换。
步骤2、构建交通网络模型,如图4所示;
步骤2.1、在ArcGIS软件中,新建文件地理数据库,将所述道路数据导入文件地理数据库,利用分割工具将城市道路在路口处打断,作为构建交通网络的数据基础。
步骤2.2、拓扑验证:在构建交通网络之前,对路网进行拓扑验证。通过新建拓扑工具,设置三种拓扑验证规则,分别为:“不能相交或内部接触”、“不能自相交”和“不能有悬挂点”;之后对步骤2.1所述的道路数据进行拓扑验证,如发现错误,则对错误点进行修改并重新验证,确保道路数据的连通性和正确性。
步骤2.3、交通网络构建:在ArcGIS软件中,新建网络数据集,将所述拓扑验证后的路网数据导入,将步行距离(米)作为网络的通行成本,通过道路长度字段进行赋值,生成完整的交通网络模型,如图5所示。
步骤3、建立以居住区为中心的服务区;
步骤3.1、使用ArcGIS软件中的Network Analyst工具新建服务区,将所述居住区POI数据设置为服务区设施点。
步骤3.2、通过Network Analyst中的图层属性工具设置服务区属性:选择阻抗为步行距离(米),默认中断值以十五分钟生活圈居住区1000m步行距离为限定;设置网络分析,捕捉栏选择步骤2.3所述的交通网络,生成以居住区为中心基于交通网络1000m距离范围的服务区,如图6所示。
步骤4、居住区配套设施便捷度分析;
步骤4.1、根据新版《城市居住区规划设计标准》中提到的十五分钟生活圈居住区配套设施设置规定,在ArcGIS软件中对步骤1.3所述配套设施POI进行筛选,选出符合要求的设施点POI,将其导入ArcGIS软件中,作为分析配套设施便捷度的基础数据。
步骤4.2、在ArcGIS软件中,利用Analysis Tools中的叠加分析,将步骤3.2所述服务区与步骤4.1所述设施点POI逐一进行空间连接,通过删除字段工具,只保留所需字段信息,生成包含所有设施点属性的服务区面层。
步骤4.3、利用空间连接工具将所述服务区面层数据连接到居住区点数据中。通过问卷调查询问老年人对各类设施的需求程度,对配套设施进行分级,并赋予不同权重,如图7所示。
步骤4.4、打开居住区属性表的字段计算器,计算居住区配套设施便捷度。居住区配套设施便捷度的计算公式为:
式中Ai为居住区i配套设施便捷度;N为设施类别数;aj为第j类设施的权重,取值为1、2、3、4或5,分别表示为很不重要,不重要,一般,较重要,非常重要,对于某一类设施通过对老年人发放问卷调查取所有样本的平均值;Cj为0或1,当居住区i服务区范围内存在第j类设施时,为1,否则为0。
步骤4.5、在ArcGIS软件中,将步骤4.4所述居住区点数据通过ArcGIS软件统一展示:打开图层属性,选择符号系统下的分级符号;选取便捷度作为分析字段进行可视化分析,如图8所示。便捷度越高,居住区内的老年人群生活越便利。
步骤5、根据便捷度确定养老宜居型社区配套设施更新时序;
步骤5.1、在ArcGIS软件中,通过Spatial Statistics Tools中的优化的异常值分析工具,对步骤4.4所述配套设施便捷度进行局部莫兰指数分析,分别生成具有显著性的“高-高”集聚,“高-低”集聚,“低-高”集聚和“低-低”集聚四类点数据。如图9所示,“低-低”集聚点在社区更新及配套设施规划中为优先调整,“低-高”和“高-低”集聚点为次优先调整,“高-高”集聚点为一般优先调整。
Claims (4)
1.一种基于POI数据的居住区配套设施便捷度计量方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、基础数据获取与处理:包括利用高德地图API开发平台和Python爬虫工具,获取城市POI数据;利用OpenStreetMap开源地图和互联网信息分析提取技术,获取城市道路数据;对比实际路网,补全缺失的道路数据,完善城市路网系统;利用ArcGIS软件,将所述的城市POI数据和道路数据的地理坐标系改为投影坐标系;
步骤2、构建交通网络模型:利用ArcGIS软件,建立文件地理数据库,将城市道路数据导入文件地理数据库中,进行拓扑验证,修改有问题的道路,确保道路数据的连通性和正确性;验证无误后,通过新建网络数据集,根据所述城市道路数据构建交通网络模型;步骤为:
步骤2.1、将所述文件地理数据库中的道路数据,利用分割工具打断;
步骤2.2、将步行距离(米)作为通行成本,通过道路长度字段进行赋值,构建交通网络模型。
步骤3、建立以居住区为中心的服务区:在ArcGIS软件中,将居住区POI数据设为服务区设施点,通过服务区分析,选取步行距离为阻抗并设置中断值,构建服务区;步骤为:
步骤3.1根据新版《城市居住区规划设计标准》,默认中断值选取范围取300m、500m或1000m;
步骤3.2选择所述城市交通网络进行捕捉,生成以居住区为中心基于城市交通网络的服务区。
步骤4、计算居住区配套设施便捷度:包括构建配套设施分级体系,并对其进行赋权;利用ArcGIS软件中的空间连接方法,将配套设施数据与所述服务区数据进行连接;根据空间连接后的服务区属性表字段和配套设施权重值,建立便捷度计算公式;根据所述便捷度公式计算研究区域中各居住区的便捷度值,并通过符号系统进行可视化;步骤为:
步骤4.1、权重确定方式:通过问卷调查询问老年人对各类设施的需求程度,将配套设施划分为五级,由低到高分别赋予权重值1,2,3,4,5;
步骤4.2、居住区配套设施便捷度的计算公式如下:
其中Ai为居住区i配套设施便捷度;N为设施类别数;aj为第j类设施的权重,取值为1、2、3、4或5;cj为0或1,当居住区i服务区范围内存在第j类设施时,为1,否则为0。
步骤5、确定居住区配套设施更新时序:将计算后的便捷度进行局部莫兰指数分析,生成具有显著性的四类集聚点;根据所述结果,确定居住区配套设施更新时序。
2.根据权利要求1所述的基于POI数据的居住区配套设施便捷度计量方法,其特征在于:所述步骤1中涉及的城市POI数据是通过Python爬虫工具,采集自高德地图API开发平台;主要包含设施编号、设施名称、设施类别、经度、纬度等基本信息。
3.根据权利要求1所述的基于POI数据的居住区配套设施便捷度计量方法,其特征在于:所述步骤1中涉及的城市道路数据是利用互联网信息分析提取技术,通过OpenStreetMap开源地图获取;主要包含道路编号、道路线型、道路等级、道路长度等基本信息。
4.根据权利要求1所述的基于POI数据的居住区配套设施便捷度计量方法,其特征在于:所述步骤5中分别生成具有显著性的“高-高”,“高-低”,“低-高”和“低-低”四类集聚点,“低-低”集聚点在社区更新及配套设施规划中为优先调整,“低-高”和“高-低”集聚点为次优先调整,“高-高”集聚点为一般优先调整。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210129 |
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |