基于GIS的美食推荐系统的研究与设计

陈颖钰 石小燊 许林瑞 赵紫芸 王子炫

【摘要】GIS技术在公众生活、生产建设、城市管理、科学研究、宏观决策等领域中发挥巨大作用。在生活条件日渐改善，却有更多的人进入亚健康行列的社会背景下，通过分析现今应用市场上各类美食系统的优点与不足，结合GIS技术及计算机网络技术，提出基于GIS的美食推荐系统。本系统设计了“菜谱提供”、“美食地图”、“大众社区”等子系统，具备菜谱推荐及搜索、多形式烹饪教程、地区特产菜介绍、菜市场推荐及导航、用户展示及平台推送等功能，旨在帮助人们改正不良饮食习惯，增强人们的健康饮食意识。

【关键词】GIS技术;美食系统;健康饮食

中图分类号：TN929                            文献标识码：A                           DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.08.025

随着社会和经济的发展，在人们生活条件日渐改善的同时，越来越多的人进入了亚健康行列，一些健康问题总是在困扰和考验我们的身体。据了解，导致我们亚健康甚至是不健康的最主要因素就是饮食。不健康饮食的危害巨大。2019年4月3日，发表在著名医学期刊《柳叶刀》上的一项追踪研究分析了195个国家和地区在30年间因饮食结构造成的死亡率和疾病负担。结果显示，全球22%的死亡跟不合理饮食有关。其中，中国是吃饭思路错误的重灾区。《柳叶刀》在2017年的统计中，中国因为饮食结构问题造成的心血疾病死亡率、癌症死亡率都是世界人口前20的大国中的第一名[1]。为此，通过各种有效手段和途径引导大众健康饮食已刻不容缓。

现今市场上的美食类应用系统大都功能齐全，能较大程度地满足人们的日常生活需求，成为人们获取去哪吃，吃什么的主要信息来源。当然传统的美食网站上边都是千篇一律的菜品，价钱等，展示给所有用户的都是一样的。又或者仅限于提供菜谱教程、美食社区等主流功能，有其局限性，大多服务范围狭窄。因此，设计并实现一个除具备主流功能外，还能帮助用户完成烹饪前准备工作的综合式美食系统是很有必要的。为响应党的十九大报告中提出的“健康中国”战略，通过合理饮食促进健康生活，特提出基于GIS（地理信息系统）的美食推荐系统。

1. 需求分析

GIS最为突出的功能是对空间数据和属性数据进行综合分析的功能，包括对空间数据和属性数据的采集、测量分类、处理、各种分析工作和决策支持等。它能够在计算机的支持下，实现对各种数据和信息的精确快速的处理和分析。值得一提的是，结合GIS技术强大空间数据管理和多元空间交互式分析能力，近年来在多学科领域研究中得到广泛的实践应用。

在人们对饭菜有着更高要求的情况下。如何到达最近的菜市场？如何买到新鲜且便宜的蔬菜？逐渐变成了人们关心的话题。为此，本系统制作了菜谱提供模块、美食地图模块和大众社区模块。将GIS技术应用于多个功能中，通过GIS强大的地理信息空间分析功能，在帮助用户解决“如何做菜”的问题的同时，帮助人们快速获取制作健康美食所需食材的产地、采买地及大致价格等信息，满足用户更多元化的使用需求。

2. 系统设计

2.1 系统目标

本美食系统立足于人们多样化的健康饮食需求，以综合式美食类网站的形式，提供菜谱及教程，教人们如何做出健康营养的美味佳肴，以此帮助人们改正不良饮食习惯，增强健康饮食意识。此外，本美食系统通过GIS（地理信息系统）强大的地理信息空间分析功能，帮助人们快速获取制作健康美食所需食材的产地、采买地及大致价格等信息。系统中利用美食地图，向人们直观展示武汉各区的特产蔬果及肉类，以达到向大众推广地方特色美食的同时，又向社会宣传地方特色农副产品，从而带动地方经济发展的目的。

2.2 系统体系架构

基于GIS的美食推荐系统采用B/S模式。B/S模式具有分布性特点，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。其业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能。而且后期维护方面只需要改变网页，即可实现所有用户的同步更新。采用SSM架构，通过Spring提供管理对象的方法，把中间层对象有效地组织起来。它的分层结构可以增量引入项目。而非侵入性应用程序对Spring API的依赖可以减至最小限度。Spring将各层进行整合，管理持久层（Mybatis）和控制层（SpringMVC）。利用MySQL主从配置，实现读写分离，减轻数据库压力。使用JDBC技术操作数据库，用Druid连接池来连接JDBC。Druid是一个分布式内存实时分析系统，解决如何在大规模数据集下进行快速的、交互式的查询和分析。结合GIS、OpenLayers、JavaWeb等技術实现系统的功能。系统架构图见图1。

2.3 系统模块设计

本系统的管理目标是通过对国民饮食现状进行分析，基于健康饮食理念，提出能帮助人们改善饮食习惯，增强人们的健康饮食意识的综合式美食推荐系统，并利用数字化信息技术予以实现。基于系统需求分析，本美食推荐系统初步分为以下三个子系统，包括“菜谱提供”子系统、“美食地图”子系统、“大众社区”子系统。其中，“美食地图”子系统还实现了菜市场推荐及导航的特色功能。

2.3.1 “菜谱提供”子系统

包括有告知食材、营养分析、做法介绍和视频教程等模块。用户可通过拍照识菜或文字搜索的方式获取菜谱。若用户暂无想做的目标菜品，也可在网站首页面的菜谱分类中，选择合乎需求的菜谱类型，从而找到心仪的菜品。在提供给用户的菜谱中，包含了所需食材、烹饪步骤、烹饪时间、营养分析等内容。在介绍菜肴做法时，除文字版教程外，还加入了视频版及多方言语音版教程。

2.3.2 “美食地图”子系统

包括有地区特产菜介绍、菜谱及菜谱介绍和菜市场推荐等模块。美食地图中标出了武汉市各区的特产菜，用户点击地图上特产菜的图标，便会弹出该特产菜的相关介绍和用该特产菜可做的菜品及其菜谱。另外，此子系统还实现了菜市场推荐及导航的特色功能。该功能以文字描述加地图的形式为用户推荐附近的菜市场并提供其地址，如有需要，还可为用户提供导航。地图中将嵌入菜市场附近的虚拟街景（VR）。

2.3.3“大众社区”子系统

包括有用户展示和平台推送等模块。用户可在社区中上传做菜视频及自创的菜谱;也可以写下经验帖，与其他用户分享做菜经验;还可以通过“我的附近”寻找同城菜友，建立社交圈。平台会在社区中及时发布与食物搭配、食品安全、名菜文化等专题相关的科普类文章，并会根据用户所在地区向其推送与当地切合的文章及经验帖。此外，平台还将评选“明星用户”，将其在社区中发表的优秀经验帖或视频加精置顶。

3. 系统功能实现

3.1 基础功能

基本功能包括用户登录、注册、增添数据等。通过系统主页面展示效果，使用户轻松快捷登录，并查看所需信息。系统主界面见图2。

3.2 查询功能

查詢功能主要通过简单查询、条件查询、图片查询、缓冲区查询，使用文本及图片显示，根据用户输入的关键字筛选最契合的菜品显示，同时匹配相应菜品图片同文本一并显示。

3.3 导航功能

导航功能主要通过引用第三方地图服务来实现。根据用户选择的目的地和用户所在地，显示出几种方案并计算出所需时间，向用户推荐一条最佳方案。附加VR实景地图来显示目的地的周边环境，及时更新。

4. 结束语

综上所述，结合GIS技术及计算机网络技术，提出基于GIS的美食推荐系统，在为人们提供菜谱及教程的同时，还可以帮助人们快速获取制作健康美食所需食材的产地、采买地及大致价格等信息，这不仅是对大数据时代海量的数据信息进行整合，而且达到了使用工具与技术为人类服务的目的。

互联网时代的到来将GIS带进了每个普通民众的生活中。GIS从专业和行业的高端走下来、直接与人们面对面地提供服务的时代已经到来，每个人都有可能是Web地图服务的潜在应用者。GIS技术已悄然改变人们的生活方式，并将于未来继续这种改变。

参考文献：

[1]姜飞熊，本刊.《柳叶刀》发布全球吃饭报告[J].中华针灸电子杂志，2019，8（04）：170.

[2]宋丹丹.基于微信小程序的美食点餐推荐系统的设计与实现[J].信息通信，2017，000（012）：89-90.