沈阳城市体检信息平台的建设与实施

杜博群，李司宇

(1.沈阳市勘察测绘研究院有限公司，辽宁 沈阳 110000； 2.辽宁省城市时空信息专业技术创新中心，辽宁 沈阳 110000)

1 引 言

城市体检评估是以促进城市人居环境高质量发展为目标，通过建立指标体系，运用统计、大数据分析和社会满意度调查等方法采集城市相关信息，对城市人居环境状态、城市规划建设管理工作成效等进行定期分析、评估、监测和反馈，把握城市发展状态，发现“城市病”，督促开展城市治理的活动。

十九届五中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二○三五年远景目标的建议》中的明确要求，“推进以人为核心的新型城镇化。实施城市更新行动，推进城市生态修复、功能完善工程，统筹城市规划、建设、管理”。城市体检评估作为全面系统了解城市发展规律、做好城市规划建设管理工作的有效方法，是推动实施城市更新行动的重要途径和手段。

2019年沈阳市作为首批国家级试点城市率先开展了城市体检工作。2020年在新冠疫情背景下，沈阳市以“防疫情、补短板、扩内需”为主题再次开展了城市体检工作。伴随着2021年城市体检工作，运用新一代信息技术，整合数字化、网络化、智能化产生的城市海量数据，建立城市体检评估信息平台非常有必要。

2 建设与实施

2.1 系统框架

沈阳市城市体检评估信息平台总体上由基础设施、数据服务、平台服务、平台应用四个层级组成，上层建设依赖于下层，下层为上层级提供服务。平台结构体如图1所示：

图1 平台总体结构图

(1)基础设施层

基础设施为平台运行提供硬件基础，包含服务器、存储设备、网络设备、安全设备、网络设施五部分。本项目建设过程中采用融合架构云服务器，由于融合基础架构，所以运维过程划分计算、存储和网络资源复杂性大大降低，确保平台高扩展性和高可用性。

(2)数据服务层

数据服务为平台提供统一数据访问接口，内部使用Redis服务优化查询性能，使用PostGIS管理地理空间数据。数据服务包含体检分析数据和地理信息数据两种，其中体检分析数据包含社会调查问卷和政府部门上报表单，地理信息数据包含体检专题数据、三维建筑模型、二维电子地图和遥感影像数据。

(3)平台服务层

平台服务层接入统一数据访问接口为应用提供用户认证、数据处理、空间分析等服务。本项目建设过程中，平台服务层采用微服务架构进行拆分，降低平台服务之间耦合度。

(4)平台应用层

平台应用层直接面向用户，对外提供生态宜居、健康舒适、安全韧性、交通便捷、风貌特色、整洁有序、多元包容、创新活力八个方面的指标分析、指标管理、智能评估、系统管理等功能，还包含了历史对比，横向城市间比较等功能。

2.2 建设目标

沈阳市城市体检信息平台以“多规合一”平台为基础信息平台，把审批平台、规划管控数据、城市体检数据、体检结果数据与“多规合一”结合起来，对城市体检指标进行全面监测，形成智慧规划理念下的城市体检评估数据库。通过对体检评估数据库进行专题数据分析，提供综合评价、监测预警等服务，辅助查找城市建设和发展中的短板和不足，制定改进性措施，推动城市高质量、健康发展。

2.3 总体技术路线

城市体检评估信息平台采用模块化的思想、前后端分离的方式进行开发，基于RESTful设计规范，不仅方便不同前端设备与后端进行通信，也为后续分布式架构、弹性计算架构、微服务架构、多端化服务做准备。

2.4 关键技术

本项目建设中，涉及多来源的地理空间数据，由于其在时间、空间和属性三个方面的固有特征，呈现出多维、语义、时空动态关联的复杂性，因此需要平台数据服务层在数据组织及存储方面进行优化，优化过程中主要采用了空间数据索引及矢量瓦片技术，保证数据服务始终处于最高效能。矢量瓦片类似栅格瓦片，是将矢量数据用多层次模型分割成瓦片文件存储在服务器端，矢量瓦片包含图形与属性信息，具有数据量小、更新速度快、互动性强特征，本平台地图服务器程序接入空间数据库(PostGIS)动态生成矢量切片，在地图客户端利用WebGL技术生成分类、拉伸渲染专题图及三维体块模型，最大可能地还原真实世界中的实际场景。

2.5 平台功能实现

沈阳市城市体检平台建设总体上分为数据库建设、体检指标计算、可视化分析演示三部分，本文重点介绍可视化分析演示建设。

体检可视化分析演示建设过程中，着重注意指标显示过程中的视觉冲击力，将体检结果直观鲜活地呈现给软件使用用户，预留了数据对接接口，实现体检结果多部门间的共享与发布，由此实现本平台与其他业务系统的无缝对接集成。体检可视化分析演示由整体概览、用户满意度调查结果概览、分类指标专题等模块组成，具体实现方式如下。

(1)体检指标概览模块

体检指标概览模块按住建部门制定的八大方面与城市特色指标进行展示，整体上对体检实施过程中涉及的指标名称、指标值、指标目标值、变化趋势进行展示，同时该模块播放城市行政区简介动画，达到宏观概览的作用。同时该模块预留横向纵向扩展接口，支持多年度指标值与行政区级别指标值展示，如图2所示。

图2 指标概览模块

(2)社会满意度调查模块

社会满意度调查模块接入调查问卷真实数据，通过对调查问卷的城市整体评价类、居住区周边评价类、个人情况和生活评价类问题进行数据清洗、一致性检查、最后进行整理分析获得满意度相关信息。平台通过对受访者问卷进行整理分析对调查用户男女比例、调查用户学历情况占比、受访者职业分布情况、受访者关心的城市生活问题等方面进行了图表可视化显示，并且对受访者填报问卷时录入的空间位置进行地图展示，如图3所示。

图3 社会满意度调查

(3)三维数据展示模块

平台利用矢量切片快显技术与Mapbox GL地图引擎实现了海量建筑体块模型展示。首先利用Mapbox GL地图引擎添加矢量切片数据源，然后把数据源中的建筑物利用fill-extrusion图层进行渲染表达，最后将图层添加到地图控件。三维建筑体块模型的渲染代码如图4所示。

图4 三维数据展示

由于沈阳市具有悠久的历史文化、丰富的旅游资源，本项目建设过程中利用Cesium客户端三维引擎对沈阳市历史建筑的三维精细化模型进行了渲染展示。

(4)分类指标专题模块

分类指标专题模块，参考住建部对体检指标分类进行设计，对各分类按照主题进行展示，同时利用矢量切片快显技术对相关地图资源进行地图展示，其中各分类指标共享基础图层，基础图层包含行政区划、电子地图、建成区范围、规划用地、现状用地等图层，如图5所示。

图5 分类指标专题

分类指标专题包含内容如下：

①生态宜居专题：空气质量、能源利用、生活垃圾、公园绿地、水资源利用等内容；

②风貌特色专题：城市客流、历史建筑、旅游资源方面内容；

③交通便捷专题：交通健康、低碳交通、通勤指数、公共资源方面内容；

④安全韧性专题：交通安全、城市安全、消防安全、避难场所等内容；

⑤创新活力专题：就业活力、教育活力、产业活力、创业活力方面内容；

⑥健康舒适专题：社区服务、物价房价、老旧小区改造等方面内容。

各分类指标均具有通用分析工具，包括热力图分析与缓冲区分析。热力图分析工具使用特殊高亮的形式显示出点位或者线段的空间分布，辅助分析建成区范围、完整社区等要素信息。缓冲区分析可以得到点、线、面要素周围的影响范围或服务范围，在本平台内可以对 15 min生活区进行专题分析。

3 结 论

本文基于时空数据库技术和矢量切片快显核心技术，引入地理信息、互联网等多源大数据，融合GIS、大数据分析等信息技术，阐述了沈阳市城市体检评估信息化平台建设与实施的技术路线，实现了对城市体检评估信息化平台信息化建设的初步探索，极大程度助力了沈阳市CIM平台建设。通过城市体检评估信息化平台的建设，不仅可以精准查找城市发展和城市规划建设管理存在的问题和短板，还为城市规划、建设、管理各项工作以及促进城市人居环境高质量发展提供了技术支撑，同时为下一步城市更新工作提供了有力的建设保障。