30 Май

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ СОЦИАЛЬНОЙ КОМФОРТНОСТИ РЕГИОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС ТЕХНОЛОГИЙ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Как показали специальные исследования, порядка 80-90% всей информации состоит из или включает в себя геоданные, то есть различные сведения о распределенных в пространстве или по территории объектах, явлениях и процессах. Работа с такими характеристиками, имеющие координатную привязку, и является сущностью одной из наиболее бурно развивающихся областей рынка программного компьютерного обеспечения — технологией геоинформационных систем (ГИС) [1]. Главное преимущество ГИС перед другими информационными технологиями заключено в наборе средств создания и объединения баз данных с возможностями их географического анализа и наглядной визуализации в виде различных карт, графиков, диаграмм, прямой привязке друг к другу всех атрибутивных и графических данных [2, с.37].

Геоинформационные системы получают все большее распространение не только в традиционных областях применения, таких как управление природными ресурсами, сельское хозяйство, экология, кадастры, городское планирование, но также и в коммерческих структурах. ГИС являются эффективным инструментом для выбора мест и определения зон производственных объектов, диспетчеризации и маршрутизации средств доставки, информатизации риэлторской деятельности т.п.

Комфортность — это система оценок жизнедеятельности, которая складывается на основе удовлетворения различных потребностей человека или группы населения. Комфортная городская среда создает у жителей чувство полного здоровья и удовлетворение потребностей, но она не означает полное расслабление, покой, «стерильную» чистоту и отсутствие каких либо воздействий [3]. Очевидно, что это понятие должно быть связано с некоторой территорией, где формируется комплекс разнообразных климатических, социальных, производственных и прочих условий. Для крупных территорий этот показатель, как правило, трудно рассчитать, так как там наблюдаются существенные различные условия. Поэтому комфортность рассматривают, как правило, в рамках сравнительно небольших территорий [4]. Изучение социальной комфортности, в свою очередь, подразумевает анализ различных социальных факторов оказывающих влияние в первую очередь на жизнедеятельность населения.

Социальная инфраструктура создает благоприятные условия для проживания людей, обеспечивает удовлетворение материальных и духовных потребностей населения. Таким образом, уровень развития социальной инфраструктуры является показателем качества жизни населения. Именно поэтому развитие социальной сферы – образования, учреждений культуры, здравоохранения, бытового обслуживания – играет важную роль в оценке уровня социальной комфортности.

В городе Новокузнецк существует проблема оценки уровня социально-географической комфортности жилья. Это усложняет задачу выбора жилья, поскольку помимо географического расположения (расстояние от работы, родственников), существуют социальные критерии выбора, актуальные для определенной категории населения:

  • Для молодежи — наличие ВУЗов, библиотек, мест общественного питания и развлечений;
  • Для молодых семей – наличие школ, детские сады и поликлиники, автомобильные стоянки;
  • Для пожилых – наличие больниц, магазинов, наличие автобусных остановок.

Программа должна помочь решить данную проблему путем ручного подбора критериев выбора для каждого отдельного человек. Также, программа должна обладать возможностями визуального отображения уровня комфорта на электронной географической карте.

Разработка программы происходила в несколько этапов. В первую очередь было уделено вниманию препроцессингу и подготовке материала для обработки, поэтому начальные этапы разработки не связаны напрямую с реализацией, а в больше мере посвящены анализу предметной области.

На первом этапе было проведено исследование для оценки значимости конкретных категорий социальных объектов, среди которых: объекты культуры, физкультуры и спорта; объекты рекреации, развлечений и отдыха; торговые объекты; объекты бытового обслуживания, здравоохранения,  социальной инфраструктуры детского населения, обслуживания транспорта.

Результаты исследования представлены в таблице 1 [5].

Таблица 1.

Коэффициенты значимости категорий социальных объектов

Категория

Коэффициент
объекты культуры 0,47
объекты физкультуры и спорта 0,55
объекты рекреации 0,60
торговые объекты 0,75
объекты бытового обслуживания 0,31
объекты здравоохранения 0,90
объекты социальной инфраструктуры детского населения 0,90
объекты обслуживания транспорта 0,10

На основе результатов исследования был сформулирован математический аппарат:

Нормализация преобразует абсолютные значения величины социальной комфортности в относительные. Это упрощает процедуру сравнения и кластеризации данных.

Для определения количества объектов определенной категории было решено использовать следующий метод: суммируются объекты, расположенные в квадрате, для которого производится расчет показателей и соседних к нему квадратов. Следующие за соседними квадратами квадраты суммируются и умножаются на коэффициент 0,5 и после этого суммируются с предыдущей суммой. Это необходимо было сделать т.к. при подсчете объектов только в одном квадрате, могут часто возникать ситуации, когда дом принадлежащий квадрату стоит ближе к объектам находящимся в другом квадрате. Таким образом, мы определяем комфортное местоположение объектов на расстоянии 800м в любом направлении. Следующие квадраты были взяты т.к. клиенту уже не так важно знать об объектах на расстоянии 1200м, но их расположение будет для него дополнительным плюсом.

На втором этапе необходимо было выбрать сервер и каким образом он будет взаимодействовать с клиентом, а также было проведено разбиение города в виде равномерной сетки из квадратов, длина каждого из которых составляет 400м.

Конфигурация сети имеет структуру «клиент-сервер». На сервере установлена операционная система Ubuntu 14.04, на которой установлены: СУБД PostgreSQL, QGISWebServer и QGISWebClient.

В качестве электронных карт был выбран сервис OpenStreetMap предоставляющий бесплатный доступ в географическим электронным картам. В QGIS был создан векторный слой в виде равномерной сетки с разбиение на конечные четырехузловые элементы.

В качестве хранения данных использовалась СУБД PostgreSQLс использованием дополнительной библиотеки PostGIS для хранения геометрий векторных объектов. В данную СУБД была добавлена сетка из QGIS, а также добавлены новые атрибуты содержащие информацию о количестве объектов.

После этого необходимо было посчитать количество объектов в каждом квадрате. Для этого использовался онлайн-сервис 2GIS. API 2GIS позволяет получать информацию о местоположении объектов по заданным критериям поиска таким как: категория, город. Для взаимодействия с API была написана программа на языке C#, которая отправляла запросы и получала ответы в формате JSON, которые потом обрабатывала, а также заносила в базу данных информацию о местонахождении объектов. Данный способ позволяет точно подсчитать количество объектов и получать актуальную информацию об объектах в любое время.

После этого нужно было придумать способ отображения проекта в приложении, написанном на языке C# т.к. QGIS не имеет библиотек для отображения своих проектов в данном языке программирования. Было решено использовать QGISWebService. QGISWebServer реализует WMS-сервис на базе библиотек настольного приложения QGIS. В свою очередь QGISWebClient является визуальным составляющим для отображения проектов в браузерах и содержит в себе ряд функций из обычного desktop приложения.

Программа включает в себя браузер, позволяющий просматривать QGIS проекты; блок расчета индекса социальной комфортности, в котором считается индекс по вышесказанным формулам. В результате получился программный продукт, ориентированный на рынок недвижимости. На рисунке 1 представлен интерфейс приложения.

Рисунок 1. Интерфейс приложения визуализации уровня комфортности

Список литературы:

  1. Лободанова Д.Л., Самсон И., Клод К. Комфортность среды как фактор инновационного развития города. М.: Дело, 2013. – 180 с.
  2. Степанов Ю.А. Структура региональной геоинформационной системы при ведении выемочных работ угледобывающих предприятий. М.: Тематический журнал ГЕОИНФОРМАТИКА, 2012, №1. — 72 с.
  3. Перцик Е.Н. Геоурбанистика: учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 432 с.
  4. Ильин И.В. Механизмы повышения комфортности проживания населениякрупных городов в условиях глобализации (на примере г. Москвы). М.: 2011. — 38 с.
  5. Вайсенбургер К.И. Сравнительная оценка социальной комфортности проживания населения в административных районах г. Новокузнецка. Бийск: АЛТАЙ: экология и природопользование. Материалы XIII российско-монгольской научной конференции молодых ученых и студентов, 2014. С. 39-43.
    РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ СОЦИАЛЬНОЙ КОМФОРТНОСТИ РЕГИОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС ТЕХНОЛОГИЙ
    В статье рассматривается один из способов определения уровня социальной комфортности города Новокузнецка с использование ГИС технологий. Описан способ реализации информационной системы на основе QGIS. Разработанная ГИС включает в себя такие процедуры как: установка и настройка сервера, клиентское приложение для редактирования коэффициентов и настройку тонкого клиента с учетом специфики различных регионов.
    Written by: Степанов Юрий Александрович, Битюков Артем Игоревич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 03/12/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.05.2015_05(14)
    Available in: Ebook