CN113268558B - 基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理***及方法，其中治理方法包括以下步骤：S100获取建筑物物理坐标、社区多边形顶点数据及公共设施二维码信息，并进行数据标准化；S200将社区多边形顶点数据结合建筑物物理坐标重新计算社区多边形顶点数据，新的社区多边形顶点数据碰撞分析，修正社区多边形顶点数据；S300运用顶点距离计算法进行社区多边形扩充计算，直至全市所有区域都被划分完成；S400通过距离算法将各个公共设施分配给各个社区。本方法结合社区范围以及周边的公共设施进行统一演算，重新定义了社区范围，并将公共设施合理划分给每个社区，避免了出现公共设施的所属冲突的情况，避免了公共设施无人认领的现象。
Description
技术领域
本发明涉及公共设施治理技术领域，尤其涉及基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理***及方法。具体来说，属于IPC分类中的G06N7/00和G06Q10/00。
背景技术
公共设施可以分为医疗卫生、教育、交通、文化娱乐、社会福利、体育、社会保障、行政管理、邮政电信、商业金融服务、社区服务等。随着城市化进程的进一步加快，市政公共设施的建设发展迅速，城市公共设施一般由不同政府部门分管自己的设施，而进入一网统管的城市网格化管理时代，公共设施的管理又增加了新的维度，即社区网格员，社区网格员以社区为单位进行划分，在网格内进行巡查和管理，帮助政府完成好社区的管理与服务。为保证网格内公共设施安全高效运行，合理的公共设施治理方法至关重要。
现有技术中，申请号为CN201620536799.0的中国专利公开了一种城市公共设施维护管理平台，包括公共设施管理***及多个信息接收及发射终端，信息接收及发射终端安装在公共设备上；公共设施管理***包括信息管理设备、键盘、鼠标及语音输出模块；信息接收及发射终端内设有信息处理模块；信息处理模块连接计数模块、GPS模块、无线通信模块、视频监控模块、显示模块、信息输入模块和数据储存模块；视频监控模块上连接有远程协助模块；信息接收及发射终端与信息管理设备之间通过无线网络进行数据传输。该方案实现了对城市公共设施进行统一维护管理、并进行及时更换，确保城市公共设施的正常运行。
但该方案未给出社区之间的冲突区域内公共设施的划分，在实际工作中，对城市公共设施的维护更换是以社区进行划分，但社区之间往往存在冲突区域，冲突区域的公共设施具体所属易产生纠纷，若冲突的社区之间若协调不周，则会导致公共设施的维护不及时。
现有技术中，申请号为CN201710586933.7的中国专利公开了一种用于公共设施保养和维修信息共享管理***，包括待检修的公共设备、检修机构、行政管理机构和***平台，检修的公共设备上设有与***平台匹配的二维码，检修机构包括若干个检修工件、检修工具登记用计算机和扫码手持终端，行政管理机构包括管理计算机，管理计算机与***平台直接连接、用于读取***平台内存储的信息，检修工具登记用计算机与***平台直接连接、用于读取***平台内存储的信息和给其输送工件登记信息，扫码手持终端与二维码配合、用于读取***平台内的信息和反馈信息。
该***利用云平台和二维码技术将待检修的公共设备、检修机构和行政管理机构连接在一起，方便管理和具体实施，三者统一起来，做到设备共享、责可溯源、及时纠偏。
但该方案未对社区的范围进行扩充，在实际工作中，对城市公共设施的维护更换是以社区进行划分的，但会有一些不从属任一社区的区域存在，这些区域内的公共设施无社区认领，长时间得不到维护容易损坏。
现有技术中，申请号为CN201720358114.2的中国专利公开了一种基于二维码的市政公共服务设施管理及报修***，包括二维码、智能移动终端和市政公共服务设施数据中心服务器，所述智能移动终端为安装有二维码扫码软件的智能手机或者智能平板电脑，包括市民报修智能移动终端、产权责任单位智能移动终端和行政监管部门智能移动终端。
该技术方案依托设施二维码管理信息***，解决了市政公共服务设施管理权属难核实、问题难发现、违规设施难认定、维修处理不及时等问题。但该技术方案未详细阐述公共设施权属的划分方法，在实际工作中，对城市公共设施的维护更换是以社区进行划分的，不同社区内的公共设施的数量与巡检难度不尽相同，仅以行政区划进行公共设施的分配可能产生的分配不合理的现象。
综上所述，需要一种能合理划分社区间冲突区域、对社区范围合理扩充，避免部分公共设施无社区认领情况的发生、依据实际情况合理分配公共设施权属社区的公共设施治理方法。
发明内容
本发明的目的是提供基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理***及方法，可以合理划分社区间冲突区域、对社区范围合理扩充，避免部分公共设施无社区认领情况的发生、依据实际情况合理分配公共设施权属社区。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理方法，包括以下步骤：
S100、获取全市各个建筑物的物理坐标数据、各个社区多边形顶点数据及各个公共设施的二维码信息数据，将所有初始数据进行数据标准化，建筑物的物理坐标数据可以转化为地理坐标，但转化后还会附带长宽高属性；
S200、将社区多边形顶点数据结合建筑物的物理坐标数据重新计算社区多边形顶点数据，对各个新的社区多边形顶点数据进行碰撞分析，修正社区多边形顶点数据；
S300、运用顶点距离计算法进行社区多边形扩充计算，直至全市地图的所有区域都被划分完成；
S400、运用各个公共设施的二维码信息数据中公共设施的地理坐标数据，通过距离算法将各个公共设施分配给各个社区；
部分特殊设施标明仅属于某社区的公共设施不参与分配计算；
步骤S100进一步包括：
S110、获取全市各个建筑物的物理坐标数据、各个社区多边形顶点数据及各个公共设施的二维码信息数据，还获取道路、特殊区域及公共设施的特定属性数据，这些特定属性是判定归属关系中需处理的属性。其中，特殊区域包括草地、公园等。
道路的特定属性数据包括：名称、长宽、不可分割属性、关联锁定。其中，名称为道路的名称；长宽为道路的长度与宽度；不可分割属性指，道路具有整体性，不能划分给多个社区，只能由单个社区负责；关联锁定是指，道路仅属于某社区，不可划分给其他社区。
特殊区域的特定属性数据包括：名称、不可分割属性、关联锁定。其中，名称为特殊区域的名称；不可分割属性指，特殊区域具有整体性，不能划分给多个社区，只能由单个社区负责；关联锁定是指，特殊区域仅属于某社区，不可划分给其他社区。
公共设施的特定属性数据包括：功能、关联锁定。其中，功能为公共设施的功能；关联锁定是指，公共设施仅属于某社区，不可划分给其他社区。
S120、进行数据标准化，数据标准化包括社区多边形顶点数据去重、定义有效数据格式对获取的数据进行批量处理。比如：XY坐标小数点位数调整。
更进一步，步骤S100中各个公共设施的二维码信息数据与各公共设施是唯一对应的，所述二维码信息包含有公共设施的设施名称、设施规格、生产厂家、产权责任信息、监管单位信息、设施地理坐标数据、设施状态、维护间隔时间、上次维护时间和设施照片信息。
步骤S200进一步包括：
S210、根据原社区多边形顶点数据及建筑物的物理坐标数据选取顶点坐标；
S220、进行围栏数据计算，形成凸点围栏；
凸点围栏等同于凸包，凸包是一个计算几何（图形学）中的概念：在一个实数向量空间V中，对于给定集合X，所有包含X的凸集的交集S被称为X的凸包。X的凸包可以用X内所有点(X1，...Xn)的线性组合来构造。在二维平面上，凸包就是将最外层的点连接起来构成的凸多边型，它能包含点集中所有的点，可以想象为一条刚好包著所有点的围栏。
S230、对所有的社区围栏数据进行碰撞分析，找出有冲突的社区；
S240、通过凹包算法分析冲突社区冲突线段，并结合建筑物数据将部分线段改为凹包计算方式重新计算顶点和围栏，从而形成新的社区范围数据。
再进一步，步骤S220中进行围栏数据计算的方法使用Graham扫描法；
Graham扫描法的思想是先找到凸包上的一个点，然后从那个点开始按逆时针方向逐个找凸包上的点，实际上就是进行极角排序，然后对其查询使用；
再进一步，步骤S220中进行围栏数据计算的方法使用Jarvis步进法；
Jarvis步进法也可称为卷包裹法，思路是先找到一个在凸包上的点，然后卷过去，由于每次确定凸包上的一个点需要遍历所有的点，因此时间复杂度为O（N*H），其中N为全部点的数目，H为凸包上的点数目；
步骤S300进一步包括：
S310、取两个社区多边形所有顶点数据，并计算顶点之间的距离长度，取得一个最短路径的两个分属不同多边形的顶点坐标，计算直线中点坐标；
在中点坐标计算过程中会涉及到道路、社区区域、设施特定属性数据计算，这些特定属性数据都有单独的权重计算方式；
对于不可分割区域，根据中点重新计算后，取占比权重区域最大的社区进行责任归属；
S320、取新的中点坐标取代原先参与计算的两个社区多边形的顶点为新的多边形顶点，进行社区范围扩展，直至地图所有区域都被划分完成。
社区多边形扩展中存在区域最大分割数，即支持将多边形设置最高分割数量，以保证区域管理的合理性。
本发明还提供了基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理***，可实现上述所述的方法，包括公共设施数据中心服务器及若干个智能移动终端。
进一步，所述公共设施数据中心服务器提供***界面，可以进行公共设施的所属社区查询；
社区网格员可以登录***并在地图界面查询所属的社区范围以及社区范围内的公共设施情况，如出现不符合实际管理的情况，管理员可通过后台管理模块进行人工调整。
进一步，所述公共设施数据中心服务器与各智能移动终端之间通过网络进行通信连接。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1、相对于现有技术，本方法结合社区范围以及周边的公共设施进行统一演算，对相邻社区进行社区范围与建筑坐标碰撞分析，避免了社区之间产生冲突区域的情况发生；通过扩展算法对社区范围进行合理扩充，直至地图所有区域都被划分完成，避免公共设施无社区认领的现象发生；通过距离算法将公共设施合理划分给每个社区。
2、提供的***界面可进行各个公共设施的所属社区查询。
3、通过设定公共设施特定属性数据以解决传统算法分配难题，例如，道路和区域不可分割计算，设定道路和区域最多可分割份数。
4、可以实时处理新设施加入和旧设施废弃的动态现象，并通过公共设施数据中心服务器通知到社区网格员的智能移动终端。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1所示，基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理方法，包括如下步骤：
S100、获取全市各个建筑物的物理坐标数据、各个社区多边形顶点数据及各个公共设施的二维码信息数据，将所有初始数据进行数据标准化，建筑物的物理坐标数据可以转化为地理坐标，但转化后还会附带长宽高属性。
步骤S100进一步包括：
S110、获取全市各个建筑物的物理坐标数据、各个社区多边形顶点数据及各个公共设施的二维码信息数据，还获取道路、特殊区域及公共设施的特定属性数据，这些特定属性是判定归属关系中需处理的属性。其中，特殊区域包括草地、公园等。
道路的特定属性数据包括：名称、长宽、不可分割属性、关联锁定。其中，名称为道路的名称；长宽为道路的长度与宽度；不可分割属性指，道路具有整体性，不能划分给多个社区，只能由单个社区负责；关联锁定是指，道路仅属于某社区，不可划分给其他社区。
特殊区域的特定属性数据包括：名称、不可分割属性、关联锁定。其中，名称为特殊区域的名称；不可分割属性指，特殊区域具有整体性，不能划分给多个社区，只能由单个社区负责；关联锁定是指，特殊区域仅属于某社区，不可划分给其他社区。
公共设施的特定属性数据包括：功能、关联锁定。其中，功能为公共设施的功能；关联锁定是指，公共设施仅属于某社区，不可划分给其他社区。
S120、进行数据标准化，数据标准化包括社区多边形顶点数据去重、定义有效数据格式对获取的数据进行批量处理。比如：XY坐标小数点位数调整。
更进一步，步骤S100中各个公共设施的二维码信息数据与各公共设施是唯一对应的，二维码信息包含有公共设施的设施名称、设施规格、生产厂家、产权责任信息、监管单位信息、设施地理坐标数据、设施状态、维护间隔时间、上次维护时间和设施照片信息。
S200、将社区多边形顶点数据结合建筑物的物理坐标数据重新计算社区多边形顶点数据，对各个新的社区多边形顶点数据进行碰撞分析，修正社区多边形顶点数据；
步骤S200进一步包括：
S210、根据原社区多边形顶点数据及建筑物的物理坐标数据选取顶点坐标；
S220、进行围栏数据计算，形成凸点围栏；
凸点围栏等同于凸包，凸包是一个计算几何（图形学）中的概念：在一个实数向量空间V中，对于给定集合X，所有包含X的凸集的交集S被称为X的凸包。X的凸包可以用X内所有点(X1，...Xn)的线性组合来构造。在二维平面上，凸包就是将最外层的点连接起来构成的凸多边型，它能包含点集中所有的点，可以想象为一条刚好包住所有点的围栏。
S230、对所有的社区围栏数据进行碰撞分析，找出有冲突的社区；
S240、通过凹包算法分析冲突社区冲突线段，并结合建筑物数据将部分线段改为凹包计算方式重新计算顶点和围栏，从而形成新的社区范围数据。
再进一步，步骤S220中进行围栏数据计算的方法使用Graham扫描法；
Graham扫描法的思想是先找到凸包上的一个点，然后从那个点开始按逆时针方向逐个找凸包上的点，实际上就是进行极角排序，然后对其查询使用；
再进一步，步骤S220中进行围栏数据计算的方法使用Jarvis步进法；
Jarvis步进法也可称为卷包裹法，思路是先找到一个在凸包上的点，然后卷过去，由于每次确定凸包上的一个点需要遍历所有的点，因此时间复杂度为O（N*H），其中N为全部点的数目，H为凸包上的点数目。
S300、运用顶点距离计算法进行社区多边形扩充计算，直至全市地图的所有区域都被划分完成；
步骤S300进一步包括：
S310、取两个社区多边形所有顶点数据，并计算顶点之间的距离长度，取得一个最短路径的两个分属不同多边形的顶点坐标，计算直线中点坐标；
在中点坐标计算过程中会涉及到道路、社区区域、设施特定属性数据计算，这些特定属性数据都有单独的权重计算方式；
对于不可分割区域，根据中点重新计算后，取占比权重区域最大的社区进行责任归属；
S320、取新的中点坐标取代原先参与计算的两个社区多边形的顶点为新的多边形顶点，进行社区范围扩展，直至地图所有区域都被划分完成。
社区多边形扩展中存在区域最大分割数，即支持将多边形设置最高分割数量，以保证区域管理的合理性。
S400、运用各个公共设施的二维码信息数据中公共设施的地理坐标数据，通过距离算法将各个公共设施分配给各个社区；
需要说明的是，部分特殊设施标明仅属于某社区的公共设施不参与分配计算；
本实施例的有益效果为：
本方法结合社区范围以及周边的公共设施进行统一演算，对相邻社区进行社区与建筑坐标碰撞分析，避免了社区之间产生冲突区域；通过扩展算法对社区范围扩充直至地图所有区域都被划分完成，避免公共设施无社区认领的现象发生；通过距离算法将公共设施合理划分给每个社区。
除此之外，通过设定公共设施特定属性数据以解决传统算法分配难题，例如，道路和区域不可分割计算，设定道路和区域最多可分割份数。
实施例2
本发明还提供基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理***，包括公共设施数据中心服务器及若干个智能移动终端。
公共设施数据中心服务器提供***界面，可以进行公共设施所属社区查询。社区网格员可以登录***并在地图界面查询所属的社区范围以及社区范围内的公共设施情况，如出现不符合实际管理的情况，管理员可通过后台管理模块进行人工调整。
公共设施数据中心服务器与各智能移动终端之间通过网络进行通信连接。
该***可实现前述方法实施例中对应的方法，其具体实施过程可以参见前述方法实施例，此处不再赘述。
本实施例的有益效果为：
可以实时处理新设施加入和旧设施废弃的动态现象，并通过公共设施数据中心服务器通知到社区网格员的智能移动终端。提供的***界面可进行各个公共设施的所属社区查询。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100、获取全市各个建筑物的物理坐标数据、各个社区多边形顶点数据及各个公共设施的二维码信息数据，将所有初始数据进行数据标准化；
步骤S100进一步包括：
S110、获取全市各个建筑物的物理坐标数据、各个社区多边形顶点数据及各个公共设施的二维码信息数据，还获取道路、特殊区域及公共设施的特定属性数据，其中，道路的特定属性数据包括：名称、长宽、不可分割属性、关联锁定；特殊区域的特定属性数据包括：名称、不可分割属性、关联锁定；公共设施的特定属性数据包括：功能、关联锁定；
S120、进行数据标准化，数据标准化包括社区多边形顶点数据去重、定义有效数据格式对获取的数据进行批量处理；
S200、将社区多边形顶点数据结合建筑物的物理坐标数据重新计算社区多边形顶点数据，对各个新的社区多边形顶点数据进行碰撞分析，修正社区多边形顶点数据；
步骤S200进一步包括：
S210、根据原社区多边形顶点数据及建筑物的物理坐标数据选取顶点坐标；
S220、进行围栏数据计算，形成凸点围栏，进行围栏数据计算的方法使用Graham扫描法或Jarvis步进法；
S230、对所有的社区围栏数据进行碰撞分析，找出有冲突的社区；
S240、通过凹包算法分析冲突社区冲突线段，并结合建筑物数据将部分线段改为凹包计算方式重新计算顶点和围栏，从而形成新的社区范围数据；
S300、运用顶点距离计算法进行社区多边形扩充计算，直至全市地图的所有区域都被划分完成；
步骤S300进一步包括：
S310、取两个社区多边形所有顶点数据，并计算顶点之间的距离长度，取得一个最短路径的两个分属不同多边形的顶点坐标，计算直线中点坐标；
S320、取新的中点坐标取代原先参与计算的两个社区多边形的顶点为新的多边形顶点，进行社区范围扩展，直至地图所有区域都被划分完成；
S400、运用各个公共设施的二维码信息数据中公共设施的地理坐标数据，通过距离算法将各个公共设施分配给各个社区。
2.根据权利要求1所述的基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理方法，其特征在于：步骤S100中各个公共设施的二维码信息数据与各公共设施是唯一对应的，所述二维码信息包含有公共设施的设施名称、设施规格、生产厂家、产权责任信息、监管单位信息、设施地理坐标数据、设施状态、维护间隔时间、上次维护时间和设施照片信息。
3.基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理***，其特征在于：包括公共设施数据中心服务器及若干个智能移动终端，所述公共设施数据中心服务器实现权利要求1-2任一项所述的方法。
4.根据权利要求3所述的基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理***，其特征在于：所述公共设施数据中心服务器提供***界面进行公共设施的所属社区查询。
5.根据权利要求3所述的基于二维码与地理空间坐标的公共设施治理***，其特征在于：所述公共设施数据中心服务器与各智能移动终端之间通过网络进行通信连接。
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