一种评价城市无障碍设施布局均衡性的方法技术

本发明专利技术公开了一种评价城市无障碍设施布局均衡性的方法，包括以下步骤：步骤1、获取城市基础数据；步骤2、利用泰森多边形法划分小区服务范围；步骤3、分别提取小区服务范围内无障碍设施以及人口数据；步骤4、按小区位置计算小区服务范围内无障碍设施数量与人口数量的比值；步骤5、构建路网及无障碍设施网络数据集；步骤6、创建OD成本矩阵；步骤7、提取小区人口出行依赖无障碍设施节省时间与遇障碍点增加时间的比值；步骤8、汇总城市无障碍设施均衡性指数并绘制公共设施均衡性指数地图。本发明专利技术通过计算小区周边无障碍设施与人口的空间匹配指数以及小区到达基本出行需求点的无障碍设施便捷指数，反映了城市无障碍设施的布局均衡程度。

【技术实现步骤摘要】
一种评价城市无障碍设施布局均衡性的方法
本专利技术涉及一种城市无障碍设施规划方法，尤其涉及一种评价城市无障碍设施布局均衡性的方法，属于城市规划和地理信息系统

技术介绍
无障碍设施主要包括无障碍通道(路)、电(楼)梯、平台、房间、洗手间(厕所)、席位、盲文标识和音响提示以及通讯、无障碍扶手、沐浴凳等及其相关生活的设施，涉及室外和室内两方面内容。它是城市文明进步的重要标志，是落实以人为中心发展思想的基本要求，城市有义务为每一个人,尤其包括广大老年人群体以及残疾人群体创造一个安全、方便、舒适的无障碍环境，这是对每个人有质量的在城市中生活这个基本权力的尊重，因此，无障碍设施是体现城市对参与者人文关怀的重要体现，是社会平等、正义的基础，其在空间上的合理布局与规划显得十分重要，尤其是在基本公共服务均等化的政策背景下以及我国老龄化问题越加严峻的背景下，无障碍设施布局均衡、高效使用这一目标显得更为重要。针对室外公共空间的无障碍设施，现有评价方法主要有三种，(1)调查问卷法：该方法通过设计群众对无障碍设施调查问卷，调查无障碍设施的布局合理性，研究群众对无障碍设施的满意程度；(2)综合指标法：该方法通过从建筑设计、空间数量、密度等方面采用综合指标打分法评价无障碍设施的均衡性以及便利程度；(3)基于无障碍的空间可达性，该方法主要通过计算无障碍设施总量与服务人口总量的比值，比值越大，基于无障碍出行可达性越好；(4)计算无障碍设施距离居民的最近距离，距离越近，基于无障碍出行可达性越好；(5)GIS地理信息平台共享平台。但是，调查问卷法对系统考虑不足，综合指标法评价主观性较大，基于无障碍出行的空间可达性中计算比例无法揭示较大研究单元内部变化，仅适合评价无障碍设施的区域(如不同省、市、县)之间的分布差异；计算最近距离忽略了居民对设施规模和种类等其他因素的考虑，而且随着交通路网和出行方式的改善，居民选择设施过程中对距离因素的考虑已经逐渐下降；GIS地理信息共享平台建设成本昂贵，操作困难，对用户十分不友好。
技术实现思路
为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种评价城市室外公共空间无障碍设施布局均衡性的方法。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种评价城市无障碍设施布局均衡性的方法，包括以下步骤：步骤S1、获取城市基础数据，并将城市基础数据导入文件地理数据库中；步骤S2、利用泰森多边形法划分小区服务范围；步骤S3、分别提取小区服务范围内无障碍设施以及人口数据；步骤S4、按小区位置计算小区服务范围内无障碍设施数量与人口数量的比值；步骤S5、构建路网及无障碍设施网络数据集；步骤S6、创建OD成本矩阵；步骤S7、提取小区人口出行依赖无障碍设施节省时间与遇障碍点增加时间的比值；步骤S8、汇总城市无障碍设施均衡性指数并绘制公共设施均衡性指数地图。进一步地，步骤S1中，所述城市基础数据包括以下空间数据：城市道路、居民小区点、人口和行政区划；文件地理数据库为ArcGIS软件的文件地理数据库。进一步地，在步骤S2中，小区服务范围就是将整个区域按照距离最近小区分割成多个多边形，即将所有相邻小区点连成三角形，作这些三角形各边的垂直平分线，将每个三角形的三条边的垂直平分线的交点(也就是外接圆的圆心)连接起来得到一个多边形。步骤S2包括以下步骤：(1)小区点自动构建三角网，即构建Delaunay三角网，对小区点和形成的三角形编号，记录每个三角形是由哪三个小区点构成的；(2)找出与每个小区点相邻的所有三角形的编号，并记录下来，只要在已构建的三角网中找出具有一个相同顶点的所有三角形即可；(3)对与每个小区点相邻的三角形按顺时针或逆时针方向排序，以便下一步连接生成泰森多边形；设小区点为o，找出以o为顶点的一个三角形，设为A；取三角形A除o以外的另一顶点，设为a，则另一个顶点也可找出，即为f；则下一个三角形必然是以of为边的，即为三角形F；三角形F的另一顶点为e，则下一三角形是以oe为边的；如此重复进行，直到回到oa边；(4)计算每个三角形的外接圆圆心，并记录之；(5)根据每个小区点的相邻三角形，连接这些相邻三角形的外接圆圆心，即得到泰森多边形；对于三角网边缘的泰森多边形，作垂直平分线与图廓相交，与图廓一起构成泰森多边形。进一步地，在步骤S3中，首先运用地理统计得到小区的泰森多边形范围内无障碍设施的数量，再将这个数量按照字段匹配进小区的属性表内，然后将250m*250m人口网格数据打碎成1m*1m人口网格，人口总量平均到每个网格上，再将每个网格的人口汇集到该网格的中心点上，统计小区服务范围内网格数量得到小区服务区内人口数据，再用相同字段匹配到小区的属性表里。步骤S3包括以下步骤：(1)按小区服务范围将无障碍设施划分成多个斑块；(2)统计各个斑块内无障碍设施的种类和数量；(3)将统计得到的数据按照地理坐标匹配进小区的属性表里并存储；(4)筛选年龄在一定区间内的人口网格数据；(5)将人口网格数据打碎成为更小单元网格，人口平均分配到每个网格；(6)将网格里的人口数据汇集到网格的中心点上；(7)计算各个小区服务范围内中心点个数以及人口总量；(8)将人口总量按照地理坐标匹配进小区属性表里并存储。进一步地，步骤S4包括以下步骤：(1)在小区属性表新建一列，名称为n/p，n：无障碍设施数量，p：小区人口；(2)计算各小区无障碍设施与人口的匹配指数：n/p，无障碍设施数量除以小区人口，并保存。进一步地，步骤S5包括以下步骤：(1)获取网络数据集类，包括城市各级道路、无障碍设施点、线、面图层；(2)使用Arcgis中ArcCatalog创建网络数据集或者通过ArcEngine二次开发来构建网络数据集，名字为Streets_ND；(3)将城市各级道路设置道路速度属性，并计算道路长度以计算时间成本；(4)将计算完成后的各级道路导入网络数据集；(5)使用Arcgis中拓扑修复更正网络数据集建立过程中可能出现的断点问题，保证网络的连通性。进一步地，步骤S6中，首先在Arcmap中启用NetworkAnalyst，将所有出行设施的点、线、面图层导入阻抗集并设置阻抗成本，其阻抗总成本值为正，然后将具备无障碍设施的出行设施点、线、面图层导入阻抗成本，设置的阻抗成本为负，最后创建OD成本矩阵；步骤S6中OD(出发地-目的地)成本矩阵属性值包含出发地的name，目的地的name，以及出行距离(D)以及时间(T)；步骤S6包括以下步骤：(1)在Arcmap中启用NetworkAnalyst，将所有出行设施点、线、面图层导入到阻抗集中并根据设施的种类和等级设置不同阻抗成本，一般为正，表示增加出行时间；(2)将所有具备无障碍设施的出行设施点、线、面图层导入到阻抗集中并根据设施的种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评价城市无障碍设施布局均衡性的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/n步骤S1、获取城市基础数据，并将城市基础数据导入文件地理数据库中；/n步骤S2、利用泰森多边形法划分小区服务范围；/n步骤S3、分别提取小区服务范围内无障碍设施以及人口数据；/n步骤S4、按小区位置计算小区服务范围内无障碍设施数量与人口数量的比值；/n步骤S5、构建路网及无障碍设施网络数据集；/n步骤S6、创建OD成本矩阵；/n步骤S7、提取小区人口出行依赖无障碍设施节省时间与遇障碍点增加时间的比值；/n步骤S8、汇总城市无障碍设施均衡性指数并绘制公共设施均衡性指数地图。/n

【技术特征摘要】
1.一种评价城市无障碍设施布局均衡性的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤S1、获取城市基础数据，并将城市基础数据导入文件地理数据库中；
步骤S2、利用泰森多边形法划分小区服务范围；
步骤S3、分别提取小区服务范围内无障碍设施以及人口数据；
步骤S4、按小区位置计算小区服务范围内无障碍设施数量与人口数量的比值；
步骤S5、构建路网及无障碍设施网络数据集；
步骤S6、创建OD成本矩阵；
步骤S7、提取小区人口出行依赖无障碍设施节省时间与遇障碍点增加时间的比值；
步骤S8、汇总城市无障碍设施均衡性指数并绘制公共设施均衡性指数地图。


2.根据权利要求1所述的评价城市无障碍设施布局均衡性的方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述城市基础数据包括以下空间数据：城市道路、居民小区点、人口和行政区划；所述文件地理数据库为ArcGIS软件的文件地理数据库。


3.根据权利要求2所述的评价城市无障碍设施布局均衡性的方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：
(1)小区点自动构建三角网，即构建Delaunay三角网，对小区点和形成的三角形编号，记录每个三角形是由哪三个小区点构成的；
(2)找出与每个小区点相邻的所有三角形的编号，并记录下来，只要在已构建的三角网中找出具有一个相同顶点的所有三角形即可；
(3)对与每个小区点相邻的三角形按顺时针或逆时针方向排序，以便下一步连接生成泰森多边形；设小区点为o，找出以o为顶点的一个三角形，设为A；取三角形A除o以外的另一顶点，设为a，则另一个顶点也可找出，即为f；则下一个三角形必然是以of为边的，即为三角形F；三角形F的另一顶点为e，则下一三角形是以oe为边的；如此重复进行，直到回到oa边；
(4)计算每个三角形的外接圆圆心，并记录之；
(5)根据每个小区点的相邻三角形，连接这些相邻三角形的外接圆圆心，即得到泰森多边形；对于三角网边缘的泰森多边形，作垂直平分线与图廓相交，与图廓一起构成泰森多边形。


4.根据权利要求3所述的评价城市无障碍设施布局均衡性的方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下步骤：
(1)按小区服务范围将无障碍设施划分成多个斑块；
(2)统计各个斑块内无障碍设施的种类和数量；
(3)将统计得到的数据按照地理坐标匹配进小区的属性表里并存储；
(4)筛选年龄在一定区间内的人口网格数据；
(5)将人口网格数据打碎成为更小单元网格，人口平均分配到每个网格；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈品祥，刘博文，黄迎春，王淼，戴特奇，杨星斗，秦飞，杨旭东，王晓龙，纪雷鸣，龚芸，武润泽，余永欣，张译，
申请(专利权)人：北京市测绘设计研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11