產(chǎn)業(yè)空間分析管理決策支持系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

周 勍，楊 梅，吳瑞龍，楊衛(wèi)軍

（1.廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510060）

近年來，廣州市工業(yè)和信息化產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，但受國家宏觀經(jīng)濟(jì)形勢影響，保增長壓力日益增加。按照廣州市委、市政府工作部署，廣州市工業(yè)和信息化局（以下簡稱工信局）積極開展工業(yè)和信息化領(lǐng)域的招商引資工作。在招商過程中，由于缺乏相應(yīng)的地理信息系統(tǒng)的支持，既影響了招商引資的效率，也不利于統(tǒng)籌優(yōu)化全市的產(chǎn)業(yè)布局。為了推動廣州市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、企業(yè)提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)全市工業(yè)和信息經(jīng)濟(jì)質(zhì)量效益雙提升，重點(diǎn)抓好新增產(chǎn)值大戶（制造業(yè)骨干企業(yè)）、兩高四新、小升規(guī)、工業(yè)投資、技術(shù)改造和引進(jìn)重大工業(yè)項(xiàng)目等專項(xiàng)服務(wù)工作，急需包含信息化管理技術(shù)和地理信息空間分析技術(shù)的工業(yè)和信息化決策支持系統(tǒng)。

本系統(tǒng)整合工信局的工業(yè)和信息化發(fā)展相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及其他產(chǎn)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，針對工信局的企業(yè)服務(wù)工作，分析相關(guān)產(chǎn)業(yè)和企業(yè)情況，將全市開業(yè)登記企業(yè)和園區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間化落圖，建立產(chǎn)業(yè)空間分析管理決策支持系統(tǒng)，構(gòu)建基于地理信息系統(tǒng)的多維度園區(qū)及產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)圖層，結(jié)合地理信息技術(shù)，提供產(chǎn)業(yè)園區(qū)統(tǒng)計分析、綜合評價、深度挖掘等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)基本信息管理和展示、園區(qū)企業(yè)管理和分析、園區(qū)配套設(shè)施查詢、園區(qū)經(jīng)濟(jì)效益分析、園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析、園區(qū)創(chuàng)新能力分析、園區(qū)控規(guī)分析、園區(qū)招商情況分析等功能。通過對產(chǎn)業(yè)園區(qū)的多維度分析，為加強(qiáng)工業(yè)和信息化領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，更好地開展企業(yè)服務(wù)和制定更有針對性的政策提供數(shù)據(jù)支撐，為優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局和政策制定提供信息化決策支撐。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

產(chǎn)業(yè)空間分析管理決策支持系統(tǒng)是基于地理信息的工業(yè)和信息化決策支持系統(tǒng)，旨在集成多種專題信息和空間數(shù)據(jù)，匯聚成產(chǎn)業(yè)園區(qū)信息大數(shù)據(jù), 從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)運(yùn)行監(jiān)測及分析展示等服務(wù)應(yīng)用，其系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計圖如圖1 所示。

根據(jù)廣州市于2019 年印發(fā)的《2019 年廣州市政府投資信息化項(xiàng)目申報指南》要求各區(qū)各委辦局在開發(fā)涉及基礎(chǔ)測繪地理信息成果應(yīng)用的業(yè)務(wù)系統(tǒng)時，應(yīng)基于市里已建成的可共用復(fù)用的GIS 時空平臺，即智慧廣州時空信息云平臺（以下簡稱“時空云平臺”）開展設(shè)計，應(yīng)使用該平臺提供的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)和通用功能服務(wù)。因此本系統(tǒng)基于時空云平臺的數(shù)據(jù)服務(wù)，共享并應(yīng)用了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和公共專題數(shù)據(jù)；基于時空云平臺的地圖接口服務(wù)實(shí)現(xiàn)地圖應(yīng)用開發(fā)；基于時空云平臺的空間分析等功能服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)園區(qū)多維空間分析和企業(yè)關(guān)聯(lián)分析?；谏鲜鰯?shù)據(jù)支撐和服務(wù)支撐，本系統(tǒng)可服務(wù)于廣州市及各區(qū)工業(yè)和信息化領(lǐng)域相關(guān)部門，為園區(qū)管理、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、招商引資提供決策輔助支持。

1.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

產(chǎn)業(yè)空間分析管理決策支持系統(tǒng)，從園區(qū)管理、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、招商引資等需求角度出發(fā)，設(shè)計了包括園區(qū)運(yùn)行監(jiān)測、園區(qū)統(tǒng)計分析、產(chǎn)業(yè)地圖、工業(yè)用地統(tǒng)計分析和園區(qū)規(guī)劃在內(nèi)的多個功能模塊。功能結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2 所示。

園區(qū)運(yùn)行監(jiān)測模塊提供全市產(chǎn)業(yè)園區(qū)的微觀監(jiān)測管理。對于系統(tǒng)內(nèi)的每個園區(qū)，結(jié)合規(guī)劃專題數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)專題數(shù)據(jù)，從多個角度對其進(jìn)行分析和評價。園區(qū)統(tǒng)計分析模塊則從宏觀層面對全市產(chǎn)業(yè)園區(qū)的綜合情況進(jìn)行查詢、統(tǒng)計和分析，并將結(jié)果以多種圖表方式，結(jié)合地圖進(jìn)行多維可視化，讓業(yè)務(wù)人員從多方面快速定位查詢關(guān)注園區(qū)，讓管理者全面掌握園區(qū)宏觀統(tǒng)計情況。產(chǎn)業(yè)地圖是基于全市企業(yè)數(shù)據(jù)和產(chǎn)業(yè)專題數(shù)據(jù)，利用地理信息空間可視化技術(shù)，繪制全市各類產(chǎn)業(yè)分布專題圖，從而直觀地展現(xiàn)當(dāng)前全市各行業(yè)企業(yè)分布情況、稅收情況和銷售收入情況。工業(yè)用地統(tǒng)計分析模塊結(jié)合統(tǒng)計年鑒工業(yè)用地和規(guī)劃專題用地數(shù)據(jù)，對全市及各區(qū)的工業(yè)用地產(chǎn)值和效益進(jìn)行統(tǒng)計分析，并進(jìn)行地圖展示和圖表聯(lián)動展示。園區(qū)規(guī)劃聚焦于園區(qū)選址分析，在用地數(shù)據(jù)支撐下，提供全市用地類型和面積查詢，并與園區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和園區(qū)用地意向進(jìn)行自動匹配，提供符合要求的用地清單。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計圖

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 產(chǎn)業(yè)園區(qū)空間化地名址匹配技術(shù)

基于智慧廣州時空信息云平臺地名址匹配引擎，利用地址匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)園區(qū)和企業(yè)空間化。地址匹配服務(wù)按照特定的步驟為園區(qū)和企業(yè)的地址查找匹配對象，其核心基礎(chǔ)是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)地址數(shù)據(jù)庫。地址匹配可以有效地解決用戶的現(xiàn)實(shí)世界語言同計算機(jī)空間信息語言之間的轉(zhuǎn)換，即根據(jù)自然語言描述的地址字符串自動匹配標(biāo)準(zhǔn)地址，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)地址查找潛在的位置，生成地圖坐標(biāo)。根據(jù)與輸入地址的接近程度為每個候選位置指定分值，最后用分值最高的標(biāo)準(zhǔn)地址坐標(biāo)來為輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行空間落圖。

2.2 基于SOA 的架構(gòu)設(shè)計

SOA 原理對于GIS 架構(gòu)具有積極作用，可利用標(biāo)準(zhǔn)的接口和訪問方式對外提供地理信息系統(tǒng)中的各種功能，即模塊的封裝性[1]。系統(tǒng)采用WebService 方式來支持SOA 架構(gòu)，提供基于網(wǎng)絡(luò)的HTTP+XML 或HTTP+JSON 接口服務(wù)，接受服務(wù)方可以通過XML 或JSON 傳遞必要的參數(shù)到服務(wù)器端，實(shí)現(xiàn)與自身業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的無縫集成。

2.3 融合webpack、node.js、vue.js 等前端技術(shù)

2.3.1 Webpack

Webpack 是一個模塊打包器，可動態(tài)打包所有依賴項(xiàng)，即將許多松散的模塊（如圖片、CSS、JSON 等資源）進(jìn)行轉(zhuǎn)換和打包，形成符合生產(chǎn)環(huán)境需求的前端資源。此外，還可將按需加載的模塊進(jìn)行代碼分割，待運(yùn)行至需要時再進(jìn)行異步加載。

2.3.2 Node.js

Node.js 是一個基于chrome 瀏覽器的JavaScript 運(yùn)行時平臺，適應(yīng)輕便搭建擴(kuò)展、響應(yīng)快的Web 應(yīng)用[2]。Node.js 自帶運(yùn)行環(huán)境可在JavaScript 腳本的基礎(chǔ)上解釋和執(zhí)行。

2.3.3 Vue.js

Vue 是一個構(gòu)建Web 界面的JavaScript 庫，是一套構(gòu)建用戶界面的輕量級和漸進(jìn)式的框架[3]。與其他重量級框架不同的是Vue 采用自底向上增量開發(fā)的設(shè)計，其核心庫只關(guān)注視圖層，便于與第三方庫或既有項(xiàng)目整合。

2.4 空間數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

在圖表數(shù)據(jù)可視化中，使用前端主流框架Vue.js結(jié)合HTML5[4]，實(shí)現(xiàn)組件化。在實(shí)時通信方面采用主流的WebSocket[5]，前端圖表多樣展示采用D3[6]和ECharts[7]。在地圖展示方面使用智慧廣州時空信息云平臺提供的地圖可視化接口服務(wù)，實(shí)現(xiàn)熱力圖、散點(diǎn)圖、地圖統(tǒng)計專題圖等多種空間數(shù)據(jù)可視化效果。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)

根據(jù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)管理分析業(yè)務(wù)需求和系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)，本系統(tǒng)的支撐數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)。

1）空間數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、規(guī)劃專題數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)抓取數(shù)據(jù)。其中，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)包括政務(wù)版矢量電子地圖、政務(wù)版衛(wèi)星影像和航空影像地圖等數(shù)據(jù)。規(guī)劃專題數(shù)據(jù)包括控制性詳細(xì)規(guī)劃數(shù)據(jù)、土地利用總體規(guī)劃、三區(qū)三線規(guī)劃專題數(shù)據(jù)等。公共專題數(shù)據(jù)主要關(guān)注全市POI 興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)。互聯(lián)網(wǎng)抓取數(shù)據(jù)為基于爬蟲技術(shù)獲取的法人數(shù)據(jù)。

2）非空間數(shù)據(jù)，包括園區(qū)專題數(shù)據(jù)、企業(yè)專題數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)專題數(shù)據(jù)等。其中園區(qū)專題數(shù)據(jù)包括國家級產(chǎn)業(yè)園區(qū)、省級產(chǎn)業(yè)園區(qū)、市級產(chǎn)業(yè)園區(qū)、十大價值創(chuàng)新園、區(qū)級產(chǎn)業(yè)園區(qū)、村級工業(yè)園、提質(zhì)增效試點(diǎn)園區(qū)、民營園區(qū)等。企業(yè)專題數(shù)據(jù)包括開業(yè)登記企業(yè)數(shù)據(jù)、企業(yè)歷史變更數(shù)據(jù)等。產(chǎn)業(yè)專題數(shù)據(jù)包括企業(yè)稅務(wù)數(shù)據(jù)、企業(yè)銷售收入信息、企業(yè)軟著專利等信息。

3.2 專題數(shù)據(jù)矢量化

依托智慧廣州時空信息云平臺的地名地址匹配引擎，對園區(qū)數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間矢量化。對于有四至范圍描述和圖片示意的園區(qū)數(shù)據(jù)，經(jīng)用戶調(diào)研確認(rèn)后，以高分辨率航空影像為底圖進(jìn)行人工標(biāo)繪，完成園區(qū)落圖，得到園區(qū)空間數(shù)據(jù)。對于無四至范圍描述園區(qū)點(diǎn)和企業(yè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)其地址描述，基于地名地址引擎進(jìn)行匹配落圖?？臻g化后的園區(qū)和企業(yè)數(shù)據(jù)與產(chǎn)業(yè)專題數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，從而得到園區(qū)和企業(yè)的稅收總額、稅收強(qiáng)度、銷售收入、銷售收入等經(jīng)濟(jì)效益分析信息，以及創(chuàng)新能力情況等其他專題信息。

3.3 系統(tǒng)成果

產(chǎn)業(yè)空間分析管理決策支持系統(tǒng)，在豐富的空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)的支撐下，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)和企業(yè)的快速查詢定位，以及園區(qū)全方位綜合評價和統(tǒng)計分析。部分系統(tǒng)舉例展示如下：

1）園區(qū)配套設(shè)施查詢分析。選擇某個園區(qū)，選擇一定的查詢范圍，則可自動分析出坐落在該園區(qū)選定范圍內(nèi)的各項(xiàng)設(shè)施數(shù)量。包括餐飲、住宿、交通、酒店、醫(yī)療和學(xué)校等，如圖3 所示。點(diǎn)擊每一類設(shè)施專題，可查看該專題設(shè)施列表以及地圖定位。

圖3 園區(qū)配套設(shè)施查詢

2）園區(qū)控規(guī)用地分析。選擇某個園區(qū)，點(diǎn)擊園區(qū)控規(guī)分析，系統(tǒng)自動結(jié)合園區(qū)范圍和控規(guī)用地數(shù)據(jù)，分析該園區(qū)內(nèi)各類用地的占比情況效果如圖4 所示。

圖4 園區(qū)控規(guī)用地分析

3）產(chǎn)業(yè)地圖。用戶可根據(jù)企業(yè)所屬行業(yè)、注冊資本、稅收貢獻(xiàn)、IAB-NEM 等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)和區(qū)域等條件進(jìn)行篩選，系統(tǒng)完成查詢后，在地圖上形成分布熱力圖和散點(diǎn)圖。同時按區(qū)對企業(yè)數(shù)量、稅額和銷售收入進(jìn)行按區(qū)統(tǒng)計并繪制統(tǒng)計圖表，效果如圖5 所示。

圖5 產(chǎn)業(yè)地圖

4）工業(yè)用地統(tǒng)計分析。工業(yè)用地效益分析可對全市和各區(qū)進(jìn)行多年度的工業(yè)總產(chǎn)值及單位面積工業(yè)稅額進(jìn)行對比統(tǒng)計分析。分析結(jié)果繪制地圖專題圖和柱狀圖表，效果如圖6 所示。

圖6 各區(qū)工業(yè)用地效益分析

4 結(jié) 語

產(chǎn)業(yè)空間分析管理決策支持系統(tǒng)以空間地理信息為核心，集成空間的、業(yè)務(wù)的以及外部支撐的各類數(shù)據(jù)信息，通過在空間上的可視化展示、統(tǒng)計、分析，形成各種專題圖表，直觀而形象地呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、發(fā)展等情況和趨勢，是基于地理信息的工業(yè)和信息化決策支持系統(tǒng)。通過基于地理信息系統(tǒng)的管理模式，輔助園區(qū)管理、產(chǎn)業(yè)布局以及招商引資，并最終為產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理、分析、評估等決策提供輔助支持。