基于GIS的美食推薦系統(tǒng)的研究與設(shè)計

陳穎鈺 石小燊 許林瑞 趙紫蕓 王子炫

【摘要】GIS技術(shù)在公眾生活、生產(chǎn)建設(shè)、城市管理、科學(xué)研究、宏觀決策等領(lǐng)域中發(fā)揮巨大作用。在生活條件日漸改善，卻有更多的人進入亞健康行列的社會背景下，通過分析現(xiàn)今應(yīng)用市場上各類美食系統(tǒng)的優(yōu)點與不足，結(jié)合GIS技術(shù)及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提出基于GIS的美食推薦系統(tǒng)。本系統(tǒng)設(shè)計了“菜譜提供”、“美食地圖”、“大眾社區(qū)”等子系統(tǒng)，具備菜譜推薦及搜索、多形式烹飪教程、地區(qū)特產(chǎn)菜介紹、菜市場推薦及導(dǎo)航、用戶展示及平臺推送等功能，旨在幫助人們改正不良飲食習(xí)慣，增強人們的健康飲食意識。

【關(guān)鍵詞】GIS技術(shù);美食系統(tǒng);健康飲食

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.08.025

隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，在人們生活條件日漸改善的同時，越來越多的人進入了亞健康行列，一些健康問題總是在困擾和考驗我們的身體。據(jù)了解，導(dǎo)致我們亞健康甚至是不健康的最主要因素就是飲食。不健康飲食的危害巨大。2019年4月3日，發(fā)表在著名醫(yī)學(xué)期刊《柳葉刀》上的一項追蹤研究分析了195個國家和地區(qū)在30年間因飲食結(jié)構(gòu)造成的死亡率和疾病負(fù)擔(dān)。結(jié)果顯示，全球22%的死亡跟不合理飲食有關(guān)。其中，中國是吃飯思路錯誤的重災(zāi)區(qū)?！读~刀》在2017年的統(tǒng)計中，中國因為飲食結(jié)構(gòu)問題造成的心血疾病死亡率、癌癥死亡率都是世界人口前20的大國中的第一名[1]。為此，通過各種有效手段和途徑引導(dǎo)大眾健康飲食已刻不容緩。

現(xiàn)今市場上的美食類應(yīng)用系統(tǒng)大都功能齊全，能較大程度地滿足人們的日常生活需求，成為人們獲取去哪吃，吃什么的主要信息來源。當(dāng)然傳統(tǒng)的美食網(wǎng)站上邊都是千篇一律的菜品，價錢等，展示給所有用戶的都是一樣的。又或者僅限于提供菜譜教程、美食社區(qū)等主流功能，有其局限性，大多服務(wù)范圍狹窄。因此，設(shè)計并實現(xiàn)一個除具備主流功能外，還能幫助用戶完成烹飪前準(zhǔn)備工作的綜合式美食系統(tǒng)是很有必要的。為響應(yīng)黨的十九大報告中提出的“健康中國”戰(zhàn)略，通過合理飲食促進健康生活，特提出基于GIS（地理信息系統(tǒng)）的美食推薦系統(tǒng)。

1. 需求分析

GIS最為突出的功能是對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行綜合分析的功能，包括對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的采集、測量分類、處理、各種分析工作和決策支持等。它能夠在計算機的支持下，實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)和信息的精確快速的處理和分析。值得一提的是，結(jié)合GIS技術(shù)強大空間數(shù)據(jù)管理和多元空間交互式分析能力，近年來在多學(xué)科領(lǐng)域研究中得到廣泛的實踐應(yīng)用。

在人們對飯菜有著更高要求的情況下。如何到達最近的菜市場？如何買到新鮮且便宜的蔬菜？逐漸變成了人們關(guān)心的話題。為此，本系統(tǒng)制作了菜譜提供模塊、美食地圖模塊和大眾社區(qū)模塊。將GIS技術(shù)應(yīng)用于多個功能中，通過GIS強大的地理信息空間分析功能，在幫助用戶解決“如何做菜”的問題的同時，幫助人們快速獲取制作健康美食所需食材的產(chǎn)地、采買地及大致價格等信息，滿足用戶更多元化的使用需求。

2. 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)目標(biāo)

本美食系統(tǒng)立足于人們多樣化的健康飲食需求，以綜合式美食類網(wǎng)站的形式，提供菜譜及教程，教人們?nèi)绾巫龀鼋】禒I養(yǎng)的美味佳肴，以此幫助人們改正不良飲食習(xí)慣，增強健康飲食意識。此外，本美食系統(tǒng)通過GIS（地理信息系統(tǒng)）強大的地理信息空間分析功能，幫助人們快速獲取制作健康美食所需食材的產(chǎn)地、采買地及大致價格等信息。系統(tǒng)中利用美食地圖，向人們直觀展示武漢各區(qū)的特產(chǎn)蔬果及肉類，以達到向大眾推廣地方特色美食的同時，又向社會宣傳地方特色農(nóng)副產(chǎn)品，從而帶動地方經(jīng)濟發(fā)展的目的。

2.2 系統(tǒng)體系架構(gòu)

基于GIS的美食推薦系統(tǒng)采用B/S模式。B/S模式具有分布性特點，可以隨時隨地進行查詢、瀏覽等業(yè)務(wù)處理。其業(yè)務(wù)擴展簡單方便，通過增加網(wǎng)頁即可增加服務(wù)器功能。而且后期維護方面只需要改變網(wǎng)頁，即可實現(xiàn)所有用戶的同步更新。采用SSM架構(gòu)，通過Spring提供管理對象的方法，把中間層對象有效地組織起來。它的分層結(jié)構(gòu)可以增量引入項目。而非侵入性應(yīng)用程序?qū)pring API的依賴可以減至最小限度。Spring將各層進行整合，管理持久層（Mybatis）和控制層（SpringMVC）。利用MySQL主從配置，實現(xiàn)讀寫分離，減輕數(shù)據(jù)庫壓力。使用JDBC技術(shù)操作數(shù)據(jù)庫，用Druid連接池來連接JDBC。Druid是一個分布式內(nèi)存實時分析系統(tǒng)，解決如何在大規(guī)模數(shù)據(jù)集下進行快速的、交互式的查詢和分析。結(jié)合GIS、OpenLayers、JavaWeb等技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)架構(gòu)圖見圖1。

2.3 系統(tǒng)模塊設(shè)計

本系統(tǒng)的管理目標(biāo)是通過對國民飲食現(xiàn)狀進行分析，基于健康飲食理念，提出能幫助人們改善飲食習(xí)慣，增強人們的健康飲食意識的綜合式美食推薦系統(tǒng)，并利用數(shù)字化信息技術(shù)予以實現(xiàn)?；谙到y(tǒng)需求分析，本美食推薦系統(tǒng)初步分為以下三個子系統(tǒng)，包括“菜譜提供”子系統(tǒng)、“美食地圖”子系統(tǒng)、“大眾社區(qū)”子系統(tǒng)。其中，“美食地圖”子系統(tǒng)還實現(xiàn)了菜市場推薦及導(dǎo)航的特色功能。

2.3.1 “菜譜提供”子系統(tǒng)

包括有告知食材、營養(yǎng)分析、做法介紹和視頻教程等模塊。用戶可通過拍照識菜或文字搜索的方式獲取菜譜。若用戶暫無想做的目標(biāo)菜品，也可在網(wǎng)站首頁面的菜譜分類中，選擇合乎需求的菜譜類型，從而找到心儀的菜品。在提供給用戶的菜譜中，包含了所需食材、烹飪步驟、烹飪時間、營養(yǎng)分析等內(nèi)容。在介紹菜肴做法時，除文字版教程外，還加入了視頻版及多方言語音版教程。

2.3.2 “美食地圖”子系統(tǒng)

包括有地區(qū)特產(chǎn)菜介紹、菜譜及菜譜介紹和菜市場推薦等模塊。美食地圖中標(biāo)出了武漢市各區(qū)的特產(chǎn)菜，用戶點擊地圖上特產(chǎn)菜的圖標(biāo)，便會彈出該特產(chǎn)菜的相關(guān)介紹和用該特產(chǎn)菜可做的菜品及其菜譜。另外，此子系統(tǒng)還實現(xiàn)了菜市場推薦及導(dǎo)航的特色功能。該功能以文字描述加地圖的形式為用戶推薦附近的菜市場并提供其地址，如有需要，還可為用戶提供導(dǎo)航。地圖中將嵌入菜市場附近的虛擬街景（VR）。

2.3.3“大眾社區(qū)”子系統(tǒng)

包括有用戶展示和平臺推送等模塊。用戶可在社區(qū)中上傳做菜視頻及自創(chuàng)的菜譜;也可以寫下經(jīng)驗帖，與其他用戶分享做菜經(jīng)驗;還可以通過“我的附近”尋找同城菜友，建立社交圈。平臺會在社區(qū)中及時發(fā)布與食物搭配、食品安全、名菜文化等專題相關(guān)的科普類文章，并會根據(jù)用戶所在地區(qū)向其推送與當(dāng)?shù)厍泻系奈恼录敖?jīng)驗帖。此外，平臺還將評選“明星用戶”，將其在社區(qū)中發(fā)表的優(yōu)秀經(jīng)驗帖或視頻加精置頂。

3. 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.1 基礎(chǔ)功能

基本功能包括用戶登錄、注冊、增添數(shù)據(jù)等。通過系統(tǒng)主頁面展示效果，使用戶輕松快捷登錄，并查看所需信息。系統(tǒng)主界面見圖2。

3.2 查詢功能

查詢功能主要通過簡單查詢、條件查詢、圖片查詢、緩沖區(qū)查詢，使用文本及圖片顯示，根據(jù)用戶輸入的關(guān)鍵字篩選最契合的菜品顯示，同時匹配相應(yīng)菜品圖片同文本一并顯示。

3.3 導(dǎo)航功能

導(dǎo)航功能主要通過引用第三方地圖服務(wù)來實現(xiàn)。根據(jù)用戶選擇的目的地和用戶所在地，顯示出幾種方案并計算出所需時間，向用戶推薦一條最佳方案。附加VR實景地圖來顯示目的地的周邊環(huán)境，及時更新。

4. 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)合GIS技術(shù)及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提出基于GIS的美食推薦系統(tǒng)，在為人們提供菜譜及教程的同時，還可以幫助人們快速獲取制作健康美食所需食材的產(chǎn)地、采買地及大致價格等信息，這不僅是對大數(shù)據(jù)時代海量的數(shù)據(jù)信息進行整合，而且達到了使用工具與技術(shù)為人類服務(wù)的目的。

互聯(lián)網(wǎng)時代的到來將GIS帶進了每個普通民眾的生活中。GIS從專業(yè)和行業(yè)的高端走下來、直接與人們面對面地提供服務(wù)的時代已經(jīng)到來，每個人都有可能是Web地圖服務(wù)的潛在應(yīng)用者。GIS技術(shù)已悄然改變?nèi)藗兊纳罘绞?，并將于未來繼續(xù)這種改變。

參考文獻：

[1]姜飛熊，本刊.《柳葉刀》發(fā)布全球吃飯報告[J].中華針灸電子雜志，2019，8（04）：170.

[2]宋丹丹.基于微信小程序的美食點餐推薦系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].信息通信，2017，000（012）：89-90.