張曉瑩 李 靖 段艷慧 郭 偉

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院, 北京 100083)

0 引言

科技創(chuàng)新以及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,極大地方便了人們的生活,人們?cè)谧穼の镔|(zhì)需求的同時(shí),也在追求精神享受[1-2]。美食作為我國(guó)傳統(tǒng)文化的一部分,從古至今一直受到人們的追捧,尤其是最近幾年新型的美食節(jié)目——《舌尖上的中國(guó)》引發(fā)了眾多美食愛(ài)好者的關(guān)注,節(jié)目用講故事的方式串聯(lián)起全國(guó)各地美食[3]。對(duì)于一個(gè)美食的愛(ài)好者來(lái)說(shuō),他們注重的不僅僅是美食的口味,同時(shí)注重美食的營(yíng)養(yǎng)內(nèi)涵和歷史文化。他們?cè)谙硎苊朗车倪^(guò)程中同時(shí)體會(huì)美食傳承的意義所在。因此，有許多大城市用自己當(dāng)?shù)氐闹朗硜?lái)吸引游客,帶動(dòng)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[4]。比如廣州國(guó)際旅游美食節(jié)在短短十天內(nèi)的營(yíng)業(yè)額就已經(jīng)超過(guò)2 000萬(wàn)人民幣,2003年以“烹飪王國(guó)游”為主題的各種美食活動(dòng)多達(dá)55場(chǎng),重慶借助具體地方特色的美食項(xiàng)目為當(dāng)?shù)匾?9億資金,為此全國(guó)各地為了弘揚(yáng)美食文化進(jìn)而帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,相繼開(kāi)展了著名美食旅游的項(xiàng)目[5]。

但是目前關(guān)于美食的研究只是僅局限于經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度和傳統(tǒng)飲食文化的研究,缺乏從地理空間位置上去了解美食文化,并且缺乏與歷史文化的交流。為了更好地展現(xiàn)美食的空間分布和歷史文化,本研究設(shè)計(jì)了基于地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS)的全國(guó)著名美食服務(wù)系統(tǒng),通過(guò)網(wǎng)頁(yè)互動(dòng)向民眾提供高品質(zhì)的美食信息以及美食的與文化結(jié)合。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)通過(guò)各種各樣的方式宣傳地區(qū)有特色的美食文化,利用當(dāng)?shù)氐拿朗程厣珟?dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[6]。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,信息爆炸滲透到了人們的日常生活中,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲得美食餐飲信息已經(jīng)成了大部分人所習(xí)慣的獲取方式。李明生等人[7]利用動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)設(shè)計(jì)了余味美食網(wǎng),該網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)了餐飲信息的無(wú)紙化操作,并且充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)在信息管理、處理和傳輸方面的優(yōu)勢(shì),便于隨時(shí)查詢(xún)調(diào)用海量數(shù)據(jù)。為了使美食網(wǎng)站更加多樣化,曹振慧等人[8]通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)的美食社區(qū)網(wǎng)站分析,對(duì)傳統(tǒng)美食社區(qū)網(wǎng)站進(jìn)行游戲化設(shè)計(jì),以提高用戶(hù)的體驗(yàn)。宗英健等人[9]分析國(guó)內(nèi)外已有的相關(guān)美食推薦系統(tǒng)的工作模式以及不同目標(biāo)人群的具體需求,設(shè)計(jì)了基于地理服務(wù)(LBS)的美食推薦系統(tǒng),該系統(tǒng)將地理信息服務(wù)和美食推薦功能有機(jī)結(jié)合在一起,并且通過(guò)基于位置點(diǎn)推薦相關(guān)研究,充分滿(mǎn)足人們對(duì)于美食信息的獲取需求,為用戶(hù)提供個(gè)性化美食推薦服務(wù)。近幾年,基于移動(dòng)端位置信息給用戶(hù)提供服務(wù)的商業(yè)模式極具發(fā)展?jié)摿?市場(chǎng)上出現(xiàn)了具有地理位置服務(wù)的移動(dòng)應(yīng)用程序(application,APP)[10]。例如:餓了么、大眾點(diǎn)評(píng)、美團(tuán)等。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)軟件的研究發(fā)現(xiàn),這些APP的設(shè)計(jì)目的除方便用戶(hù)的生活需求以外,最重要的是純商業(yè)性的盈利軟件,在商業(yè)利益的推動(dòng)下,其中的評(píng)論信息存在刷好評(píng)的現(xiàn)象,導(dǎo)致使用者的體驗(yàn)很差[11]。

在國(guó)外,人們對(duì)于美食很有講究,他們有自己的一套美食文化價(jià)值。尤其是在16世紀(jì),歐洲的很多王公貴族注重美食文化[12]。在他們的內(nèi)心深處,美食不僅只是作為一個(gè)食物,更是用來(lái)增進(jìn)彼此情感的價(jià)值體現(xiàn)[13]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,在21世紀(jì)初就出現(xiàn)了很多美食網(wǎng)站。國(guó)外的美食網(wǎng)站有Yelp、Deliveroo、Seamless、Trip Advisor等。其中Yelp創(chuàng)立于2004年,囊括各地旅游、餐館、購(gòu)物中心、酒店等領(lǐng)域的商戶(hù),是美國(guó)著名商戶(hù)點(diǎn)評(píng)網(wǎng)站,通過(guò)對(duì)商戶(hù)打分實(shí)現(xiàn)交流購(gòu)物體驗(yàn)等[14]。同樣的于2000年成立于波士頓的Trip Advisor,其創(chuàng)立之初更多是用來(lái)展示旅游報(bào)紙、雜志、指南等官方內(nèi)容的地方,并不是作為一個(gè)完全由用戶(hù)生成點(diǎn)評(píng)內(nèi)容的網(wǎng)站。隨著用戶(hù)的訪問(wèn)量增加,用戶(hù)的點(diǎn)評(píng)數(shù)量便超過(guò)了專(zhuān)業(yè)點(diǎn)評(píng)的數(shù)量,因此該平臺(tái)成為用戶(hù)點(diǎn)評(píng)平臺(tái)[15]。

綜上所述,雖然國(guó)內(nèi)已有方便生活需求的美食推薦APP,但由于評(píng)價(jià)內(nèi)容不真實(shí),影響用戶(hù)的使用感[16],所以很需要一個(gè)專(zhuān)業(yè)的著名美食服務(wù)推薦網(wǎng)站。國(guó)外對(duì)于美食的研究,僅限于飲食和系統(tǒng)點(diǎn)評(píng)上,不具備空間信息和文化交流,不能夠提供給用戶(hù)最直觀的視覺(jué)表達(dá)效果。基于此，提出建立一套與GIS結(jié)合的全國(guó)著名美食服務(wù)系統(tǒng),與傳統(tǒng)美食網(wǎng)站不同的是,該系統(tǒng)中加入了地理數(shù)據(jù)和空間分析的功能,運(yùn)用空間分析向用戶(hù)直觀的展示美食的分布狀態(tài)。除此之外,該系統(tǒng)還加入的歷史文化,每一道美食文化都添加了文化溯源,用戶(hù)在選擇美食的同時(shí)可以了解美食文化溯源。所以基于GIS的全國(guó)著名美食服務(wù)系統(tǒng)不僅能給普通用戶(hù)帶來(lái)便捷的需求,更能夠滿(mǎn)足美食愛(ài)好者的文化需求。

1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)

我國(guó)疆域遼闊、人口眾多、民族分布廣泛,具有深厚的美食文化底蘊(yùn)。中國(guó)特色美食歷經(jīng)數(shù)千年延續(xù)至今,并且不斷發(fā)揚(yáng)光大,其組成包括歷代宮廷菜、官府菜和各種風(fēng)味的地方菜系。其中最著名的要數(shù)粵菜、湘菜、魯菜、川菜、浙菜、蘇菜、閩菜、徽菜這“八大菜系”,按照烹飪方法中國(guó)美食有3 000余種。因此我們選定整個(gè)中國(guó)地區(qū)作為研究區(qū),分析國(guó)內(nèi)廣泛分布的美食信息。

1.2 數(shù)據(jù)及預(yù)處理

系統(tǒng)數(shù)據(jù)來(lái)源如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)來(lái)源

其具體數(shù)據(jù)為：

(1)中國(guó)行政區(qū)矢量圖。從地理國(guó)情監(jiān)測(cè)云平臺(tái)下載2016年中國(guó)行政區(qū)劃圖,并進(jìn)行重投影。

(2)全國(guó)道路矢量數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)來(lái)源于公開(kāi)地圖(OpenStreet Map),OpenStreet Map具有更新快,成本低,而且還能能夠反映區(qū)縣道路信息。獲取數(shù)據(jù)后需對(duì)路網(wǎng)通過(guò)拓?fù)浞治鲞M(jìn)行修正,建立基于路網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集。

(3)興趣點(diǎn)(point of information,POI)數(shù)據(jù)。在全國(guó)POI數(shù)據(jù)庫(kù)中下載美食的信息,并剔除不符合標(biāo)準(zhǔn)的美食信息,進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和屬性信息的校正。

(4)美食信息。通過(guò)Python爬取網(wǎng)絡(luò)上與美食相關(guān)信息,并將數(shù)據(jù)整理到Excel表中,在導(dǎo)入到SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)并建立索引。

2 美食服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)

大數(shù)據(jù)成為當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的潮流趨勢(shì),而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也日臻完善,各種專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站也越來(lái)越多,因此人們對(duì)于著名美食信息管理網(wǎng)站的需求不斷增加。技術(shù)上的成熟,能夠有效幫助系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)基于GIS全國(guó)著名美食服務(wù)系統(tǒng)分為三個(gè)基本模塊,即地圖基本操作、空間分析、信息管理?？臻g分析模塊包含的操作較多,分為緩沖區(qū)分析、路徑分析、熱度分析以及統(tǒng)計(jì)圖表;信息管理模塊包含美食信息編輯和信息查詢(xún)。系統(tǒng)的技術(shù)路線(xiàn)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)技術(shù)路線(xiàn)圖

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用B/S架構(gòu),利用結(jié)構(gòu)化生命周期法進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)原則是要保證功能結(jié)構(gòu)的合理同時(shí)還具有功能結(jié)構(gòu)的完備性,此外還包括系統(tǒng)各功能之間相互獨(dú)立、功能模塊可靠、功能模塊操作簡(jiǎn)便等特性，具體模塊為：

(1)地圖基本操作。用戶(hù)在系統(tǒng)中通過(guò)地圖放大或縮小操作,查看全國(guó)著名美食分布情況和美食詳細(xì)信息,還可對(duì)地圖上美食點(diǎn)的位置局部放大,結(jié)合周?chē)h(huán)境了解美食點(diǎn)的具體位置。

(2)美食信息管理。管理員通過(guò)增刪、查、改操作對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的美食信息進(jìn)行信息維護(hù),確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(3)美食信息查詢(xún)。為了方便使用者對(duì)著名美食信息查詢(xún)和瀏覽設(shè)計(jì)了兩種查詢(xún)方式:①單條件查詢(xún),即用戶(hù)在查詢(xún)框選擇自己想要查詢(xún)的信息,可以根據(jù)店鋪名稱(chēng)查,店鋪的類(lèi)型、美食所在的省份等。②多條件查詢(xún),通過(guò)添加多個(gè)條件進(jìn)行查詢(xún),系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)的查詢(xún)條件在數(shù)據(jù)庫(kù)中完成數(shù)據(jù)匹配,并以高亮顯示的結(jié)果反饋給用戶(hù)。

(4)定位查詢(xún)。運(yùn)用緩沖區(qū)分析的原理,用戶(hù)在地圖上定位自己位置,輸入緩沖距離,即可在地圖上緩沖出以定位的位置為中心,一定半徑范圍內(nèi)所有的著名美食點(diǎn)的位置。緩沖區(qū)的范圍由藍(lán)色圓表示,位于緩沖區(qū)范圍內(nèi)的美食點(diǎn)的位置用圖標(biāo)顯示,鼠標(biāo)移動(dòng)到美食點(diǎn)位置提供信息窗口。

(5)熱點(diǎn)分析。以美食點(diǎn)的位置為中心,一定數(shù)值半徑做緩沖圓,從中心向外一次賦值,中心點(diǎn)賦值為1,最邊上的賦值為0。美食點(diǎn)分布聚集的地方會(huì)出現(xiàn)圓的多層疊加,亮度產(chǎn)生變化,亮度越高的地區(qū)代表美食點(diǎn)分布越集中。

(6)路徑規(guī)劃。在地圖上通過(guò)兩點(diǎn)位置,規(guī)劃出最短的行駛路線(xiàn),由藍(lán)色的粗實(shí)線(xiàn)表示。

(7)統(tǒng)計(jì)圖表。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中各省份著名美食的數(shù)量多少劃分等級(jí)層次圖,顏色越深代表含有的美食數(shù)量越多。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

在全國(guó)著名美食服務(wù)系統(tǒng)中增加邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以提高系統(tǒng)操作向數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索數(shù)據(jù)的效率。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的核心是系統(tǒng)中表的設(shè)計(jì)。全國(guó)著名美食服務(wù)系統(tǒng)包含了空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)中包括中國(guó)省份區(qū)劃圖,中國(guó)道路網(wǎng),著名美食點(diǎn)圖層。屬性數(shù)據(jù)里包含了用戶(hù)信息表、店鋪信息表、著名美食信息表、著名美食評(píng)價(jià)信息表。如表2所示。

表2 著名美食信息表

2.4 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境

本系統(tǒng)采用了B/S結(jié)構(gòu),應(yīng)用SuperMapiServer for JavaScript和Visual Studio 2019平臺(tái),以SQL Server2014作為數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和開(kāi)發(fā)環(huán)境如表3所示。

表3 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和開(kāi)發(fā)環(huán)境信息

3 結(jié)果分析

3.1 界面實(shí)現(xiàn)

界面設(shè)計(jì)是用戶(hù)與系統(tǒng)傳遞、交換信息的媒介。GIS的可視化表達(dá)就必須考慮用戶(hù)界面的問(wèn)題,了解用戶(hù)的操作習(xí)性、技能、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。全國(guó)著名美食分布查詢(xún)分析系統(tǒng)從用戶(hù)的角度出發(fā),應(yīng)考慮使用者的操作習(xí)慣,設(shè)計(jì)出符合大眾要求的界面。同時(shí)界面的設(shè)計(jì)也決定了用戶(hù)如何開(kāi)展工作,所以易于操作的界面更能促進(jìn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

3.2 功能實(shí)現(xiàn)

(1)登錄和注冊(cè)。使用者需要注冊(cè)賬號(hào),獲取系統(tǒng)的使用權(quán)限。在注冊(cè)界面里需要輸入自己的手機(jī)號(hào)和郵箱信息,并為此做了校驗(yàn)。當(dāng)用戶(hù)的手機(jī)號(hào)和郵箱填寫(xiě)錯(cuò)誤時(shí),會(huì)彈出信息提示框。

(2)地圖基本操作。該界面向用戶(hù)展示全國(guó)著名美食的地理分布位置,用戶(hù)可以對(duì)地圖進(jìn)行操作,如放大縮小平移等。同時(shí)當(dāng)鼠標(biāo)放置到信息點(diǎn)時(shí),會(huì)出現(xiàn)該點(diǎn)的詳細(xì)位置,以及所屬省份,給用戶(hù)初步的選擇提供參考。

(3)查詢(xún)功能實(shí)現(xiàn)。用戶(hù)根據(jù)查詢(xún)條件,可以對(duì)地圖上的美食進(jìn)行篩查。查詢(xún)條件可以是美食所在的省份、美食店鋪的類(lèi)型等,查詢(xún)到的結(jié)果會(huì)在地圖上進(jìn)行以藍(lán)色圖標(biāo)顯示,鼠標(biāo)移動(dòng)到位置點(diǎn)時(shí),顯示該美食的具體詳細(xì)信息。

(4)定位查詢(xún)功能實(shí)現(xiàn)。該功能結(jié)合了GIS空間分析中緩沖區(qū)分析,用戶(hù)可以對(duì)某一美食點(diǎn)的位置進(jìn)行緩沖區(qū)分析,還可以定位自己位置緩沖,定位查詢(xún)后得到的結(jié)果會(huì)在緩沖范圍的圈內(nèi)以圖標(biāo)展示。當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊位置點(diǎn)時(shí),可以顯示該美食的具體詳細(xì)信息。

(5)美食分布熱力圖。該功能是根據(jù)著名美食的分布情況進(jìn)行熱度分析。顏色的深淺代表熱點(diǎn)的美食的聚集程度,給用戶(hù)更加簡(jiǎn)單明了的直觀效果了解全國(guó)著名美食的分布情況。

(6)路徑規(guī)劃功能實(shí)現(xiàn)。先模糊查詢(xún)到美食點(diǎn)位置,通過(guò)拾取地圖自己的所在位置,在拾取美食點(diǎn)的坐標(biāo)位置,為用戶(hù)提供的一個(gè)簡(jiǎn)單的路徑規(guī)劃。此路線(xiàn)只為用戶(hù)提供參考依據(jù),便于用戶(hù)初步了解自己所在位置與著名美食位置的距離遠(yuǎn)近。

(7)統(tǒng)計(jì)專(zhuān)題圖實(shí)現(xiàn)。該功能通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各省份著名美食的數(shù)量多少劃分等級(jí)層次圖。顏色越深的省份代表了該省份含有的美食數(shù)量越多。并在圖的右上角輔以統(tǒng)計(jì)圖表進(jìn)行顯示,使信息更加明確。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于GIS的全國(guó)著名美食分布查詢(xún)系統(tǒng)是將GIS技術(shù)與著名美食信息管理領(lǐng)域進(jìn)行結(jié)合,創(chuàng)新性實(shí)現(xiàn)了美食信息管理、地圖基本操作、美食信息查詢(xún)、定位查詢(xún)、美食熱度分析、路線(xiàn)規(guī)劃、美食數(shù)量統(tǒng)計(jì)以及美食信息編輯的功能。全國(guó)著名美食分布查詢(xún)分析系統(tǒng)不僅給用戶(hù)帶來(lái)直觀生動(dòng)的感受,而且能快速、可視化的方式獲取有用信息,為使用者帶來(lái)極大的便利。但系統(tǒng)中還有很多細(xì)節(jié)有待完善,目前該系統(tǒng)的美食信息還不夠完全,所以還需要補(bǔ)充大量美食信息。由于該系統(tǒng)是網(wǎng)頁(yè)端,在實(shí)際應(yīng)用內(nèi)中存在不便,做成基于Java的APP模式可能會(huì)更方便用戶(hù)的使用。其次,在路網(wǎng)分析中,道路數(shù)據(jù)的不完整無(wú)法規(guī)劃路徑,還需要加入公交站點(diǎn)等數(shù)據(jù),是系統(tǒng)進(jìn)一步完善。最后,該系統(tǒng)在網(wǎng)站整體的布局和頁(yè)面美工方面還需進(jìn)一步完善。