| Математическое моделирование и разработка программного обеспечения структуризации территорий в социальных объектах городского кадастра
Диссертация
Автор: Коротеева, Любовь Ивановна
Название: Математическое моделирование и разработка программного обеспечения структуризации территорий в социальных объектах городского кадастра
Справка: Коротеева, Любовь Ивановна. Математическое моделирование и разработка программного обеспечения структуризации территорий в социальных объектах городского кадастра : диссертация кандидата технических наук : 05.13.18 Комсомольск-на-Амуре, 2005 160 c. : 61 05-5/3845
Объем: 160 стр.
Информация: Комсомольск-на-Амуре, 2005
Содержание:
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ СОЦИАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В УПРАВЛЕНИИ ГОРОДСКИМИ ТЕРРИТОРИЯМИ
11 Имитационное моделирование
12Теоретическое и эмпирическое моделирование социальных процессов и явлений
13 Анализ существующей системы формирования статистической информации
14 Кадастровая модель учета, оценки и анализа городских территорий
15 Геофафические информационные системы
1 бПрикладная теория графов в социальных задачах
17 Основные выводы и постановка задач
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЗАДАЧАХ РАЗБИЕЬШЯ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ
21 Разбиение территории города на территориальные единицы с заданными целевыми функциями и ограничениями
22 Формальное представление топологии разбиения
221Формализация разбиения территории на территориальные единицы
222 Процедуры деления и слияния вершин на основе критерия оптимальности
23 Метод рещения задачи об оптимальном разбиении территории
231 Задача о наименьшем разбиении (ЗНР)
232 Формулировка задачи о разбиении территории в I I I I • интерпретации 3HP
233 Исследование существования решения задачи о разбиении территории
234 Семейство связных подграфов исходного графа неделимых вершин
235 Семейство связных подграфов исходного графа с вершинами, допускающими деление
ГЛАВА 3 АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ О НАИМЕНЬШЕМ РАЗБР1ЕНИИ ВЗВЕШЕННОГО ПО ВЕРШИНАМ ГРАФА
31 Алгоритм формирования семейства связных подграфов неделимых вершин А
32 Алгоритм формирования семейства связных подграфов I с вершинами, допускающими деление А
321 Алгоритм А
322 Алгоритм А
33 Алгоритм наименьшего разбиения взвешенного по вершинам графа A3 • 331 Алгоритм A
332 Алгоритм А
34 Описание комплекса программ: "Разбиение территорий на учетные единицы в социальных объектах и явлениях городской среды на основе демографических данных" I 341 Модуль редактирования графа
342 Модуль ввода и редактирования параметров участков разбиения
343 Модуль генерирования подграфов и поиска оптимального разбиения в режиме автоматического решения • 344Модуль генерирования подфафов и поиска эффективного разбиения в режиме пошагового решения I I I I I I
345 Модуль представления результатов решения
346 Направления развития программного комплекса
ГЛАВА 4 МОДЕЛЬ СОЦИАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГОРОДСКОГО КАДАСТРА КАК ИНФОРМАЦИОННАЯ ОСНОВА МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ЗАДАЧАХ СТРУКТУРИЗАЦИИ
41 Моделирование социально-статистических показателей
411 Выбор системы показателей предметной области
412 Анализ пространственных связей между показателями
42 Разработка информационной модели представления социально-статистических показателей городского кадастра
ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ОПТИМАЛЬНОГО РАЗБИЕНИЯ ГОРОДСКОЙ ТЕРРИТОРИИ
51 Переписное районирование
511 Описание задачи переписного районирования
512 Постановка и формализация задачи переписного районирования
513 Разбиение заданной жилой зоны на переписные участки
514 Оптимальное разбиение переписного участка на счетные участки
52 Оптимальное распределение терапевтических участков в границах территории обслуживания поликлинических медицинских учреждений
521 Описание задачи распределения терапевтических участков
522 Постановка и формализация задачи распределения терапевтических участков
523 Оптимальное разбиение территории обслуживания поликлинического медицинского учреждения на терапевтические участки ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Введение:
Актуальность работы. В результате перехода к новым экономическим и социальным отношениям в управлении современным городом возникла необходимость: 1) пересмотра традиционных подходов к информационному обеспечению органов муниципального управления, которые бы способствовали устойчивому развитию городской среды; 2) изменения существующего административного управления городскими территориями основанного на использовании статистических данных, с внедрением методов управления городом, использующие новые информационные системы (МГИС, кадастры, геостатистика), математические модели и технологии.Под устойчивым развитием городской среды следует подразумевать пространственно-временную динамику роста и постоянное совершенствование инженерной, транспортной, производственной, социальноэкономической инфраструктуры города, исключающие возникновения состояний даже кратковременного упадка или длительной стагнации.Устойчивое развитие городской среды возможно на основе такой информационной системы, которая предполагает полное владение информацией, так как: I. Город как объект управления и объемно-пространственная база жизнедеятельности характеризуется совокупностью социально-экономических, общественно-политических, экономических, научно-технических, техногенных и антропогенных процессов. Каждый из перечисленных процессов зависит от ряда факторов, описывающих среду обитания городского населения.Сложность управления объектами социальной инфраструктуры обусловливается их многокомпонентностью и многоаспектностью, поэтому проблема и заключается в совершенствовании существующей информационной структуры социальных явлений и объектов в городе. При этом основные требования можно сформулировать следующим образом: своевременность, достоверность и актуальность на фоне пространственной привязки, что подразумевает разработку и создание математических моделей, информационной базы на основе единства картографической и иной визуальной, статистической и атрибутивной информации.Таким образом, в информационном и методическом обеспечении городской администрации очевидна определяющая и возрастающая роль пространственно закрепленной информации по социальным объектам и явлениям; II. Город - среда обитания и, соответственно жизнедеятельности, поэтому значительное место в информационном обеспечении должна занимать многоцелевая инфраструктура в которую входят социальные, экономические, экологические условия, обеспечивающие полноценность среды обитания человека, социально-пространственные связи на территории города.Полноценная среда обитания - это материально-духовная сфера, которая определяет общие и специфические повседневные благоприятные условия организации жизни, работы, бытовых и социально-культурных нужд жителей города, безопасность граждан и сохранения их имущества.Процессы изменения социально-экономических явлений в отличие от инженерно-технических и природных более динамичны, менее прогнозируемые и ограничены во времени, поэтому управлять ими и предвидеть их развитие значительно сложнее. Одним из решений проблем эффективного управления этими процессами является сбор, учет и анализ пространственно закрепленной информации не только в целом по муниципальному образованию, но и по фрагментным участкам, образующим в зависимости от управленческих задач территориальные единицы учета, В связи с изложенным, актуальной задачей является разработка математических моделей и алгоритмов разбиения городских территорий по социальным объектам и явлениям с целью получения достоверной полной и актуальной информации по участкам разбиения для анализа, оценки и прогноза в управлении социально-демофафической ситуацией урбанизированных территорий.Цели и задачи исследования. Целью работы является: Разработка математической и информационной моделей для решения задач структуризации городских территорий на учетные единицы; Основные задачи выполненного исследования: - анализ использования информационных технологий в управлении городскими территориями с позиции их многофункциональности, процессов градостроительного изменения и процессов социального усложнения; - разработка математической модели и алгоритмов разбиения территории для решения социальных задач городского кадастра; - программная реализация алгоритмов расчета разбиения; - разработка модельного набора социальных показателей городского кадастра - как основы математического моделирования в задачах структуризации.Методы и средства исследования. Для решения задач, поставленных в работе, использовались положения системного подхода и анализа сложноорганизованных объектов и явлений, информационное моделирование (методология IDF IX), теории математического моделирования, методы дискретной оптимизации.При выполнении исследований и решения задач применялись программные средства: ERWIN - для построения логических моделей предметных областей социально-статистических показателей; ГИС ARCVIEW - для визуализации разбиения городских территорий Научная новизна работы состоит в следующем: - Разработана математическая модель оптимального разбиения городской территории в социальных задачах городской среды. - Разработаны алгоритмы исследования и реализации математической модели оптимального разбиения. I - Разработан модельный набор социально-статистических показателей городского кадастра на базе CASE-технологий.Практическая значимость работы. Программное обеспечение оптимального разбиения территории может быть использовано в решении важных и трудоемких социальных задач (переписное районирование, амбулаторное обслуживание медицинскими учреждениями, жилищно- эксплуатационное ^ обслуживание и др.). Модель представления социально-статистических показателей и их пространственная привязка может служить информационной основой для использования методов математического моделирования в разбиении городских территорий на определенные учетные единицы для целей эффективного управления территориями.Па защиту выносятся: - Математическая модель оптимального разбиения территории. f - Алгоритмы и программное обеспечение эффективного разбиения городских территорий. - Модельный набор социальных показателей городского кадастра - как информационная основа практической реализации алгоритмов структуризации городских территорий.Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следуюш;их научных совещаниях и конференциях: Десятое научное совещание географов Сибири и Дальнего Востока (г. Иркутск, 1999г.); Региональная научно - техническая конференция "Развитие городской инфраструктуры и земельной реформы в условиях перехода к рыночной экономике" (г. Хабаровск, 2000г.); Международная конференция "Информационные системы и технологии" (г. Новосибирск, 2000г.); Международный Форум по проблемам науки, техники и образования (г.Москва, 2001г.); Научно-техническая конференция КнАГТУ (г. Комсомольск-на-Амуре 2005 г.); на кафедре "Кадастр и геодезия" (КнАГТУ, 2000 - 2004г.) Реализация работы. Результаты работы используются в производственной деятельности Комсомольского- на - Амуре межрайонного отдела гов I I и сударственной статистики в виде программного обеспечения для целей выборочного переписного районирования. Основные положения диссертации внедрены в учебный процесс на кафедре "Кадастр и геодезия" Комсомоль• ского-на-Амуре государственного технического университета при изучении дисциплин "Городской кадастр" и "Земельный кадастр" Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ.Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, 3 приложений. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, включая 19 рисунков и 7 таблиц. Список литературы включает 161 наименование отечественных и зарубежных публикаций.Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований, изложена научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на заш,иту.В первой главе проведен обзор современного состояния методов моделирования социальных процессов в управлении городскими территориями.Анализируются достоинства и недостатки существующих методов моделирования. Сделана постановка задачи, щ Во второй главе рассмотрен метод решения задачи об оптимальном разбиении территории. Построена математическая модель оптимального разбиения территории.В третьей главе разработаны алгоритмы и программное обеспечение, реализующее модель оптимального разбиения, щ В четвертой главе разработана и представлена модель социальных показателей городского кадастра, которая является основой математического моделирования в задачах структуризации.В пятой главе даны постановки задач переписного районирования и распределения терапевтических участков медицинских учреждений, получены практические решения по данным задачам. I I I I I I I
|
