基于加權Voronoi圖的小學優(yōu)化配置模型.pdf

1、目前中國處于快速城市化發(fā)展階段，城市公共服務設施優(yōu)化配置是城鎮(zhèn)化健康發(fā)展的重要保障。在應用數學中，公共資源配置問題屬于計算幾何學問題，在地理學中，小學校址優(yōu)化配置屬于公共資源優(yōu)化配置問題。借助地理信息系統(tǒng)，實現城市建城區(qū)的小學校址優(yōu)化配置，能方便群眾生活，降低資源損耗。是推動公共設施均等化配置的一種有益的嘗試。
　　 城市地理學一直致力于公共設施區(qū)位優(yōu)化配置研究。1960年代以來，城市公共服務設施區(qū)位布局廣泛應用運籌學方法，運籌

2、學已成為城市公共設施優(yōu)化配置模型的量化模型基礎，以此為基礎，發(fā)展起來三類城市公共服務設施優(yōu)化配置模型，即基于經濟地理學的區(qū)位分析模型;基于運籌學規(guī)劃技術的區(qū)位模型;基于GIS的公共服務設施空間布局模型。其中，GIS模型綜合了前兩類模型，并融合了Voronoi圖等計算幾何算法。
　　 本文以石家莊市建城區(qū)小學優(yōu)化配置為目標，利用ArcGIS的Python語言，基于石家莊市的小學現狀數據、城市路網圖和教育適齡人口密度，根據公共服務設

3、施“均等化”與“公平性”原則，采用加權Voronoi圖算法，構建了基于教育適齡人口密度的小學優(yōu)化配置模型。通過有限次迭代計算，評價了當前小學的布局合理性，提出來小學空間優(yōu)化方案和小學規(guī)模設置方案。研究表明，利用加權Voronoi圖，能夠有效地構建小學優(yōu)化配置模型;模型計算結果顯示:石家莊市建城區(qū)小學數量偏多，建議由211所減少到155所，石家莊市需要減去56所小型的學校，主要分布在城市郊區(qū)附近;部分強勢學校規(guī)模仍需擴大，主要包括:中山西

4、路小學、振頭小學、留營小學、河北師大附屬小學、東馬路小學等20所小學。石家莊目前的小學優(yōu)化配置任務重點在壓縮規(guī)模小、效益差的學校數量，同時要把具有優(yōu)質師資資源的小學進一步做大。
　　 隨著教育適齡兒童的不斷遞減，部分城區(qū)存在刪減小學校址的可能，本文設計的小學優(yōu)化配置模型僅僅是Voronoi圖理論的初步應用探索，有待進一步完善。例如:為把握教育適齡人口動態(tài)變化特征，有必要將教育適齡人口預測模型整合進來;為實現增加或刪減學校的功能，