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基于数字孪生社区老人帮扶系统的设计与实现
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章紫曦任行行黄诗雨周文婧
关键词：数字孪生社区;居家养老系统;三维WebGIS系统;老人帮扶系统
党的十九届四中全会提出呼吁社会积极应对人口老龄化问题，对社区老人帮扶服务体系建设提出要求，同时强调国家治理体系和治理能力建设。现阶段国外智慧养老模式更倾向于电子健康档案（HER）系统等“互联网+”养老;国内研究现状具体体现在依托智慧养老传感器与信息系统。现阶段智慧养老的理念已经初步形成，但主要形式为依托单一的物联网传感器，没有约束性且质量参差不齐的智慧养老服务产品，缺乏社区基层治理养老帮扶信息的有效对接，并且基于三维数字孪生信息平台的智慧老人帮扶辅助决策方面的研究，迄今为止非常少见。我们基于数字孪生社区的理念，提出养老帮扶平台的设计理念与实现方案，实现对于老人的精细管控，实现资源配置优化。
1基于数字孪生社区老人帮扶系统设计理念
数字孪生又称为数字镜像、数字双胞胎，旨在通过虚拟信息的衔接，实现对于实景的复刻与实现对于现实世界的复杂研究，并支撑各种高级应用。数字孪生社区是指将社区建设与GIS，地理大数据，虚拟现实等现代化信息技术进行结合，并且达到促进城市规划、治安管理与现代化服务的新型理念和新型模式。
社区是承载国家基层精细化治理工作的单元，然而目前我国多数区域社区管理基本采用“一刀切”传统管理模式，缺乏信息化手段对老人进行精准服务。本文基于数字孪生社区理念，依托webGIS开发平台，具体采用用户单体化分层单体化、最近距离、空间分析等方法与原理，提出老人幫扶社区的设计理念与原理。
2基于数字孪生社区老人帮扶系统设计
2.1总体系统构架
我们将系统总体构架设计成三层，分别是展示层、逻辑层与数据层：展示层使得用户可以通过浏览器进行系统使用，包括leaflet图层展示以及三维单体化模型;逻辑层的两个服务器分别用于为用户提供数据发布与提供Web功能;浏览器通过Ajax方式提交SQL语句，Web服务器运行JSP代码，通过HDBC连接空间数据库，通过此种分层设计便于后期维护。
2.2单体化模块设计
本系统主要采用倾斜摄影测量构建的模型进行单体化。倾斜摄影测量能够实现多个角度采集影像，突破垂直拍摄的弊端，可以实现更加符合人眼的模型。
首先基于倾斜摄影测量模型进行修补，对于修补后的模型采用动态单体化方法，即通过获得的房屋每层的户型和每户楼层底部高度和层高的数据，叠加矢量底面，动态渲染出地物单体化效果。使用对应的空间地理查询组件，实现对专题地理数据的查询与标定，同时定位并高亮显示被查询到的数据。由于不同的主题地理数据分布在不同的图层，为避免图层叠加的顺序不同而造成的数据混乱。使用多图层查询组件，分类型和分图层的对同一主题的空间信息进行查询，实现定位的同时实现同样的高亮展示。
2.3可视化模块设计
针对需要帮扶的独居老人的信息，建立社区精准专题数据库，实现数据的精准入库和筛选，并且对于相关数据采用EchaJts进行可视化，通过动态的统计图表进行展示，使得获得的重要信息可以得到直观的表达。
2.4.1空间分析模块
空间分析，指对于地理空间有关的现象进行定量研究，其一半的作用是操纵有效的空间数据，最终使用不同的形式表达，同时在众多表达形式中提取空间数据的潜在信息。空间数据在本文中对应着提取老人的家与党员的家的距离数据，基于距离越近，帮扶越方便的原则，我们选择离老人家最近的党员与老人进行匹配。
本系统采用这一思想，并且引入“最近目视距离”这一概念，即党员所居住的空间地理位置可以肉眼能够看到的屋外其他房屋的范围。首先解决最近地理空间距离，优先为老人匹配同楼栋最近的党员。对于同一楼栋的老人与党员进行筛选，选择同一楼栋内最近的老人与党员。若没有，则根据曼哈顿距离为老人匹配最近的楼栋，获取该楼栋党员的帮助。其中，在水平地面上，我们用坐标（x1，y1）的i点与坐标（x2，y2）的j点分别表示两个楼栋。
其中，具体的信息包括管理人员信息表、管理人员分类表、老人信息表，辖区人员统计图。统计图的具体内容为：（1）社区管理人员的信息表内容主要包括：真实姓名、管理单位、身份证号、联系方式和账号密码。（2）同时系统会根据社区管理员的职位级别的高低，将平台管理员从低到高，划分为小组联络员、分区网格员、全区网格管理员、管理小组组长四个类别。（3）老人信息表内容主要包括：真实姓名、性别、年龄、具体居住门牌号、所属管辖单位、老人的身份证号、老人的联系方式、子女姓名、子女联系方式、子女身份证。（4）绘制过程中，通过人数、类别将辖区人员统计图分为两类统计图进行绘制：其中采用柱形图进行人数统计，实现对整个管辖区的男性女性人数双统计，并用直观图像显示。具体体现为：纵坐标为各小区男女人数，横坐标为对应的小区名称。采用柱状图进行
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