学校招生单元划分方法、装置、设备及介质

摘要

本发明公开了一种学校招生单元划分方法、装置、设备及介质，其从对学生出行具有不同阻碍程度的线状地物和学龄人口规模两个因素出发，把招生总范围划分成对学生出行的阻碍尽可能少且具有一定学生规模的招生单元，以其作为招生地段调整时最小的操作单元，既可以避免招生单元中出现具有较高阻碍程度的线状地物，减少安全隐患，增强出行安全性，又可以在未来因人口变迁调整招生地段时，以招生单元为最小单位，进行招生地段间的调整和地块的撤并，提高招生地段边界的规整程度，便于管理和统筹。

说明书

技术领域

本发明涉及城乡规划技术领域，尤其涉及一种学校招生单元划分方法、装置、设备及介质。

背景技术

现阶段，小学的招生地段划分存在不合理之处。其一、招生地段内仍包含大量危险地带，如高速公路、主干道、山岭和大面积水体等。这导致部分学生在上学途中必须经过或穿越这样的危险地带，大大增加了学生上学路途中的安全隐患。其二，考虑到地段内学龄人口数量不断发生变化，地段也需要随之调整。当前的做法常把个别门牌号从一个地段划入另一个地段。长此以往，使招生地段的边界破碎而零散，增大了招生安排中信息周全处理的难度，造成招生安排中的行政管理与统筹压力。同时复杂的信息整合过程也易使边界地区的学位分配出现纰漏，引发学位暴雷事件，妨碍了社会的稳定发展。

发明内容

本发明提供一种学校招生单元划分方法、装置、设备及计算机存储介质，其能使得划分后的招生单元具有一定学龄人口规模的同时，尽可能减少招生单元内出现较高阻碍程度的线状地物。

本发明第一方面提供一种学校招生单元划分方法，包括：

提取招生总范围的所有线状地物，并对所有含有自由端的线状地物补充对应的新补线后，对新补线的走向进行调整，以使得含有自由端的线状地物与对应的新补线形成的线与其他线状地物相交且所述新补线调整后的走向满足预设的地物分布条件；其中，所述自由端是指线状地物存在一端点与所述招生总范围内的其他任何线状地物不相交；

在补充完所有含有自由端的线状地物的新补线后，按照线状地物从高等级到低等级逐级分割的原则，对所述招生总范围逐级分割，得到各个等级对应的单元；基于各个等级单元所携带的学龄人口信息，根据预设的融合规则，依次对各个等级的单元进行融合，得到各个等级对应的招生单元。

本发明第二方面提供一种学校招生单元划分装置，包括：

线状地物处理模块，用于提取招生总范围的所有线状地物，并对所有含有自由端的线状地物补充对应的新补线后，对新补线的走向进行调整，以使得含有自由端的线状地物与对应的新补线形成的线与其他线状地物相交且所述新补线调整后的走向满足预设的地物分布条件；其中，所述自由端是指线状地物存在一端点与所述招生总范围内的其他任何线状地物不相交；

分割模块，用于在补充完所有含有自由端的线状地物的新补线后，按照线状地物从高等级到低等级逐级分割的原则，对所述招生总范围逐级分割，得到各个等级对应的单元；

融合模块，用于基于各个等级单元所携带的学龄人口信息，根据预设的融合规则，依次对各个等级的单元进行融合，得到各个等级对应的招生单元。

本发明第三方面提供一种学校招生单元划分设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面提供的学校招生单元划分方法。

本发明第四方面提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如第一方面提供的学校招生单元划分方法。

与现有技术相比，本发明提供的学校招生单元划分方法、装置、设备及介质具有以下有益效果：

本发明提供的学校招生单元划分方法，其通过对招生总范围内的含有自由端的线状地物补充对应的新补线，并在补充完所有含有自由端的线状地物的新补线后，按照线状地物从高等级到低等级逐级分割的原则，对所述招生总范围逐级分割，得到各个等级对应的单元；基于各个等级单元所携带的学龄人口信息，根据预设的融合规则，依次对各个等级的单元进行融合，得到各个等级对应的招生单元。本发明从对学生出行具有不同阻碍程度的线状地物和学龄人口规模两个因素出发，把招生总范围划分成对学生出行的阻碍尽可能少且具有一定学生规模的招生单元，以其作为招生地段调整时最小的操作单元，既可以避免招生单元中出现具有较高阻碍程度的线状地物，减少安全隐患，增强出行安全性，又可以在未来因人口变迁调整招生地段时，以招生单元为最小单位，进行招生地段间的调整和地块的撤并，提高招生地段边界的规整程度，便于管理和统筹。

附图说明

图1是本发明提供的学校招生单元划分方法的一个实施例的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的圆环自由端的线状地物的新补线的几何示意图；

图3是本发明实施例提供的高等级新补线连接几何示意图；

图4是本发明实施例提供的低等级新补线连接几何示意图；

图5是本发明实施例提供的含有自由端的线状地物的新补线连接的其中一种情况的几何示意图；

图6是本发明实施例提供的新补线沿底纹连接得到确定具体走向的示意图；

图7是本发明实施例提供的单元分割融合流程图；

图8是本发明实施例提供的a80等级单元分割的示意图；

图9是本发明实施例提供的a70等级单元分割的示意图；

图10是本发明实施例提供的a50、a40、a30、a20等级单元分割的示意图；

图11是本发明实施例提供的a80等级单元中“待融合”单元的空间分布示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1是本发明提供的学校招生单元划分方法的一个实施例的流程示意图。

本发明实施例提供的学校招生单元划分方法，包括步骤S11到步骤S13：

步骤S11，提取招生总范围的所有线状地物，并对所有含有自由端的线状地物补充对应的新补线后，对新补线的走向进行调整，以使得含有自由端的线状地物与对应的新补线形成的线与其他线状地物相交且所述新补线调整后的走向满足预设的地物分布条件；其中，所述自由端是指线状地物存在一端点与所述招生总范围内的其他任何线状地物不相交。

具体的，线状地物从自然地物和人文地物两方面进行考量，选取及提取线状地物对招生总范围进行划分。

人文要素中选取招生总范围内的各等级道路、行政边界以及居住组块线为分割要素。各等级道路数据可从交通部门或网络地图获得，行政边界线数据可从自然资源与规划部门获得，居住组块线可根据自然资源与规划部门的土地利用数据通过ArcGIS中的欧氏分配工具生成得到。

自然要素中通过提取招生总范围中的山脊线、河流和湖泊中心线作为主要分割线。山脊线通过DEM数据提取得到，河流和湖泊中心线通过自然资源与规划部门的土地利用数据提取得到。

在一些实施方式中，考虑了不同线状地物对出行安全的阻隔程度，对提取的线状地物按下表1进行分级。a80代表最高对阻碍程度最高的线状地物。数字越小代表阻碍程度越小。

表1线状地物的等级

由于招生总范围的划分需要线状地物间相交，以最终形成闭合的地块。故对线状地物中未相交的自由端进行补充，并把新补充的线作为新补线放置到新的图层。新补线的类型沿用其起点的自由端所属线状地物的类型，与所属线状地物同属一个等级。

步骤S12，在补充完所有含有自由端的线状地物的新补线后，按照线状地物从高等级到低等级逐级分割的原则，对所述招生总范围逐级分割，得到各个等级对应的单元。

具体的，经过补充后的各等级线状地物，在编辑状态下，通过ArcGIS工具中的分割工具对招生总范围从高等级到低等级进行逐级分割，形成各等级线状地物对应的单元，且在最低等级的线状地物分割完后得到了地块。

步骤S13，基于各个等级单元所携带的学龄人口信息，根据预设的融合规则，依次对各个等级的单元进行融合，得到各个等级对应的招生单元。

基于上述实施例提供的技术方案，其从对学生出行具有不同阻碍程度的线状地物和学龄人口规模两个因素出发，把招生总范围划分成对学生出行的阻碍尽可能少且具有一定学生规模的招生单元，以其作为招生地段调整时最小的操作单元，既可以避免招生单元中出现具有较高阻碍程度的线状地物，减少安全隐患，增强出行安全性，又可以在未来因人口变迁调整招生地段时，以招生单元为最小单位，进行招生地段间的调整和地块的撤并，提高招生地段边界的规整程度，便于管理和统筹。

在一种可选的实施方式中，所述步骤S11中的地物分布条件具体为：所述新补线调整走向后形成的新补线不穿过所述招生总范围原有的底纹图层中的线状地物；

则，所述对所有含有自由端的线状地物补充对应的新补线后，对新补线的走向进行调整，以使得含有自由端的线状地物与对应的新补线形成的线与其他线状地物相交且所述新补线调整后的走向满足预设的地物分布条件，具体包括：

对所有含有自由端的线状地物补充对应的新补线，以使得含有自由端的线状地物与对应的新补线形成的线与其他线状地物相交；

对每一新补线的走向进行调整，以使得方向调整后的新补线不穿过所述招生总范围原有的底纹图层中的线状地物。

进一步的，在一种可选的实施方式中，所述对所有含有自由端的线状地物补充对应的新补线，以使得含有自由端的线状地物与对应的新补线形成的线与其他线状地物相交，具体包括：

对于含有自由端且所述自由端以圆环形式出现的线状地物，且所述自由端只有一点与其他线状地物相交，则从圆环分叉点作为起点，连接起点和圆环各点中距离起点最远的点，并沿着连接方向延长预设的线段，生成一个新的自由端，同时删除以圆环形式出现的自由端；其中，所述圆环分叉点是指所述圆环中与其他线状地物进行相交的一点；

按照线状地物等级从高到低的顺序对含有自由端的线状地物进行处理：

当含有自由端的线状地物的走向前方90°范围内存在同等级的自由端时，且所述线状地物的自由端与范围内最近的同等级的自由端的连线不穿过其他线状地物时，连接所述自由端与范围内最近的同等级的自由端；否则，将所述自由端沿线状地物的走向延长直至与其他线状地物相交；

当含有自由端的线状地物的走向前方90°范围内没有同等级的自由端且所述线状地物为高等级时，则沿线状地物的走向延长所述线状地物，直至和同等级的线状地物或同等级的新补线相交；当所述线状地物的走向前方90°范围内没有同等级的自由端且所述线状地物为低等级时，则沿线状地物的走向延长所述线状地物，直至和同等级的线状地物、高等级的线状地物、同等级的新补线或高等级的新补线中的任一种相交。

在具体实施时，先对含有自由端的线状地物进行简化处理，为了便于理解，参见图2，图2示出了本发明实施例提供的圆环自由端的线状地物的新补线的几何示意图。图2中，箭头所指的圆环自由端仅有一点与线状地物(线条为实线的那一条)相交，则该点x作为圆环分叉点，并从圆环分叉点作为起点(x)，连接起点和圆环各点中距离起点最远的点(y)，并延长一小段，生成一个新的自由端(z)，同时删掉自由端端头环圈。

接着，按照线状地物从高等级到低等级的顺序对含有自由端的线状地物补充新补线。参见图3和4，图3和图4分别示出了高等级新补线连接几何示意图和低等级新补线连接几何示意图。图3中，存有自由端a、b、c、d、e、g、f，在具体实施时，可按随机顺序对自由端a、b、c、d、e、g、f处理。

在图3和图4中，均示出的是含有自由端的线状地物的走向前方90°范围内存在同等级的自由端时且所述线状地物的自由端与范围内最近的同等级的自由端的连线不穿过其他线状地物的情况，对于线状地物的自由端与范围内最近的同等级的自由端的连线穿过其他线状地物的情况，可参见图5，图5中自由端a的走向前方90°范围内存在着自由端b、c，但a与b之间、a与c之间均被线状地物l遮挡，使a与b，a与c不能直接相连，则将a沿其所属线状地物走向延长直至和线状地物l相交。

需说明的是，所述线状地物的走向前方90°范围指的是自由端沿着线状地物延长线左右各45°范围，具体参见图3所示。

在一种可选的实施方式中，所述对每一新补线的走向进行调整，以使得方向调整后的新补线不穿过所述招生总范围原有的底纹图层中的线状地物，具体包括：

在补充所述含有自由端的线状地物的新补线后，获取所述新补线的初始走向，并以所述初始走向的起点为起点，以所述初始走向的终点为终点；

当所述起点和终点处均与所述招生总范围内原有的底纹图层中的线状地物存在交集时，沿着所述招生总范围内原有的底纹图层中的线状地物走向，将所述起点到所述终点之间的最短路径作为所述新补线的确定具体走向；

当所述起点与所述招生总范围内原有的底纹图层中的线状地物不存在交集时，从所述起点沿着所述初始走向的方向前进直至和所述底纹图层中的线状地物相交，并沿着底纹图层中的线状地物走向，寻找从相交点到所述终点的最短路径，得到所述新补线的确定具体走向；

当所述终点与所述招生总范围内原有的底纹图层中的线状地物不存在交集时，从所述终点沿着所述初始走向的方向前进直至和所述底纹图层中的线状地物相交，并沿着底纹图层中的线状地物走向，寻找从相交点到所述起点的最短路径，得到所述新补线的确定具体走向；

当所述起点与所述终点均与所述招生总范围内原有的底纹图层中的线状地物不存在交集时，所述起点和所述终点均沿着所述初始走向的方向前进直至和所述底纹图层中的线状地物相交，得到第一相交点和第二相交点，并沿着底纹图层中的线状地物走向，寻找所述第一相交点和所述第二相交点之间的最短路径，并以所述起点到所述第一相交点、所述第一相交点沿着最短路径到所述第二相交点、所述第二相交点到所述终点之间的连线作为所述新补线的确定具体走向。

在本发明实施例中，在补充完每一含有自由端的线状地物的新补线后，可以确定各等级线状地物新补线的初始走向。为使招生总范围的划分更贴近现实地物分布情况，同时避免新补线对地物的随意切割，使用底纹图层来规范新补线的具体走向。底纹图层由地形图或土地利用图斑数据加上现有的线状地物数据构成。自由端的初始走向确定后，沿着底纹图层中的线条，选择连接方向的起点和终点之间的最短路径作为新补线的具体走向，连接方向的起点和终点附近无底纹图层时，则沿连接方向的直线前进直至和底纹相交。

示例性的，参见图6，图6示出了新补线沿底纹连接确定最终走向的示意图，图6中示出了2种情况。对于新补线l1，在确定了其起点和终点后(需要说明的是，本申请的新补线的起点和终点并不用于指示新补线的方向，两者均代表线补线的端点)，由于新补线l1的起点和终点均落在底纹图层中的线状地物(线条)范围，因此，直接按照底纹底层中的线状地物走向，选择起点与终点的最短路径作为新补线的确定具体走向。而对于新补线l2，由于其起点和终点均不落于底纹图层中的线状地物(线条)范围，因此，新补线l2的起点与终点均沿着l2的初始走向前进直至与底纹图层中的线状地物相较于一点，之后选择其中一相交点与另一相交点的最短路径，综合前述起点与终点所走过的路径，得到新补线l2的确定具体走向。

在一种可选的实施方式中，所述步骤S13“基于各个等级单元所携带的学龄人口信息，根据预设的融合规则，依次对各个等级的单元进行融合，得到各个等级对应的招生单元”，具体包括：

对最高等级的单元进行分类与融合处理：

根据单元所携带的学龄人口信息，将每一单元分类成“零”、“待融合”、“保持”、“待细分”中的任一种；

从学龄人口最小的单元开始融合，融合中选择与其所属同一上级单元内同等级的相邻“待融合”单元进行融合直至达到预设的融合停止条件，并根据融合后学龄人口数对最终融合后的单元进行分类；其中，最终融合后的单元被分类成“已融合”、“融合后仍不足”或“无法融合”中的任一种；

按照等级从高到低的顺序，依次对除最高等级之外的其他等级的单元进行分类与融合处理：对于当前进行分类与融合处理的当前等级单元，均以当前等级单元以上一级中的“待细分”单元为处理对象，遵循最高等级的单元的分类与融合规则，完成对当前等级单元的分类与融合处理；

将每一等级单元分类与融合处理后最终形成的各个分类单元作为最终的招生单元。

在本发明实施例中，每一等级单元的融合过程中，先从学龄人口数最小的单元开始，选择同一等级且相邻的单元融合，相邻的单元有多个时，先选择学龄人口数较低的过程进行融合，再选择学龄人口数较高的进行融合。

在一种可选的实施方式中，所述根据单元所携带的学龄人口信息，将每一单元分类成“零”、“待融合”、“保持”、“待细分”中的任一种，具体包括：

当所述单元内的学龄人口数为0时，所述单元被分类为“零”；

当所述单元内的学龄人口数大于等于预设的待融合分类最小值，且小于等于预设的待融合分类最大值时，所述单元被分类为“待融合”；

当所述单元内的学龄人口数大于等于预设的保持分类最小值，且小于等于预设的保持分类最大值时，所述单元被分类为“保持”；

当所述单元内的学龄人口数大于等于预设的待细分分类阈值时，所述单元被分类为“待细分”。

示例性的，按表2的规则对每一等级单元进行分类。表中的a是“招生单元人口规模数”，即为了保证最终招生单元的完整性而限定的招生单元内最少学龄人口数，应取正整数。依照实践经验建议取值30。

表2单元内地块分类规则

需说明的是，“待融合”分类的单元为初步分类，需进一步细分分类，根据上述规则将“待融合”单元融合，并将融合后的单元分类为“已融合”、“融合后仍不足”或“无法融合”，则最终分类与融合处理后的各个等级单元的分类包括有“零”、“保持”、“待细分”、已融合”、“融合后仍不足”和“无法融合”。

在一种可选的实施方式中，所述融合停止条件为：

当所述单元在与其所属同一上级单元内同等级的相邻“待融合”单元融合过程中检测到融合后学龄人口数大于等于预设的保持分类最小值时，停止融合；或，

当所述单元与其所属同一上级单元内同等级的所有相邻“待融合”单元均已融合且融合后学龄人口数小于所述保持分类人口阈值时，停止融合；或，

当所述单元不存在与其所属同一上级单元内同等级的相邻“待融合”单元时，停止融合。

为了便于理解，参见图7，图7示出了本发明实施例的单元分割融合流程图。

现以花都区中四个村级行政区作为招生总范围，演示本发明实施例的操作过程。

(1)逐级单元分割

在ArcGIS软件中，打开编辑工具，使用split polygons工具，用a80等级的线状地物将招生总范围分割成65个a80等级单元，参见图8所示。

接着，在a80单元的基础上，用a70等级的线状地物分割a80等级的单元，共划分出76个a70单元，参见图9所示。

以此类推，在上一级单元中划分出的地块，使用下一级的线状地物作为分割要素，进而划分出下一等级的单元。由此，可以得到a50、a40、a30、a20级的所有单元，参见图10所示。a20级的单元也是招生单元的最小组成部分，地块。

划分后的a80单元到a20单元包含的地块数量如表3所示：

表3各级单元划分数量统计表

(2)单元的分类与融合

由于a80、a70和a60三个单元的划分情况尽已包含实践中的所有情况，故以这三个等级的单元地块划分为例，阐释方法的操作。

(2-1)a80单元划分

对a20单元(即地块)赋予学龄人口数值。接着在ArcGIS中使用空间连接工具，将a20单元与a80单元进行空间连接，空间连接后的新图层“a80单元_连接”需保存在数据库中，才能进行编辑。进行空间连接后的图层生成新的字段，可以对a80单元中包含的a20单元进行统计，并由此统计a80单元中各地块的人口总数。

根据人数对a80等级的65个单元进行分类，划分出1个“保持”单元、9个“待细分”单元、45个类型为“零”单元和10个暂时分类为“待融合”的单元。

接着考察一上级单元内(因现操作对象为最高等级a80，故处考察招生总范围内)暂时分类为“待融合”的单元的人口数及空间关系，从学龄人口数最小的“待融合”单元开始，向周围相邻“待融合”单元进行融合。参见图11，图11为a80等级单元中“待融合”单元的空间分布示意图，图11中标注的颜色较深的数字为图形编号，颜色较浅的数字为单元对应的学龄人口数。融合过程如表4。

表4a80单元“待融合”单元的融合过程

最后a80等级的“待融合”单元中图形编号为9、24、27、32、38、52、47的7个单元融合成1个“已融合”单元。图形编号为35、42的2个单元融合成1个“融合后仍不足”单元。图形编号为51的单元成为1个“无法融合”单元。

此时a80等级的全部单元已分类完成，对a80等级分类与融合后的单元赋予单元编号，如表5。

表5a80单元的分类与编号情况

(2-2)a70单元划分

由于a70单元的分类需要在a80单元“待细分”单元的基础上进行，所以在对a70单元进行分类时，需要再次使用spatial join工具，将a70单元与新生成的“a80单元”再次进行空间连接，在数据库中保存为“a70单元_连接”。新生成的图层属性中，既可以统计a80中包含的a70单元的数量，也可以统计a70中包含的最低级单元a20的地块数量及相应的学龄人口数，如下表所示。

表6a70单元的分类情况

经过以上方法的类推，可以完成下面每一等级单元的划分与编号，最终形成一系列边界规整的招生单元。本申请最终划分、融合出的招生单元，在保证学生规模的前提下，其内部已尽可能避免高阻碍程度的线状地物切割。此外，由招生单元构成的招生地段，保证了地段边界的完整性，也提升了招生单元内学生的出行安全。

可以发现，以招生地段内阻碍程度较高的线状地物以及学龄人口这两个要素为基础，划分出的招生单元的面积与学龄人口呈负相关关系，即学龄人口多的地方，招生单元的面积较小，且数量密度较大；学龄人口少的地方，招生单元的面积较大，且数量密度较小。

本发明实施例第二方面提供一种学校招生单元划分装置，包括：

线状地物处理模块，用于提取招生总范围的所有线状地物，并对所有含有自由端的线状地物补充对应的新补线后，对新补线的走向进行调整，以使得含有自由端的线状地物与对应的新补线形成的线与其他线状地物相交且所述新补线调整后的走向满足预设的地物分布条件；其中，所述自由端是指线状地物存在一端点与所述招生总范围内的其他任何线状地物不相交；

分割模块，用于在补充完所有含有自由端的线状地物的新补线后，按照线状地物从高等级到低等级逐级分割的原则，对所述招生总范围逐级分割，得到各个等级对应的单元；

融合模块，用于基于各个等级单元所携带的学龄人口信息，根据预设的融合规则，依次对各个等级的单元进行融合，得到各个等级对应的招生单元。

需要说明的是，本发明实施例提供的学校招生单元划分装置用于执行上述实施例的学校招生单元划分方法的全部流程和步骤，两者的工作原理和作用效果一一对应，这里不再做过多的赘述。

本发明实施例第三方面提供一种学校招生单元划分设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面提供的学校招生单元划分方法。

本发明实施例第四方面提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如第一方面提供的学校招生单元划分方法。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。