基于Huff模型的小学教育资源区域划分及决策优化研究课件

基于Huff模型的小学教育资源区域划分及决策优化研究基于Huff模型的小学教育资源区域划分及决策优化研究101问题与目标数据来源研究方法020304目录05结果与讨论思路流程01问题与目标数据来源研究方法020304目录05结果与讨论PART01问题与目标PART01问题与目标中央及地方关于划片问题文件剪影教育部，首次提出了“就近入学”的概念自此每年都有关于小学划片的文件发布根据实际情况积极稳妥地实施多校划片操作。实现100%的小学、95%的初中划片就近入学。积极稳妥探索单校划片和多校划片相结合的入学方式划分学区本意是好的，但重点小学和一般小学之间教育资源的巨大差距是客观存在的。199220172017北京教委。。。2016全国政协俞敏洪委员研究背景中央及地方关于划片问题文件剪影教育部，首次提出了“就近入学”国内外研究现状国外篇：Slalom以堪萨斯州

BVSD学区为例，通过建立空间数据库的方式，利用GIS对学校布局进行了调整。Hanley以爱荷华州为例对该州学校交通成本与学区划分之间关系进行分析，得出学区合并对交通成本减少有巨大的影响。Taylor等利用GIS对北卡州约翰斯顿县的学校和社区进行整体规划，成功减少了交通对学校选择的影响，同时降低了学生上学的成本。国内外研究现状国外篇：国内外研究现状国内篇：陆天琪等人利用Voronoi图和几何网络进行学区划片分析，对朝阳市中心城区小学教育资源布局及优化进行研究。张智涵等则利用泰森多边形求得学校服务区范围，对学校空间布局均衡的进行了研究。张雪峰等人利用包括huff模型、距离模型、重力模型等在内的多个模型对巩义市农村中小学空间布局的进行了分析。国内外研究现状国内篇：PART02思路流程PART02思路流程研究区概况图1研究区位置图Fig.1TheSurveyRegion芝罘区是烟台最具代表性的县区，作为烟台老城区经济发达，人口达68.98万人。其中初中在校生约2.9万，小学在校生约3.2万，教育十分发达，是山东省义务教育阶段最具代表性的地区之一。研究区概况图1研究区位置图芝罘区是烟台最具代表性的县区，作为教育资源分配不均衡划片信息更新不及时人工划片消耗资源巨大未考虑路况信息发达基础教育背后的问题图2图a为研究区学校密度分布，图b芝罘区房价分布图Fig2(a)isSchooldensitydistribution;Fig2(b)isthehousingpricedistributionmapofZhifudistrict教育资源分配不均衡发达基础教育背后的问题图2图a为研究区学问卷调查统计结果注：10与11票数相同择校时优先考虑要素可接受的家-校时间心仪学校Top10c图3问卷调查分析结果Fig.3Theresultofanalyzingquestionnaire问卷调查统计结果注：10与11票数相同择校时优先考虑要素可接研究流程研究流程11各社区适龄儿童数小学学生容纳量学区划分规则各等级道路及小学位置数据社区位置数据PART03数据源各社区适龄儿童数小学学生容纳量学区划分规则各等级道路及小学位小学容纳量芝罘区43所小学班级数信息来自各小学官网查找所得小学容纳量芝罘区43所小学班级数信息来自各小学官网查找所得各等级道路及小学位置数据通过天地图ArcGISserver数据库（17:6080/arcgis/rest/services）获得各等级道路及小学位置数据通过天地图ArcGISserver路况数据通过高德地图（/）实时路况功能获得烟台市芝罘区上学早晚高峰的路况信息图4研究区早晚高峰路况分布Fig.4Thelayoutofroadconditionofmorningpeak路况数据通过高德地图（http://ditu.amap.coPART041.时间成本距离分析2.Huff模型研究方法PART041.时间成本距离分析研究方法3.重力模型2.距离模型4.Huff引力模型需求者到达最近设施的距离，常见距离模型有Voronoi图、欧式距离、时间成本距离……缺点：考虑要素单纯考虑到达学校的距离，学校的学生容纳量、同时考虑了社区适龄儿童数、以及网络分析基础上的路况信息。缺点：在目标点过于集中时，会存在部分学校未有相应学区的情况。采用频率域的方法，缺点：在多种方案之间计算时，终点数目的不同则不具备可比性常见分配模型比较1.网络分析根据路网的预设速度来推算服务区。缺点：在非路网区域存在很大的模拟假设成分，且结果不可控。3.重力模型2.距离模型4.Huff引力模型需求者到达最近设1.泰森多边形（Voronoidiagram）2.时间成本路径充分考虑经过每个像元的时间成本，结果全面、客观的反映了路况情况。缺点：仅考虑不同路况下学区分配。由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成。缺点：仅考虑了直线距离因素常见分配模型比较1.泰森多边形（Voronoidiagram）2.时间成时间成本距离分析

公式原理cost1表示像元1的成本，cost2表示像元2的成本，cost3表示像元3的成本。a1表示从像元1到像元2连接线的总成本,a2表示从像元2到像元3连接线的总成本。accum_cost表示从像元1移动到像元3的累积成本a1a2

a1a2时间成本距离分析

公式原理cost1表示像元1的成本，cos时间成本距离分析图5成本距离栅格原理组图Fig.5therasterprincipleofcostdistance时间成本距离分析图5成本距离栅格原理组图Huff模型

公式原理设Pij为适龄学生i选择学校j的概率，Sj为学校j的规模，dij为适龄学生i距离学校j的距离，β>0为摩擦系数(即阻力大小，本文主要受社区适龄儿童数和道路状况的影响)。Huff模型

公式原理设Pij为适龄学生i选择学校j的概率，基于路况的可达性10min时间成本最低15min20min基于路况的可达性10min时间成本最低15min20minPART05结果评价PART05结果评价时间成本距离分析结果模型评价以路况和距离为参考，展现了每个社区所对应的最近小学适用于教育资源分布相对均衡区域图6为成本距离基础上的学区划分Fig.6TheminimumloadofeachprimaryschoolinZhiFuDistrict时间成本距离分析结果模型评价以路况和距离为参考，展现了每个社Huff模型分析结果图7划片结果，a图为热点小学划片结果，b图为基于热点小学划片基础上的普通小学画片结果Fig.7Theresultofdistrict-dividing,Fig.7(a)istheresultsofHotprimaryschooldivision,Fig.7(b)istheresultsofordinaryprimaryschooldivisionbasedontheresultsofHotprimaryschooldivisionHuff模型分析结果图7划片结果，a图为热点小学划片结果，Huff划片后处理养正小学片区道恕街片区养正小学+道恕街小学片区模型评价实现划片系统的动态管理，及时更新划片信息。只需输入学校容纳量与适龄儿童数即可实时更新划片方案。Huff划片后处理养正小学片区道恕街片区养正小学+道恕街小学Huff模型分析结果现行划片方案本划片方案与现行划片方案契合度高，适用性强Huff模型分析结果现行划片方案本划片方案与现行划片方案契合1.首次将路况信息引入学区划分领域。2.划片系统可以动态管理，及时更新划片结果，提供信息化决策支持。创新点1.操作简便，推广性强。2.考虑路况信息，降低时间成本。3.与现行划片方案契合度高，获得政府部门的认可。实际意义1.首次将路况信息引入学区划分领域。创新点1.操作简便，推广请批评斧正END请批评斧正END29基于Huff模型的小学教育资源区域划分及决策优化研究基于Huff模型的小学教育资源区域划分及决策优化研究3001问题与目标数据来源研究方法020304目录05结果与讨论思路流程01问题与目标数据来源研究方法020304目录05结果与讨论PART01问题与目标PART01问题与目标中央及地方关于划片问题文件剪影教育部，首次提出了“就近入学”的概念自此每年都有关于小学划片的文件发布根据实际情况积极稳妥地实施多校划片操作。实现100%的小学、95%的初中划片就近入学。积极稳妥探索单校划片和多校划片相结合的入学方式划分学区本意是好的，但重点小学和一般小学之间教育资源的巨大差距是客观存在的。199220172017北京教委。。。2016全国政协俞敏洪委员研究背景中央及地方关于划片问题文件剪影教育部，首次提出了“就近入学”国内外研究现状国外篇：Slalom以堪萨斯州

BVSD学区为例，通过建立空间数据库的方式，利用GIS对学校布局进行了调整。Hanley以爱荷华州为例对该州学校交通成本与学区划分之间关系进行分析，得出学区合并对交通成本减少有巨大的影响。Taylor等利用GIS对北卡州约翰斯顿县的学校和社区进行整体规划，成功减少了交通对学校选择的影响，同时降低了学生上学的成本。国内外研究现状国外篇：国内外研究现状国内篇：陆天琪等人利用Voronoi图和几何网络进行学区划片分析，对朝阳市中心城区小学教育资源布局及优化进行研究。张智涵等则利用泰森多边形求得学校服务区范围，对学校空间布局均衡的进行了研究。张雪峰等人利用包括huff模型、距离模型、重力模型等在内的多个模型对巩义市农村中小学空间布局的进行了分析。国内外研究现状国内篇：PART02思路流程PART02思路流程研究区概况图1研究区位置图Fig.1TheSurveyRegion芝罘区是烟台最具代表性的县区，作为烟台老城区经济发达，人口达68.98万人。其中初中在校生约2.9万，小学在校生约3.2万，教育十分发达，是山东省义务教育阶段最具代表性的地区之一。研究区概况图1研究区位置图芝罘区是烟台最具代表性的县区，作为教育资源分配不均衡划片信息更新不及时人工划片消耗资源巨大未考虑路况信息发达基础教育背后的问题图2图a为研究区学校密度分布，图b芝罘区房价分布图Fig2(a)isSchooldensitydistribution;Fig2(b)isthehousingpricedistributionmapofZhifudistrict教育资源分配不均衡发达基础教育背后的问题图2图a为研究区学问卷调查统计结果注：10与11票数相同择校时优先考虑要素可接受的家-校时间心仪学校Top10c图3问卷调查分析结果Fig.3Theresultofanalyzingquestionnaire问卷调查统计结果注：10与11票数相同择校时优先考虑要素可接研究流程研究流程40各社区适龄儿童数小学学生容纳量学区划分规则各等级道路及小学位置数据社区位置数据PART03数据源各社区适龄儿童数小学学生容纳量学区划分规则各等级道路及小学位小学容纳量芝罘区43所小学班级数信息来自各小学官网查找所得小学容纳量芝罘区43所小学班级数信息来自各小学官网查找所得各等级道路及小学位置数据通过天地图ArcGISserver数据库（17:6080/arcgis/rest/services）获得各等级道路及小学位置数据通过天地图ArcGISserver路况数据通过高德地图（/）实时路况功能获得烟台市芝罘区上学早晚高峰的路况信息图4研究区早晚高峰路况分布Fig.4Thelayoutofroadconditionofmorningpeak路况数据通过高德地图（http://ditu.amap.coPART041.时间成本距离分析2.Huff模型研究方法PART041.时间成本距离分析研究方法3.重力模型2.距离模型4.Huff引力模型需求者到达最近设施的距离，常见距离模型有Voronoi图、欧式距离、时间成本距离……缺点：考虑要素单纯考虑到达学校的距离，学校的学生容纳量、同时考虑了社区适龄儿童数、以及网络分析基础上的路况信息。缺点：在目标点过于集中时，会存在部分学校未有相应学区的情况。采用频率域的方法，缺点：在多种方案之间计算时，终点数目的不同则不具备可比性常见分配模型比较1.网络分析根据路网的预设速度来推算服务区。缺点：在非路网区域存在很大的模拟假设成分，且结果不可控。3.重力模型2.距离模型4.Huff引力模型需求者到达最近设1.泰森多边形（Voronoidiagram）2.时间成本路径充分考虑经过每个像元的时间成本，结果全面、客观的反映了路况情况。缺点：仅考虑不同路况下学区分配。由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成。缺点：仅考虑了直线距离因素常见分配模型比较1.泰森多边形（Voronoidiagram）2.时间成时间成本距离分析

公式原理cost1表示像元1的成本，cost2表示像元2的成本，cost3表示像元3的成本。a1表示从像元1到像元2连接线的总成本,a2表示从像元2到像元3连接线的总成本。accum_cost表示从像元1移动到像元3的累积成本a1a2

a1a2时间成本距离分析

公式原理cost1表示像元1的成本，cos时间成本距离分析图5成本距离栅格原理组图Fig.5therasterprincipleofcostdistance时间成本距离分析图5成本距离栅格原理组图Huff模型

公式原理设Pij为适龄学生i选择学校j的概率，Sj为学校j的规模，dij为适龄学生i距离学校j的距离，β>0为摩擦系数(即阻力大小，本文主要受社区适龄儿童数和道路状况的影响)。Huff模型

公式原理设Pij为适龄学生i选择学校j的概率，基于路况的可达性10min时间成本最低15min20min基于路况的可达性10min时间成本最低15min20minPART05结果评价PART05结果评价时间成本距离分析结果模型评价以路况和距离为参考，展现了每个社区所对应的最近小学适用于教育资源分布相对均衡区域图6为成本距离基础上的学区划分Fig.6Theminimumloadofeac