基于智慧城市空間大數(shù)據(jù)的城市信息圖譜建構(gòu)研究

楊俊宴，熊偉婷，曹 俊，陸小波

(東南大學(xué) 建筑學(xué)院，江蘇 南京 211189)

0 引 言

大數(shù)據(jù)是當(dāng)代城市規(guī)劃數(shù)字化技術(shù)的一個(gè)重要的、典型的科技手段。由于大數(shù)據(jù)在采集、存儲(chǔ)、管理、分析方面具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件工具的能力范圍，是一種高頻海量數(shù)據(jù)集合，具有數(shù)據(jù)規(guī)模龐大、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)快速、數(shù)據(jù)類型多樣的特征，因此，近年來(lái)以一種極其迅猛的姿態(tài)楔入各行各業(yè)。而隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)以城市空間為依托的城市大數(shù)據(jù)信息圖譜平臺(tái)的建構(gòu)。本文所闡述的這一圖譜平臺(tái)是基于云數(shù)據(jù)端，應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)的處理，通過(guò)將多源大數(shù)據(jù)與城市空間形態(tài)數(shù)據(jù)疊合在同一個(gè)數(shù)字地圖系統(tǒng)下，實(shí)現(xiàn)基于城市坐標(biāo)體系的多源數(shù)據(jù)接口的無(wú)縫銜接采集與空間特征的模擬動(dòng)態(tài)顯示，是智慧城市規(guī)劃建設(shè)的核心組成部分。同時(shí)，這一平臺(tái)運(yùn)用于智慧城市的規(guī)劃與設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，在近年來(lái)的實(shí)踐探索中，呈現(xiàn)出多元化、精細(xì)化、互動(dòng)化等發(fā)展趨勢(shì)。

大數(shù)據(jù)具有非線性、高精性、即時(shí)性、民生性、智能性等特征，不論是城市規(guī)劃研究，還是項(xiàng)目實(shí)踐中都存在很多城市大數(shù)據(jù)的信息圖譜的應(yīng)用。綜合城市規(guī)劃中大數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)踐探索，我們認(rèn)為在城市規(guī)劃領(lǐng)域大數(shù)據(jù)的信息圖譜應(yīng)用存在3個(gè)發(fā)展階段。

1）大數(shù)據(jù)信息圖譜應(yīng)用1.0版，即數(shù)據(jù)的圖示化和表層分析。將海量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)空間圖示展示出大量絢麗的分析圖，但推導(dǎo)不出太多有價(jià)值的新結(jié)論，或結(jié)論都是驗(yàn)證了眾所周知的簡(jiǎn)單事實(shí)。這種大數(shù)據(jù)的應(yīng)用難以指導(dǎo)規(guī)劃實(shí)踐，屬于大數(shù)據(jù)的淺層研究。

2）大數(shù)據(jù)信息圖譜應(yīng)用2.0版，即針對(duì)單維度數(shù)據(jù)本體的深度研究，算法和數(shù)據(jù)分析很深，但是難以指導(dǎo)規(guī)劃的提升。很多大數(shù)據(jù)的分析研究工作極易陷入海量數(shù)據(jù)本身，運(yùn)用公式、算法甚至機(jī)器學(xué)習(xí)等手段對(duì)數(shù)據(jù)本身進(jìn)行深度挖掘，然而卻脫離了城市規(guī)劃的學(xué)科本體，顯得更像是關(guān)注數(shù)據(jù)問(wèn)題、而不是城市問(wèn)題，其結(jié)論也很難應(yīng)用于城市規(guī)劃。

3）大數(shù)據(jù)信息圖譜應(yīng)用3.0版，即城市空間結(jié)合多源大數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)分析，可以空間落地和指導(dǎo)規(guī)劃。在3.0語(yǔ)境下的城市大數(shù)據(jù)分析從一種數(shù)據(jù)類型導(dǎo)向轉(zhuǎn)變成一種目標(biāo)導(dǎo)向，將多維度的大數(shù)據(jù)進(jìn)行耦合分析，共同指向城市規(guī)劃中的關(guān)鍵問(wèn)題。

所以，站在城市大數(shù)據(jù)應(yīng)用的新角度，即多源數(shù)據(jù)、回歸空間的角度，我們可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)在既往的很多大數(shù)據(jù)研究中，城市空間數(shù)據(jù)被扁平化了，壓成了一張“底圖”，只表達(dá)了數(shù)據(jù)的位置信息。而真正的空間海量數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)分析中，我們需要將多源大數(shù)據(jù)融于空間平臺(tái)，需要對(duì)多源大數(shù)據(jù)賦予空間屬性，或者倒過(guò)來(lái)說(shuō)，“提取空間屬性”，這是大數(shù)據(jù)能夠在城市規(guī)劃信息圖譜應(yīng)用的基本門(mén)檻。這種基于空間平臺(tái)的多源數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)才能夠真正實(shí)現(xiàn)一種目標(biāo)導(dǎo)向的大數(shù)據(jù)信息圖譜應(yīng)用的3.0版本，進(jìn)而指向大數(shù)據(jù)時(shí)代下的城市規(guī)劃的核心——用大數(shù)據(jù)解決大問(wèn)題。

1 城市空間大數(shù)據(jù)的特征維度解析

城市空間大數(shù)據(jù)作為城市大數(shù)據(jù)信息圖譜平臺(tái)的基礎(chǔ)層，是這一平臺(tái)統(tǒng)一組織管理的基底，也是各類大數(shù)據(jù)時(shí)空聯(lián)系的落腳點(diǎn)。這一大數(shù)據(jù)基底能保證城市大數(shù)據(jù)信息圖譜平臺(tái)能對(duì)城市從表層到深層、從實(shí)到虛對(duì)城市各系統(tǒng)、各單元進(jìn)行全面、綜合的信息表達(dá)與分析。

1.1 城市空間大數(shù)據(jù)的基本特征

城市空間大數(shù)據(jù)即通過(guò)相關(guān)軟件而采集獲取并整合處理而得的海量城市多維空間形態(tài)數(shù)據(jù)資料，數(shù)據(jù)內(nèi)容涵蓋建筑底面積、建筑高度等建筑物信息和地形、道路網(wǎng)、用地屬性等場(chǎng)地信息，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)全面、精細(xì)化、集成度高、可視化，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)城市形態(tài)研究過(guò)程中空間數(shù)據(jù)稀缺、不易獲取、轉(zhuǎn)譯整理工作量巨大等方面的局限和不足。城市空間大數(shù)據(jù)是城市當(dāng)中各個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)及維護(hù)的基礎(chǔ)：一方面，它是維持城市人群活動(dòng)系統(tǒng)、城市交通運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)、城市物理環(huán)境體系、城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、城市意象感知體系等的核心落腳點(diǎn)，也是城市規(guī)劃研究的起點(diǎn)；另一方面，這些復(fù)雜的系統(tǒng)也會(huì)反過(guò)來(lái)作用于城市空間，影響城市空間發(fā)展的方向、速度及模式等，故城市空間也是城市規(guī)劃研究的終點(diǎn)。

城市空間大數(shù)據(jù)的精度在新技術(shù)手段促進(jìn)下不斷深化，具體而言，城市空間大數(shù)據(jù)包含城市道路、城市街區(qū)、城市建筑、城市地形地貌等城市建成環(huán)境及建設(shè)基底在內(nèi)的多種要素。通過(guò)open street map等互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)采集的城市空間大數(shù)據(jù)可以精細(xì)到三維建筑層面，并可以進(jìn)行用地辨識(shí)，劃定出各街區(qū)內(nèi)的用地邊界及性質(zhì)，同時(shí)采用街景海量圖片進(jìn)行信息的糾正；通過(guò)谷地軟件平臺(tái)，對(duì)谷歌地圖中蘊(yùn)含的高程點(diǎn)數(shù)值及空間位置、城市等高線數(shù)值及空間位置進(jìn)行抓取，得到城市自然地貌基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；將與城市自然地貌基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)兩者進(jìn)行空間疊加得到城市空間形態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，這一數(shù)據(jù)庫(kù)是城市空間全息地圖的基底。

1.2 城市空間大數(shù)據(jù)的分維特征

城市空間大數(shù)據(jù)除了基本的空間特征之外，其更為核心的特征在于其精細(xì)化和指標(biāo)化的特征，這也是城市空間的內(nèi)核。通過(guò)這些分維數(shù)據(jù)特征，可與其余多源大數(shù)據(jù)進(jìn)行融合及耦合分析研究，有助于城市問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)及城市發(fā)展模式的預(yù)判。

1）空間維度：二維及三維空間的全方位特征。城市空間大數(shù)據(jù)具有能夠從二維及三維的多個(gè)視角對(duì)城市空間形態(tài)特征進(jìn)行宏觀、中觀、微觀的全方位展示及分析的特征，而且這一數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)基本范圍一般為城市市域尺度。更為重要的是，由于城市空間的感知度、可視化、矢量化等特征，故這一數(shù)據(jù)庫(kù)不僅能在二維尺度上對(duì)城市空間肌理、城市各片區(qū)的作用關(guān)系、城市道路空間結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析，同時(shí)，它能進(jìn)行三維矢量化的處理，對(duì)城市空間集聚關(guān)系、錯(cuò)落關(guān)系、開(kāi)合關(guān)系、山水城要素關(guān)系等進(jìn)行分片區(qū)、分節(jié)點(diǎn)、分廊道等的精細(xì)化研究解析。

2）精細(xì)維度：取樣的精度精細(xì)至三維建筑層面。在云計(jì)算、云服務(wù)及云處理等技術(shù)的支撐下，可將城市空間大數(shù)據(jù)的精細(xì)度突破到城市各個(gè)層面、各個(gè)片區(qū)的每一棟建筑精度，完全符合于城市真實(shí)建設(shè)狀況。這一精細(xì)化的以城市建筑為核心的城市建筑空間大模型可確保城市其他多源大數(shù)據(jù)的信息也能精細(xì)落地到三維建筑的最高精度，使得城市各系統(tǒng)的信息能更為精準(zhǔn)地、真實(shí)地實(shí)現(xiàn)空間對(duì)位及空間特征的展示、分析及研究。這也使得城市大數(shù)據(jù)信息圖譜無(wú)論在精細(xì)度、真實(shí)度、模擬度等都能達(dá)到較高的研究基礎(chǔ)水準(zhǔn)，為平臺(tái)的建構(gòu)提供了良好的原材料。

3）指標(biāo)維度：多項(xiàng)空間指標(biāo)特征。城市空間大數(shù)據(jù)的研究并不僅僅停留于城市建筑空間等的可視化及基礎(chǔ)研究，而是以此為基本分析單元，通過(guò)城市地理信息技術(shù)測(cè)算各基本地塊單元的多項(xiàng)空間指標(biāo)。這類空間指標(biāo)包括容積率、建筑密度、波動(dòng)率、分形指數(shù)、錯(cuò)落度等，是能夠反映出城市多維度、多層面的空間特征。這些空間指標(biāo)是對(duì)城市空間表征的二次深度挖掘，同時(shí)也可將這類指標(biāo)與其他大數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性耦合研究，從而剖析其他在關(guān)聯(lián)機(jī)制。

2 城市大數(shù)據(jù)信息圖譜的模塊組成

在城市空間大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)底盤(pán)上，可以建構(gòu)出綜合城市核心運(yùn)行要素的多源大數(shù)據(jù)融合下的城市大數(shù)據(jù)信息圖譜平臺(tái)，它包含7個(gè)基本大數(shù)據(jù)模塊，包括城市全空間覆蓋范圍內(nèi)的綠量植被、市政工程、物理環(huán)境（包括城市噪聲環(huán)境、城市風(fēng)環(huán)境、城市熱環(huán)境及熱島效應(yīng)）、產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)POI、人車活動(dòng)、意象感受等不同數(shù)據(jù)層。

2.1 城市綠化系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊

城市綠化系統(tǒng)大數(shù)據(jù)從平面來(lái)看,綠量系指葉面、綠地和覆蓋面積的綠色量總和；從植物的復(fù)層結(jié)構(gòu)來(lái)看,綠量的衡量標(biāo)準(zhǔn)以葉面積總量和指數(shù)的測(cè)算較為準(zhǔn)確；從空間來(lái)看,綠量應(yīng)該包含綠視率(百分比)、綠化三維量等指標(biāo)。

通過(guò)實(shí)地踏勘和衛(wèi)星航片解譯可以確定城市內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確定單株樣本植物的單位體積葉面積，同時(shí)統(tǒng)計(jì)疊加得到整個(gè)樣地的場(chǎng)地葉面積總量，并將各樣地的綠量數(shù)值落到空間位置上，從而計(jì)算出每個(gè)地塊的綠色容積率。將這類大數(shù)據(jù)投影到空間而呈現(xiàn)出城市綠量空間分布特征。

城市綠化系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊可以精準(zhǔn)衡量一個(gè)城市的綠化水平和綠化空間分布情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綠量可視化和精準(zhǔn)定位，有利于城市綠量和環(huán)境系統(tǒng)的可視化監(jiān)測(cè)管理。尤其是對(duì)于建筑密度極高的城市中心，可以通過(guò)綠化系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊來(lái)為城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)管理提供輔助決策，使得城市能更好地利用有限的土地資源、選擇優(yōu)質(zhì)綠化結(jié)構(gòu)，進(jìn)而有效提高城市綠化生態(tài)環(huán)境效益。

2.2 城市市政系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊

城市市政系統(tǒng)大數(shù)據(jù)包含城市基礎(chǔ)設(shè)施、城市給排水及管網(wǎng)、城市照明系統(tǒng)、城市污水及垃圾處理設(shè)施等。涵蓋城市基礎(chǔ)設(shè)施（以橋涵、堤岸、隧道為例）、城市給排水及管網(wǎng)、城市照明系統(tǒng)、城市污水及垃圾處理設(shè)施，最為直接的體現(xiàn)就是海綿城市的建設(shè)。

通過(guò)大數(shù)據(jù)的空間轉(zhuǎn)譯將基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行空間落地，其中管網(wǎng)線路參照城市道路進(jìn)行繪制，基礎(chǔ)設(shè)施點(diǎn)落到城市街區(qū)空間位置上，進(jìn)而得到城市市政工程空間分布特征。城市市政基礎(chǔ)設(shè)施在城市發(fā)展中起到非常重要的支撐體系作用，以往它的每個(gè)專項(xiàng)系統(tǒng)都獨(dú)立各成系統(tǒng)，由各自專業(yè)人員進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)。而城市市政系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊作為一種集成式的綜合數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，在整體城市空間系統(tǒng)下整合統(tǒng)一了各專業(yè)和各體系的數(shù)據(jù)資源，有利于城市的綜合治理和監(jiān)管。

2.3 城市微氣候系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊

隨著近年城市快速發(fā)展而帶來(lái)的城市霧霾、噪音污染、城市高溫預(yù)警頻發(fā)等問(wèn)題，尤其是熱環(huán)境、風(fēng)環(huán)境、聲環(huán)境等與人的日常生活活動(dòng)密切相關(guān)的城市微氣候系統(tǒng)，迫切需要集實(shí)測(cè)顯示、氣候模擬、預(yù)報(bào)于一體的大數(shù)據(jù)綜合管理平臺(tái)體系，這也是城市微氣候系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊的構(gòu)建初衷，它為城市物理環(huán)境綜合治理改善提供了數(shù)字化支撐。

城市微氣候系統(tǒng)大數(shù)據(jù)包含城市熱環(huán)境、城市風(fēng)環(huán)境、城市噪聲環(huán)境在內(nèi)的各類城市微氣候環(huán)境。它是直接影響到城市各種舒適度的數(shù)據(jù)指標(biāo)。采用模擬與實(shí)測(cè)相結(jié)合的技術(shù)方法，基于Landsat系列衛(wèi)星，以GIS為數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，獲取微型遙感數(shù)據(jù)，運(yùn)用于城市熱環(huán)境的模擬與分析；基于空間形態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立起CAD三維建模并導(dǎo)入phoenics的FLAIR模塊，同時(shí)在phoenics中進(jìn)行前處理設(shè)置，依據(jù)真實(shí)模型劃分計(jì)算網(wǎng)格，得到截面與監(jiān)控跳轉(zhuǎn)至計(jì)算截面，實(shí)施監(jiān)控迭代步數(shù)與殘差，將最終的解析結(jié)果平移至空間形態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的同一位置坐標(biāo)，運(yùn)用于城市風(fēng)環(huán)境的模擬與分析；將城市空間形態(tài)模型導(dǎo)入SoundPlan軟件，并對(duì)實(shí)體噪聲源進(jìn)行賦值，用于城市聲環(huán)境的模擬與分析。進(jìn)而得到城市風(fēng)、聲、熱環(huán)境空間分布特征。

2.4 城市產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊

城市產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)基于機(jī)構(gòu)業(yè)態(tài)POI等大數(shù)據(jù)，即人群在進(jìn)行各項(xiàng)活動(dòng)的實(shí)體業(yè)態(tài)表征，包含空間位置、產(chǎn)業(yè)類別及機(jī)構(gòu)面積，其中將產(chǎn)業(yè)類別分為社會(huì)服務(wù)職能、生產(chǎn)服務(wù)職能以及生活服務(wù)職能。通過(guò)對(duì)城市業(yè)態(tài)點(diǎn)進(jìn)行要素點(diǎn)的采集、識(shí)別和分類，形成基礎(chǔ)的城市業(yè)態(tài)POI基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)，通過(guò)整體數(shù)據(jù)庫(kù)的平移、縮放、旋轉(zhuǎn)空間操作使得其能與城市空間形態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)得以空間位置的精確對(duì)應(yīng)。在此基礎(chǔ)上，可以耦合企業(yè)稅收利潤(rùn)、消費(fèi)刷卡、GDP統(tǒng)計(jì)、營(yíng)業(yè)人員等多種相關(guān)大數(shù)據(jù)形成產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊。

這一大數(shù)據(jù)模塊具有地理空間位置信息精確的優(yōu)點(diǎn)，還可以為城市產(chǎn)業(yè)形成發(fā)展提供科學(xué)合理的預(yù)見(jiàn)和參考作用，尤其為城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)空間分布研究提供數(shù)字化綜合分析和顯示平臺(tái)。

2.5 城市人車系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊

人車活動(dòng)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)包含手機(jī)信令用戶活動(dòng)、道路交通流量智能識(shí)別、公交通勤活動(dòng)、地鐵通勤活動(dòng)、電能耗等；這其中最為典型的是手機(jī)信令數(shù)據(jù)。它是通過(guò)手機(jī)用戶活動(dòng)的數(shù)量統(tǒng)計(jì)以手機(jī)基站小區(qū)作為基本單元，通過(guò)泰森多邊形的計(jì)算方法將用戶數(shù)量按照用地面積比例分配到各空間形態(tài)用地地塊中?？梢酝ㄟ^(guò)采集并清洗各手機(jī)信令基站每天24小時(shí)人群分布切片數(shù)據(jù)進(jìn)行各項(xiàng)分析。譬如通過(guò)手機(jī)信令數(shù)據(jù)追蹤城市各片區(qū)的人群活動(dòng)規(guī)律；不同季節(jié)的人群活動(dòng)規(guī)律（也可以區(qū)分工作日和周末）；對(duì)城市中人群活動(dòng)的熱點(diǎn)區(qū)域和冷點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行劃分；通過(guò)人群的潮汐波動(dòng)規(guī)律反推識(shí)別城市中的商務(wù)區(qū)、居住區(qū)、24小時(shí)活力街區(qū)等。

2.6 城市意象系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊

城市意象系統(tǒng)大數(shù)據(jù)包括城市地名搜索數(shù)據(jù)、情緒數(shù)據(jù)、點(diǎn)評(píng)數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)能夠反映主體人對(duì)城市空間環(huán)境的關(guān)注度、也反映主體人對(duì)城市商業(yè)空間的滿意度、對(duì)城市空間的認(rèn)知。通過(guò)公眾平臺(tái)后臺(tái)開(kāi)放平臺(tái)的數(shù)據(jù)，我們可以遴選出帶有情緒價(jià)值分享與地理坐標(biāo)定位的詞條，并通過(guò)軟件分析進(jìn)行定量打分，得到情緒數(shù)據(jù)庫(kù)；對(duì)于情緒數(shù)據(jù)庫(kù)的分析包含對(duì)情緒地點(diǎn)本身的分析，同時(shí)包含對(duì)情緒的文本語(yǔ)義分析、甚至圖像分析。當(dāng)然，圖像分析還存在于對(duì)百度街景地圖的抓取和圖像深度學(xué)習(xí)中。在具體的城市設(shè)計(jì)工作中，我們還可以通過(guò)歷史文獻(xiàn)及書(shū)籍記載中的文字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，將一種“歷史的意象”疊加在城市空間平臺(tái)上。

這些城市意象系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模塊的工作，核心的目的是通過(guò)民生的視角，將城市中市民對(duì)城市的真實(shí)感知體現(xiàn)出來(lái)，這是城市規(guī)劃領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)謀劃預(yù)期同生活在城市中的市民對(duì)城市的感知之間是存在偏差的重要來(lái)源。

3 城市大數(shù)據(jù)信息圖譜平臺(tái)的系統(tǒng)建構(gòu)

通過(guò)不同圖層映射到云數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合城市空間形態(tài)將不同類型的數(shù)據(jù)空間特征直觀、動(dòng)態(tài)地顯示輸出，可供城市各系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，也有利于城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)工程實(shí)踐中的科學(xué)決策，如圖1所示。

圖1 城市大數(shù)據(jù)信息圖譜的建構(gòu)框架邏輯Fig.1 The construction framework of urban big data information map

基于上述多源大數(shù)據(jù)的采集、清洗及初步處理，將其按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式輸入系統(tǒng)，并按照要求進(jìn)行數(shù)據(jù)組織管理，各數(shù)據(jù)之間具有統(tǒng)一用地地塊數(shù)據(jù)處理單元，獲得全息地圖的綜合信息。其具體步驟為對(duì)單種類型的大數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合建模，分別導(dǎo)入地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),將六類數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行空間位置的對(duì)位，使得每一類數(shù)據(jù)的數(shù)值能與其他類型數(shù)據(jù)數(shù)值實(shí)現(xiàn)空間耦合；之后進(jìn)行多層次的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，將不同格式的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一或者可相互轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)格式。六種類型的大數(shù)據(jù)投影到空間所呈現(xiàn)出的空間分布特征，包括城市綠量空間分布特征、城市市政工程特征、城市風(fēng)、聲、熱環(huán)境空間分布特征、城市功能結(jié)構(gòu)、城市動(dòng)靜態(tài)人車活動(dòng)分布特征以及城市情緒地圖；在各類型大數(shù)據(jù)的空間分布特征基礎(chǔ)上，對(duì)兩兩數(shù)據(jù)定性關(guān)聯(lián)進(jìn)行特征分析，并運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行綜合信息庫(kù)的內(nèi)在機(jī)制特征模型建構(gòu)。最終進(jìn)行矢量化的分析研究及最終效果的可視化，其中可視化支持導(dǎo)出二維顯示圖像格式有DWG、JPEG、PDF、EPS、PNG、GIF、TIFF；支持導(dǎo)出三維顯示圖像格式有DWG、3ds、skp、CityGML。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，這一城市大數(shù)據(jù)信息圖譜平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)在于，基于云數(shù)據(jù)端，能夠應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)的處理，進(jìn)行實(shí)時(shí)的快速查詢顯示；通過(guò)將多源大數(shù)據(jù)與城市空間形態(tài)數(shù)據(jù)疊合在同一個(gè)數(shù)字地圖系統(tǒng)下，實(shí)現(xiàn)基于城市坐標(biāo)體系的多源數(shù)據(jù)接口的無(wú)縫銜接采集與空間特征的模擬動(dòng)態(tài)顯示。

4 城市大數(shù)據(jù)信息圖譜平臺(tái)的實(shí)踐應(yīng)用路徑

基于城市大數(shù)據(jù)的特征維度、信息圖譜理論架構(gòu)及系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建，在實(shí)踐應(yīng)用路徑上大致可以總結(jié)為3個(gè)方面：動(dòng)態(tài)即時(shí)管理、城市研究、輔助理性決策。

4.1 動(dòng)態(tài)即時(shí)管理

首先是通過(guò)數(shù)據(jù)可視化的動(dòng)態(tài)展示，對(duì)城市現(xiàn)象和行為進(jìn)行瞬時(shí)數(shù)據(jù)的捕捉和顯示，做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?；诔鞘锌臻g沙盤(pán)，注入城市大數(shù)據(jù)，包括手機(jī)信令等時(shí)空個(gè)體行為數(shù)據(jù)，POI業(yè)態(tài)數(shù)據(jù)等，構(gòu)建傳統(tǒng)數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)相融合的城市空間分析與可視化沙盤(pán)，為設(shè)計(jì)單位提供人本化、多維度、更具動(dòng)態(tài)性與時(shí)效性的空間分析工具。

這種監(jiān)控還體現(xiàn)在規(guī)劃業(yè)務(wù)上，面向規(guī)劃管理者，一方面為相關(guān)規(guī)劃或者土地出讓出具技術(shù)要點(diǎn)，另一方面基于管控規(guī)則對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行審批，并且能夠從宏觀角度對(duì)城市設(shè)計(jì)的實(shí)施情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

通過(guò)數(shù)字化監(jiān)測(cè)與管控系統(tǒng)，規(guī)劃管理部門(mén)可以將城市設(shè)計(jì)成果轉(zhuǎn)譯為設(shè)計(jì)要點(diǎn)，實(shí)時(shí)審查建筑設(shè)計(jì)方案，規(guī)劃管理部門(mén)根據(jù)城市設(shè)計(jì)成果對(duì)建設(shè)單位提供的建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審查并核發(fā)規(guī)劃許可證。利用城市大數(shù)據(jù)信息圖譜對(duì)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施情況監(jiān)測(cè)，依照城市規(guī)劃及設(shè)計(jì)中的各類要素及指標(biāo)，監(jiān)測(cè)所有規(guī)劃審批成果中的此類要素指標(biāo)，并采用圖文一體化的方式展現(xiàn)。

4.2 城市規(guī)律研究

對(duì)于城市研究而言，城市大數(shù)據(jù)信息圖譜的基礎(chǔ)沙盤(pán)系統(tǒng)提供統(tǒng)一的空間基礎(chǔ)，將與城市相關(guān)的多源空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，為設(shè)計(jì)單位，規(guī)劃管理部門(mén)，城市決策者提供統(tǒng)一的工作沙盤(pán)。在研究中，是對(duì)已經(jīng)發(fā)生數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而揭示規(guī)律，具體包括：城市設(shè)計(jì)要素分級(jí)展示，依據(jù)城市設(shè)計(jì)可視化精度分級(jí)體系，在不同的可視比例尺下展示不同的要素；城市設(shè)計(jì)指標(biāo)解譯展示每類要素的控制性指標(biāo)，使得城市設(shè)計(jì)的控制性要素一目了然；城市設(shè)計(jì)空間計(jì)算工具，提供各類二三維空間分析工具，方便基于城市設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行基本的空間分析；離線數(shù)據(jù)提取，提供多種數(shù)據(jù)沙盤(pán)數(shù)據(jù)導(dǎo)出方式，供城市設(shè)計(jì)人員作為編制底圖；本地文件沙盤(pán)模擬，將城市設(shè)計(jì)成果文件直接加載到沙盤(pán)中，直觀模擬設(shè)計(jì)成果。

4.3 輔助理性決策

基于城市大數(shù)據(jù)信息圖譜輔助決策是面向規(guī)劃管理部門(mén)和城市決策者，一方面按照城市設(shè)計(jì)編制技術(shù)規(guī)則對(duì)城市設(shè)計(jì)成果自身進(jìn)行審查，另一方面能夠提供諸如多方案比對(duì)、全規(guī)則評(píng)估、全視角評(píng)估等輔助決策支撐功能。通過(guò)對(duì)未來(lái)趨勢(shì)的智能預(yù)測(cè)，以交互式模擬引領(lǐng)未來(lái)使公眾參與到城市設(shè)計(jì)的全過(guò)程之中。依托空間基礎(chǔ)沙盤(pán)，公眾可隨時(shí)隨地分享自己的生活故事，并可對(duì)現(xiàn)狀的城市空間進(jìn)行評(píng)議；在城市規(guī)劃全過(guò)程中能夠提出對(duì)城市空間與生活圈的設(shè)計(jì)構(gòu)想；并在方案評(píng)價(jià)和實(shí)施評(píng)估階段對(duì)設(shè)計(jì)方案與建成空間給予評(píng)價(jià)和反饋。故事評(píng)議、設(shè)計(jì)構(gòu)想及評(píng)價(jià)反饋均以時(shí)空信息點(diǎn)的形式，于基礎(chǔ)空間沙盤(pán)之中進(jìn)行公眾信息的集成管理和分享。

5 結(jié)束語(yǔ)

如果說(shuō)描述性分析是大數(shù)據(jù)的基石，那么融合預(yù)測(cè)分析便是大數(shù)據(jù)的未來(lái)。前者重點(diǎn)在于考察歷史數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行初步的解析；后者更側(cè)重于利用多源大數(shù)據(jù)來(lái)解析城市的內(nèi)核，并且預(yù)測(cè)城市未來(lái)發(fā)展方向。本文是對(duì)于多源大數(shù)據(jù)融合之后建構(gòu)城市大數(shù)據(jù)信息圖譜平臺(tái)的初步探究，研究起于空間，同時(shí)也投影到空間上。這一信息圖譜平臺(tái)是將影響城市內(nèi)核的六類大數(shù)據(jù)進(jìn)行了整合研究，是對(duì)城市內(nèi)在機(jī)制研究的初步探索，通過(guò)這一平臺(tái)，可以進(jìn)行單維、二維及多維的大數(shù)據(jù)空間特征、耦合特征及相關(guān)性特征的分析。但是本文研究還存在一定的不足：

1）考慮到城市多源大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新機(jī)制，本文研究在動(dòng)態(tài)演變更新方面還需進(jìn)一步探究。

2）因各個(gè)城市發(fā)展階段及特征不同，本文研究所選取的六類城市的大數(shù)據(jù)仍無(wú)法全面解析各類城市的各個(gè)層面、各個(gè)維度的系統(tǒng)特征，后續(xù)研究需納入更多研究案例，充實(shí)這一平臺(tái)的系統(tǒng)建構(gòu)。