大數(shù)據(jù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的創(chuàng)新與應(yīng)用初探

田云柯

貴陽市地理信息大數(shù)據(jù)中心（550000）

1 傳統(tǒng)思維向大數(shù)據(jù)思維轉(zhuǎn)變

大數(shù)據(jù)作為一種科學(xué)工具和新的思維方式，促使規(guī)劃管理部門重新發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識數(shù)據(jù)的價值，從而為城市規(guī)劃與決策提供新的思維、理念和方法。如何打造以大數(shù)據(jù)為引領(lǐng)的創(chuàng)新型中心城市，促進城市發(fā)展和管理變革，成為規(guī)劃人急需解決的問題。

傳統(tǒng)城市規(guī)劃一般遵循著“自上而下”的規(guī)劃模式，容易造成規(guī)劃實施和管理的不合理和效率低下，大數(shù)據(jù)支撐下的城市研究與規(guī)劃管理將促使城鄉(xiāng)規(guī)劃更多地從傳統(tǒng)的空間規(guī)劃向動態(tài)的“時”“空”規(guī)劃轉(zhuǎn)變，能夠?qū)σ?guī)劃實施效果進行長期的實時評估和快速優(yōu)化。大數(shù)據(jù)時代的城鄉(xiāng)規(guī)劃將給城市開啟一個新的時代，并成為城鄉(xiāng)規(guī)劃變革、創(chuàng)新的新動力[1]。

1.1 大數(shù)據(jù)思維轉(zhuǎn)變——城市認(rèn)知的變革

由單一的“條數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣摹皦K數(shù)據(jù)”，將促使規(guī)劃管理部門全面、及時地認(rèn)識城市現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)城市問題。在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)供給渠道的增多和數(shù)據(jù)分析技術(shù)的進步，將為規(guī)劃管理部門更客觀地認(rèn)知城市現(xiàn)狀、分析城市問題和樹立城市形象提供質(zhì)量更高的數(shù)據(jù)[2]。

1.2 大數(shù)據(jù)思維轉(zhuǎn)變——城鄉(xiāng)規(guī)劃主體的變革

在大數(shù)據(jù)時代，廣泛、開放和多元協(xié)同的公眾參與規(guī)劃編制，不僅可以在各類社交網(wǎng)絡(luò)上利用大數(shù)據(jù)技術(shù)獲取和分析公眾對城市發(fā)展的意見及建議，還可以在網(wǎng)絡(luò)上搭建專門的城市規(guī)劃咨詢平臺，收集公眾的聲音。此外，隨著城市發(fā)展從規(guī)模擴張到品質(zhì)提升的轉(zhuǎn)變，城市規(guī)劃關(guān)注的重點也逐漸從宏觀轉(zhuǎn)向微觀。利用大數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù)，搭建以城鄉(xiāng)規(guī)劃為主體、相關(guān)部門共同參與的城市研究、分析、管理平臺，將為多部門協(xié)同解決城市發(fā)展中的問題提供幫助。

1.3 大數(shù)據(jù)思維轉(zhuǎn)變——城鄉(xiāng)規(guī)劃技術(shù)的變革

隨著城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在大數(shù)據(jù)的驅(qū)動下,各類型數(shù)據(jù)的聚集、融合深刻影響著城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域的變化，不斷推動城鄉(xiāng)規(guī)劃技術(shù)手段的變革。傳統(tǒng)城鄉(xiāng)規(guī)劃以隨機樣本、抽樣精準(zhǔn)數(shù)據(jù)、因果數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的分析模式，必將被全體數(shù)據(jù)、混合型數(shù)據(jù)、關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)所取代。以大數(shù)據(jù)為引領(lǐng)的創(chuàng)新型中心城市的視角,需要構(gòu)建一套以“規(guī)劃塊數(shù)據(jù)”驅(qū)動城市規(guī)劃新技術(shù)支持體系,才能更好地支持新形勢下的城鄉(xiāng)規(guī)劃編制工作。

1.4 大數(shù)據(jù)思維轉(zhuǎn)變——城鄉(xiāng)規(guī)劃編制方法的變革

傳統(tǒng)城市規(guī)劃的理論基礎(chǔ)之一是統(tǒng)計學(xué)、線性預(yù)測模型及其對應(yīng)的規(guī)劃支持系統(tǒng)。復(fù)雜城市系統(tǒng)需要一整套科學(xué)方法和工作體系，其代表就是數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)、人工智能等大數(shù)據(jù)時代下的技術(shù)應(yīng)用。

2 大數(shù)據(jù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域中的創(chuàng)新

亞里士多德有一句名言:“人們來到城市是為了生活，人們居住在城市是為了更好地生活?！背鞘惺侨祟愇拿鞯慕Y(jié)晶，也是人類創(chuàng)造力的集大成之地。在2003年，威廉·J.米切爾在《伊托邦》一書中，為人們描述了城市的未來:“城市——指的是從柏拉圖、亞里士多德到芒福德、雅各布斯這樣的城市理論家們所熟悉的城市——已經(jīng)不能再像以前那樣維系在一起并發(fā)生作用了。傳統(tǒng)的城市模式無法與“網(wǎng)絡(luò)空間”（Cyberspace）共存。在大數(shù)據(jù)時代，城市的本質(zhì)和形態(tài)也在悄然地面臨巨大的變革。

2.1 運用大數(shù)據(jù)驅(qū)動城鄉(xiāng)規(guī)劃調(diào)查與分析的創(chuàng)新

人類信息存儲量的增長速度比世界經(jīng)濟的發(fā)展速度快4倍，計算機的處理能力的增長速度則比世界經(jīng)濟的發(fā)展速度快9倍。在大數(shù)據(jù)時代，全體數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，是人們發(fā)現(xiàn)事實和預(yù)測未來的模式的一次重大顛覆。大數(shù)據(jù)時代，人群每日上下班出行軌跡、年齡、教育背景、收入水準(zhǔn)、家庭結(jié)構(gòu)、日常消費、文化生活等早已統(tǒng)統(tǒng)被其周邊的“準(zhǔn)智能空間”以各種介質(zhì)攝入在一個海量的數(shù)據(jù)庫中。以此為基礎(chǔ)進行有針對性地精準(zhǔn)挖掘和分析，對于更好地組織公眾參與、完善調(diào)研、支持決策，其重要意義不言而喻。對于城市規(guī)劃者，大數(shù)據(jù)的采集和精準(zhǔn)挖掘也可以說是如虎添翼。

現(xiàn)狀調(diào)查與分析是各級各類城鄉(xiāng)規(guī)劃重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，是城鄉(xiāng)規(guī)劃定性、定量分析的主要依據(jù)。對城鄉(xiāng)現(xiàn)實狀況的準(zhǔn)確把握，有利于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實中的核心問題，有利于支撐城鄉(xiāng)規(guī)劃制訂科學(xué)、合理的發(fā)展藍(lán)圖。在當(dāng)前規(guī)劃編制新形勢下，既要保證現(xiàn)狀調(diào)查的質(zhì)量，又要提高現(xiàn)狀調(diào)查的效率，深度改革與創(chuàng)新已勢在必行。根據(jù)規(guī)劃管理與編制的實踐，積極探索了大數(shù)據(jù)技術(shù)支撐下的城鄉(xiāng)規(guī)劃現(xiàn)狀調(diào)查與分析新模式，為城鄉(xiāng)規(guī)劃構(gòu)建工作模式合理、技術(shù)手段先進的現(xiàn)狀調(diào)查與分析提供有力的支撐[3]。

2.2 運用大數(shù)據(jù)驅(qū)動城鄉(xiāng)規(guī)劃管理和研究的創(chuàng)新

經(jīng)典規(guī)劃中的功能分區(qū)和交通布局基于傳統(tǒng)的生產(chǎn)和生活方式。而這一前提正在慢慢發(fā)生質(zhì)的變化。展望未來，工作、生活一體化的社區(qū)、24 h社區(qū)等有可能將越來越普及。人們的空間和時間配置將因為大數(shù)據(jù)而變得更為靈活。生活、工作、分享、交流、創(chuàng)造可以交替混雜進行。在大數(shù)據(jù)時代基礎(chǔ)設(shè)施的支持下，人們創(chuàng)新的條件將更完美。在“永遠(yuǎn)在線”的模式下，以用戶為導(dǎo)向的平臺經(jīng)濟已經(jīng)初露端倪，今后將獲得更為突飛猛進的發(fā)展。以此為基礎(chǔ)積累的大數(shù)據(jù)將為用戶體驗的技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新，以及跨界交叉創(chuàng)新提供肥沃的土壤，更靈活的生產(chǎn)、營銷和分配方式將會出現(xiàn)，最終將消除許多傳統(tǒng)上對于工商業(yè)的地域限制，從而構(gòu)成新型的城鄉(xiāng)空間模式。

在城鄉(xiāng)規(guī)劃管理和研究中，大數(shù)據(jù)時代帶給人們至少五個方面的重大機遇，產(chǎn)品和服務(wù)的非物質(zhì)化 （dematerialization）、減少機動出行（demobilization）、大規(guī)模定制生產(chǎn)（mass customization）、智能化能源管理（intelligent operation），以及柔性的城市改造（soft transformation）。面對新的機遇與挑戰(zhàn)，需要人們具備獨特的預(yù)見力，充分發(fā)揮規(guī)劃人專業(yè)優(yōu)勢，才不至于被時代所拋棄。

2.3 運用大數(shù)據(jù)驅(qū)動城鄉(xiāng)規(guī)劃技術(shù)的創(chuàng)新

在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)來源更廣泛，分布更集中，以前散落各處的數(shù)據(jù)越來越集中，以前不可獲取的信息現(xiàn)在可獲取。通過互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療設(shè)備、視頻監(jiān)控、移動設(shè)備、智能設(shè)備、非傳統(tǒng)IT設(shè)備獲得的文本、圖形、音頻、視頻、遙感遙測等建立與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理直接相關(guān)聯(lián)的實時數(shù)據(jù)集，處理空間信息和與之相關(guān)的屬性信息，迅速及時地更新數(shù)據(jù)集，大規(guī)模綜合性地管理城市空間分布信息?？梢蕴岣攥F(xiàn)狀調(diào)研的效率和規(guī)劃編制基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確全面，建立相應(yīng)問題表象對于城市規(guī)劃的決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)，改變規(guī)劃的滯后性和低效率，提高規(guī)劃的時效性[4]。

3 大數(shù)據(jù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)在智慧城市和城鄉(xiāng)規(guī)劃中發(fā)揮著巨大作用。從政府決策與實施，到城市的產(chǎn)業(yè)布局和規(guī)劃，再到城市的運營和管理，甚至人們生活的各個方面，注定要被貼上大數(shù)據(jù)的標(biāo)簽。在城市規(guī)劃方面，通過對城市地理、氣象等自然信息和經(jīng)濟、社會、文化、人口等人文社會信息的挖掘，可以為城市規(guī)劃提供強大的決策支持，強化城市管理服務(wù)的科學(xué)性和前瞻性。

歷史上，顛覆人類生活方式的技術(shù)進步往往伴隨著新的城市發(fā)展理論的誕生[5]。如今，大數(shù)據(jù)的普及應(yīng)用為新的城市分析和運行模式帶來了可能，正在改變著規(guī)劃師、政府和普通市民對城市的理解。

3.1 城鄉(xiāng)規(guī)劃中的新技術(shù)應(yīng)用

城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容可分為幾個階段，包括基礎(chǔ)圖紙分析、前期規(guī)劃調(diào)研、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)初步處理和信息提取、空間分析和城市問題剖析、方案設(shè)計、成果生成和可視化表達(dá)效果的提升、規(guī)劃成果的科學(xué)管理等。在每一個階段，根據(jù)不同要求和實現(xiàn)目標(biāo)，對應(yīng)不同特點的信息處理工具和應(yīng)用軟件[6]。

3.2 城鄉(xiāng)規(guī)劃中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用

在新技術(shù)和新數(shù)據(jù)的促使下，各類數(shù)據(jù)獲取、應(yīng)用和分析的整個生命周期貫穿在新的城市規(guī)劃過程中，相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織和使用方式，最大程度上發(fā)揮數(shù)據(jù)應(yīng)有的價值。

在生命周期視角下重新認(rèn)識傳統(tǒng)規(guī)劃流程框架[7]。

3.2.1 調(diào)研階段

主要任務(wù)是獲取數(shù)據(jù)，在傳統(tǒng)的踏勘、訪談和筆錄等模式基礎(chǔ)上進行數(shù)字化、格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)校準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)抓取和軟件開發(fā)的工作。數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能保留空間屬性。

3.2.2 分析階段

針對規(guī)劃需要對數(shù)據(jù)進行清洗、處理和分析。常用技術(shù)有GIS、數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)、自然語言處理、可視化等。

3.2.3 方案階段

在統(tǒng)一的規(guī)劃平臺上將關(guān)于規(guī)劃的數(shù)據(jù)進行匹配、整合，根據(jù)規(guī)劃師的行業(yè)經(jīng)驗和技術(shù)對數(shù)據(jù)的進一步加工和解讀。

3.2.4 成果階段

在方案數(shù)據(jù)化的前提下，用數(shù)據(jù)分析結(jié)果指導(dǎo)軟件或平臺開發(fā)，取代機械重復(fù)勞動。

3.2.5 管理應(yīng)用階段

在規(guī)劃工作完成后，利用已有數(shù)據(jù)進行延伸應(yīng)用和開發(fā)。

3.3 新興數(shù)據(jù)的應(yīng)用

3.3.1 POI數(shù)據(jù)-導(dǎo)航地圖類

POI是Point of Interest的縮寫，可以翻譯成信息點（或者興趣點），包含導(dǎo)航地圖類POI和大眾點評POI。

3.3.1.1 導(dǎo)航地圖類POI分類

每個POI包含四方面信息，名稱，類別，經(jīng)度緯度，附近的酒店、飯店、商鋪等信息。

人們可以稱其為“導(dǎo)航地圖信息”，導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)是整個導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的基石。

3.3.1.2 常用分析類型

設(shè)施密度分析:采用點密度、核密度等分析方法將設(shè)施密度可視化。可以描述各類設(shè)施的空間分布和聚集特征。

用地功能混合度分析:通過用地信息熵分析，得出地塊的各類用地功能混合度數(shù)值?？梢杂脕頇z測區(qū)域的各類用地配置均衡性。

多種設(shè)施的相關(guān)性分析:將研究范圍分區(qū)，分別統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)某幾類公共設(shè)施的數(shù)量，并用此類數(shù)量作相關(guān)性分。

3.3.2 POI數(shù)據(jù)、大眾點評類

大眾點評是我國領(lǐng)先的本地生活信息及交易平臺，也是全球最早建立的獨立第三方消費點評網(wǎng)站。大眾點評不僅為用戶提供商戶信息、消費點評及消費優(yōu)惠等信息服務(wù)，同時亦提供團購、餐廳預(yù)訂、外賣及電子會員卡等O2O交易服務(wù)。

大眾點評里面豐富的的POI評論、分類、特色菜等信息對人們研究城市生活提供了很好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，地塊混合度、商圈密集程度、住宅配套等信息都可以通過挖掘此類數(shù)據(jù)得到。

與其他多種數(shù)據(jù)的交互使用，可以為人們了解城市提供更豐富的途徑。如通過對服裝鞋類、化妝品、首飾的聚類分析，可以看到城市的“熱點”與“冷點”，通過咖啡館的POI結(jié)合房價可以作出選址的最佳優(yōu)化等。

3.3.3 社交類數(shù)據(jù)

3.3.3.1 包括微博數(shù)據(jù)和社交網(wǎng)絡(luò)圖片

主要指微博用戶在使用微博時，產(chǎn)生并存儲于新浪微博后臺的數(shù)據(jù)，如用戶基本信息、微博內(nèi)容、簽到地點坐標(biāo)等。

通過微博數(shù)據(jù)，人們可以獲知如某一時段的熱點話題、某一地點的熱點話題等內(nèi)容，通過帶有地理信息標(biāo)識的輿情監(jiān)測，反映城市的運行狀況等與規(guī)劃相關(guān)的有效信息。

3.3.3.2 常用分析類型

簽到熱度分析:尋找微博用戶簽到空間熱點，針對某社會話題尋找輿情空間分布。

簽到曲線分析:探尋微博用戶的時間熱力區(qū)間，針對某社會話題尋找輿情時間分布。

3.3.4 人口熱圖數(shù)據(jù)

人口熱圖數(shù)據(jù)包括百度熱圖數(shù)據(jù)、騰訊某LBS產(chǎn)品數(shù)據(jù)、百度景區(qū)熱圖數(shù)據(jù)等。

常用分析類型：利用了百度的時空大數(shù)據(jù)，包括定位數(shù)據(jù)、軌跡數(shù)據(jù)等，首次在細(xì)尺度上檢測，并可視化出了中國的住宅空置率狀況，發(fā)現(xiàn)了存在于不同城市、城市的不同區(qū)域有關(guān)住宅空置率的有趣現(xiàn)象，并分析了這些現(xiàn)象的原因。

3.3.5 智能設(shè)施數(shù)據(jù)

常見智能設(shè)施數(shù)據(jù)包括智能水電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、手機數(shù)據(jù)等反映城市運行狀態(tài)、基礎(chǔ)存量和人口活動的數(shù)據(jù)。

智能水電網(wǎng)運行數(shù)據(jù):智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)支持下的城市運行狀態(tài)監(jiān)測與特征地塊識別。

手機數(shù)據(jù):分為手機信令數(shù)據(jù)、手機話單數(shù)據(jù)等。其精度為2 g、3 g等蜂窩在中心城區(qū)為100 m左右，而市郊500～1 000 m。微蜂窩基站在城區(qū)可到建筑尺度，精度可達(dá)20 m，采樣時間頻率為不均勻的時間采樣，采樣率覆蓋大部分人群。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)不僅可以整合更廣泛的資源，為城鄉(xiāng)規(guī)劃管理與研究提供更科學(xué)、客觀、系統(tǒng)的分析支持，還可以為公眾參與提供表達(dá)意愿的渠道。大數(shù)據(jù)也為城鄉(xiāng)規(guī)劃的變革提供理想的研究分析模型和公眾參與平臺。相對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)對應(yīng)的多種時間尺度面向未來的規(guī)劃、擴張性的規(guī)劃，大數(shù)據(jù)使規(guī)劃人獲得了一種全面、多維、穩(wěn)態(tài)的規(guī)劃技術(shù)手段，可以通過不斷優(yōu)化完善技術(shù)和方法，加快實現(xiàn)以大數(shù)據(jù)為引領(lǐng)的打造創(chuàng)新型中心城市的目標(biāo)。人們正昂首闊步邁入大數(shù)據(jù)時代，在變革中擁有驅(qū)動大數(shù)據(jù)的能力，讓規(guī)劃人成為大數(shù)據(jù)時代的強人，才能贏得未來。