大數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用研究

摘要：大數(shù)據(jù)的多源性、人性化、時空性等屬性與城市規(guī)劃決策的本質(zhì)屬性緊密結(jié)合，為城市規(guī)劃決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)支持，促進城市規(guī)劃準確、城市治理高效的發(fā)展。本文通過梳理大數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃中的作用的相關(guān)文獻，大數(shù)據(jù)促進了城市規(guī)劃從“小樣本靜態(tài)”到“多源時空”數(shù)據(jù)、從單一空間尺度到全球空間尺度、從“物質(zhì)空間”到“以人為本”的轉(zhuǎn)變、從“人工空間”到“人工空間”的明顯轉(zhuǎn)變。在此基礎(chǔ)上，本文主要從居民時空行為分析、城市交通網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化、城市功能區(qū)劃分、區(qū)域聯(lián)系和城市層次分析等方面，梳理大數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用進展。城市生態(tài)環(huán)境治理與城市邊界劃分。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；城市規(guī)劃；應(yīng)用研究；展望

在我國相對較短的時間內(nèi)經(jīng)歷了西方發(fā)達國家漫長的城市化進程歷史時期，產(chǎn)生了正負兩方面的影響：從積極作用的角度來看，人口、產(chǎn)業(yè)、金融資本、技術(shù)、信息資源等高度集中在美國。區(qū)域內(nèi)，形成了強大的集聚規(guī)模，促進了城市和整個區(qū)域的社會經(jīng)濟快速發(fā)展。從負面效應(yīng)分析，這種“多相共存”和我國現(xiàn)階段制造的“時空壓縮”的特點出現(xiàn)了尖銳而復雜的城市問題，大量的城市問題集中在一起，如城市快速擴張、土地利用結(jié)構(gòu)混亂、社會空間碎片化、生態(tài)系統(tǒng)退化等。城市能源消耗增加、交通擁堵、空氣污染、熱島效應(yīng)等都存在著可持續(xù)發(fā)展等問題，對城市居民的正常生產(chǎn)和生活構(gòu)成了巨大威脅。在此背景下，2014年國務(wù)院頒布了新的《國家計劃（2014-2020年）》，作為國家宏觀、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性規(guī)劃文件的城市化發(fā)展導向，系統(tǒng)地提出了“以人為本”的新型城市化發(fā)展模式，而大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展則是為這種轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新帶來新的突破點。

1.大數(shù)據(jù)時代下的城市規(guī)劃特征分析

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，城市空間更加流動，土地利用更加多元化，個體行為選擇的影響也越來越大。城市規(guī)劃應(yīng)該反映這些變化，解決這些變化帶來的城市問題。大數(shù)據(jù)對城市規(guī)劃行業(yè)的影響是巨大的：一方面，它在傳統(tǒng)城市規(guī)劃的概念和方法上有一個巨大的影響，強化了規(guī)劃對于城市發(fā)展的影響力量，它提供了一個新的方向，轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的城市規(guī)劃技術(shù)手段；另一方面，它對城市規(guī)劃學科理論的重構(gòu)和豐富，對城市規(guī)劃的建設(shè)和管理實踐具有重要的指導意義。這是非常重要的。這就要求我們運用大數(shù)據(jù)思維、方法和技術(shù)手段來觀察和研究城市問題，進而制定科學有效的城市規(guī)劃方案。

1.1規(guī)劃數(shù)據(jù)：從小樣本靜態(tài)向多源時空數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的城市規(guī)劃包括許多類型的小樣本數(shù)據(jù)，如地形圖、影像圖、交通網(wǎng)絡(luò)、人口、土地利用、特殊經(jīng)濟數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)獲取依賴于統(tǒng)計年鑒、問卷調(diào)查、研究文獻、深度訪談和時間尺度，實時更新效果較差，“小樣本量”和“延遲”等現(xiàn)象導致一系列嚴重的問題，而這些問題貫穿城市規(guī)劃的整個過程：很難完全把握城市發(fā)展的現(xiàn)狀在計劃準備階段，很難符合現(xiàn)狀的城市發(fā)展規(guī)劃實施階段，很難準確地診斷在施工過程中遇到的問題計劃監(jiān)督和評估階段。

然而，通過遙感、測繪、傳感器、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，可以獲取大量、準確的大數(shù)據(jù)。所獲取的數(shù)據(jù)內(nèi)容具有樣本量大、實時動態(tài)、微細節(jié)等特點，這種基于網(wǎng)絡(luò)、手機、公交刷卡、傳感器等機器手段的大型城市規(guī)劃數(shù)據(jù)可以在時空維度上獲得。全面分析研究區(qū)內(nèi)的社會經(jīng)濟活動，為城市規(guī)劃提供基本依據(jù)。例如，在傳統(tǒng)的公交網(wǎng)絡(luò)布局中，需要大量的人力和物力來收集OD數(shù)據(jù)?；诤Ａ康墓凰⒖〝?shù)據(jù)，可以清晰直觀地將職業(yè)與居住的分離呈現(xiàn)給城市管理者和規(guī)劃師，從而提高路網(wǎng)布局的合理性。

1.2規(guī)劃尺度：從單一空間尺度向全域空間尺度轉(zhuǎn)變

空間單元的選擇是影響城市要素研究和資源合理配置的重要因素。不同空間尺度的地理目標或現(xiàn)象會呈現(xiàn)出不同的格局和結(jié)構(gòu)，形成空間的多尺度表達。因此，研究其空間范圍和分辨率的因素和問題，是城市規(guī)劃中必須回答的問題。由于許多自然現(xiàn)象（如資源分布、生態(tài)景觀）和社會經(jīng)濟現(xiàn)象（如產(chǎn)業(yè)布局、經(jīng)濟發(fā)展）都具有復雜性、非線性、空間異質(zhì)性和不確定性等特征，研究和觀察這些現(xiàn)象和規(guī)律往往需要多尺度和跨尺度的方法。大數(shù)據(jù)的生成、提取和應(yīng)用為不同空間尺度下城市因子的定量研究提供了依據(jù)，促進了城市研究從單一空間尺度向全球空間尺度、從靜態(tài)空間向動態(tài)空間的轉(zhuǎn)變。

在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，城市規(guī)劃的空間范圍不再局限于一個區(qū)域和一個城市，空間擴展能力得到加強。最終形成了“街（社區(qū)）-鄉(xiāng)鎮(zhèn)-區(qū)域-國家”的全球空間。這種尺度的推進使得城市規(guī)劃的空間結(jié)果不僅能夠在多尺度的環(huán)境中得到恰當?shù)谋磉_，而且更加準確。粒度維度揭示了城市發(fā)展軌跡和微觀個體行為背后的規(guī)律?？梢钥闯?，在城市規(guī)劃領(lǐng)域，從宏觀城市系統(tǒng)到微觀街道空間，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以提供豐富的數(shù)據(jù)源和高效的分析方法。具體來說，在國家和地區(qū)層面，我們可以利用“人口遷移”大數(shù)據(jù)和地球觀測數(shù)據(jù)，動態(tài)分析人口遷移狀況和城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量；在市縣層面，通過對移動通信數(shù)據(jù)、公交刷卡數(shù)據(jù)和社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用，可以揭示城市人口活動范圍和使用興趣點等交通流狀況。數(shù)據(jù)可以清晰地顯示城市產(chǎn)業(yè)的空間格局；在社區(qū)和街道層面，分析和應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)類型，如住宅環(huán)境感知大數(shù)據(jù)，建筑和生活能源消耗大數(shù)據(jù)、室內(nèi)定位和住宅行為大數(shù)據(jù)，細化網(wǎng)格管理大數(shù)據(jù)，等等，可以揭示在社區(qū)居民的行為模式，甚至住宅，使詳細規(guī)劃和社區(qū)的城市（鎮(zhèn)）。地區(qū)管理服務(wù)和建筑設(shè)計提供決策支持。

1.3規(guī)劃核心：從“物質(zhì)空間”向“以人為本”轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的城市規(guī)劃是通過城市物理空間的介入來制定和實施的，它影響著城市居民及其生活。它強調(diào)結(jié)構(gòu)和空間。由于規(guī)劃理念滯后，數(shù)據(jù)采集和處理受到限制，難以應(yīng)對復雜的居民行為和個人情感。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展促進了城市規(guī)劃明顯的社會轉(zhuǎn)向，即從以“經(jīng)濟活動與建設(shè)”為基礎(chǔ)的物質(zhì)空間規(guī)劃轉(zhuǎn)向以“個人日?；顒印睘橹行牡纳鐣臻g規(guī)劃。

可以說，大數(shù)據(jù)技術(shù)為城市規(guī)劃的人性化提供了契機。它主要體現(xiàn)在以下方面：首先，人類活動的記錄是大數(shù)據(jù)的一個重要組成部分，它提供了一個技術(shù)方面的準確反映和預測的時空行為特征和規(guī)則城市居民，包括人類和城市空間環(huán)境之間的交互，個人和團體之間的相互作用，個人行為的空間格局。法律通過深層數(shù)據(jù)挖掘，最終可以幫助我們理解和揭示這些復雜的城市社會經(jīng)濟現(xiàn)象及其潛在的影響機制。其次，以往難以量化的居民情感、經(jīng)歷、信仰、價值觀、思想創(chuàng)意等，也可以利用大數(shù)據(jù)進行有效的表達和分析，從而了解微觀主體的需求，促進城市公共資源的合理配置，滿足多元利益的需求。例如，基于網(wǎng)絡(luò)投票的民意調(diào)查可以獲得公眾對某一規(guī)劃政策或具體建設(shè)項目的態(tài)度。根據(jù)大數(shù)據(jù)所反映的調(diào)查結(jié)果，規(guī)劃人員可以適當調(diào)整方案，使其更符合公眾的期望。正如維克托·梅耶爾·勛伯格所強調(diào)的，大數(shù)據(jù)帶來的信息風暴正在改變我們的生活、工作和思維，開啟一個重大的時代變革。

1.4規(guī)劃決策輔助：從“人工化”向“智能化”轉(zhuǎn)變

與城市規(guī)劃編制和實時模型相比，基于人工判斷和分析，一系列的新技術(shù)，如數(shù)據(jù)挖掘、機器學習和人工智能的潮流下大數(shù)據(jù)將為傳統(tǒng)的城市規(guī)劃提供良好的規(guī)劃決策支持。它可以幫助城市管理部門和規(guī)劃分析城市問題更準確地制定規(guī)劃計劃。例如，各種測量模型的建立和基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的信息挖掘技術(shù)可以用來挖掘各種復雜的關(guān)系在城市的日常運作，包括狀態(tài)和關(guān)系因素，如工業(yè)和經(jīng)濟趨勢，居民行為模式、基礎(chǔ)設(shè)施布局和交通流特征，以幫助規(guī)劃者分析城市發(fā)展的潛在規(guī)律和未來的發(fā)展趨勢。從而制定科學的規(guī)劃方案，提高規(guī)劃決策水平。

基于大數(shù)據(jù)的場景對比可以模擬事前規(guī)劃和決策的實施效果。例如，基于社會和經(jīng)濟變量的分析決定寫字樓的需求，利用辦公大樓的總量變化來分析辦公建筑企業(yè)的變化情況，利用GIS平臺分析如交通、土地價格、城市結(jié)構(gòu)、專業(yè)功能區(qū)，人口密度和商業(yè)圈等的空間因素?？臻g配置方案的模擬可以為城市總體規(guī)劃的土地利用布局提供依據(jù)。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)也改變了傳統(tǒng)的公眾參與城市規(guī)劃的方式，有效避免了傳統(tǒng)講座和問卷調(diào)查方式的時效性差、樣本量小的問題，提高了公眾參與的效率。例如，通過這兩種媒體的微博和微信，我們可以構(gòu)建一個基于社交網(wǎng)絡(luò)的城市規(guī)劃參與的平臺，并實現(xiàn)實時交互網(wǎng)絡(luò)上的公眾參與規(guī)劃，這不僅可以為公眾計劃積極提供數(shù)據(jù)，也便于公眾分享，促進計劃和反饋計劃。

2.結(jié)束語

我國正處于新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和工業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵時期。我們需要應(yīng)對一系列城市疾病，如城市過度擴張、交通擁堵、個性特征喪失、脆弱性增加、社會兩極分化、環(huán)境惡化等。這些問題一直在考驗著政府部門的治理能力和服務(wù)水平。這些問題的解決在很大程度上取決于決策者的能力和他們的能力。大數(shù)據(jù)時代，基于高質(zhì)量的多源數(shù)據(jù)和強大的算法，大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)了對城市要素發(fā)展趨勢及其相互關(guān)系的分析和預測。為全面、實時了解城市發(fā)展變化，解決發(fā)展中存在的問題提供了有力的技術(shù)支持。其在城市規(guī)劃領(lǐng)域應(yīng)用的深度和廣度也在不斷擴大。然而，城市規(guī)劃學科的健康發(fā)展，在大數(shù)據(jù)研究的熱潮下，有必要關(guān)注大數(shù)據(jù)在規(guī)劃實踐和研究中的問題，如大數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃中的偏性問題，大數(shù)據(jù)的長期預測不足、大數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃中的開放共享問題， 應(yīng)用于城市規(guī)劃的理論方法的大數(shù)據(jù)滯后問題等。

參考文獻：

[1]儲節(jié)旺，陳善姍.開放創(chuàng)新環(huán)境下企業(yè)專利競爭情報分析的條件、困境及對策研究[J/OL].情報理論與實踐：1-12[2019-03-17]

[2]李剛.積極推進公安大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略[N].人民公安報，2019-03-16（004）

[3]朝樂門.信息資源管理理論的繼承與創(chuàng)新：大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)科學視角[J/OL].中國圖書館學報，2019（02）：1-16[2019-03-17]

[4]楊世明，周思淼，唐葉韻，況盼.貴陽大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究[J/OL].中國經(jīng)貿(mào)導刊（中），2019（08）：44-45[2019-03-17]

[5]焦圣雅，支浩然，祖雅妮，劉雅琴，車昌鴻，王麗娟.基于大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)的服裝精準定制模式研究[J/OL].中國經(jīng)貿(mào)導刊（中），2019（08）：109-110[2019-03-17]

[6]朱友鵬.大數(shù)據(jù)時代企業(yè)發(fā)展管理會計的內(nèi)在邏輯與實施路徑[J/OL].中國經(jīng)貿(mào)導刊（中），2019（08）：110-111[2019-03-17]

作者簡介：

李美瑩，供職于華夏出行有限公司，對外經(jīng)濟貿(mào)易大學統(tǒng)計學院在職人員高級課程研修班學員。