大数据下城市规划编制研究范文

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《地理信息世界杂志》2016年第4期

摘要：

大数据时代的来临，为城市规划编制方法带来新的突破契机，为实时动态获取城市居民生活和行为特征信息，评估和预测城市规划编制成果提供方法和技术支持。本文从大数据视角的城市规划思维方式出发，梳理了城市规划编制各阶段采用的大数据研究方法和技术，最后指出当前城市规划编制中存在的问题，以期促进大数据助推城市精准规划。

关键词：

大数据；规划编制；规划评估；数据公开与共享

0引言

受互联网普及和传感网、物联网、云计算等信息技术快速发展的影响，传统城市规划编制研究发生了很多变化，关注微观主体-城市居民对城市发展的需求成为城市规划研究的热点，而大数据方法和技术将成为支撑这一热点研究的重要手段[1-2]。发现、挖掘、处理、分析城市发展过程中获取的大数据，可以为城市规划编制提供新的思路和方法。采用大数据思维、方法和技术手段，可以精确、定量、精细化分析和研究城市问题，保障规划方案更加科学，城市基础设施、公共服务设施的布局更加合理高效，公众参与规划更加便捷直接，规划决策更加民主[3-4]。

1数据思维

方式大数据改变了人们的生活和理解世界的方式，给人们带来了思维变革，同样，大数据也给城市规划领域带来思想上的冲击，不仅改变了传统城市规划编制过程中对数据获取、分析以及挖掘的认识，也在改变规划师的思维模式。

1.1全样本思维

大数据给城市规划编制带来全样本数据，而不再仅限于传统随机样本数据。城市规划很难获取城市居民日常生活与行为信息，只能采用随机抽样、问卷调查等小样本分析方法进行估算，很难全面客观反映城市居民活动特征。随着大数据技术的广泛应用，通过获取不同出行特征：私人汽车、公共交通、自行车等定位数据，可以全面客观地掌握城市居民出行，为构建城市综合交通规划体系提供了特定区域、特定时间内的居民出行全样本信息。

1.2相关性思维

基于大数据的分析与研究不再热衷于寻找因果关系，而是寻找事物之间的相关性。相关性也许不能准确预测事件为何发生，但可以及时提醒事情正在或即将发生。如利用乡镇和街道尺度的“五普”和“六普”人口资料，可以对一定时期人口密度的空间分布变化进行考察，基于人口密度视角，根据城镇化格局的识别指标，可以分析出不同类型城镇格局的演变特征[5]。

1.3数据挖掘

思维传统数据时代由于信息量少，数据质量和精度是最为重要的指标。大数据时代由于数据量大、来源复杂、类型繁多、优劣掺杂，适当放松质量和精度，有利于获取更多的数据，进而发现数据背后所隐藏的联系和规律。通过对社交网络数据进行抓取，可以获取特定人群的粉丝、关注和好友信息，进而可以分析并构建其虚拟社交网络关系[6-7]。当然这不是要完全放弃数据质量和精度，而是适当忽略微观层面上的质量和精确，使城市规划师在宏观层面拥有更好的洞察力。

2规划编制方法

2.1数据获取途径

传统规划编制的数据类型主要为统计数据、调查访谈数据、基础地理信息数据、规划信息数据等4类，这些数据在全面性、时效性、准确性等方面存在限制。大数据时代城市规划编制中前期获取数据的来源和类型变得丰高，数据获取渠道更加通畅，数据精确性、时效性、全面性极大提高，保证了规划编制对数据的客观性和全面性的要求，为城市规划编制的动态评估提供重要可靠的参考。目前通过不同渠道和方式，可以获取以下七种类型的大数据资源，见表1。政府、行业和企业数据，可以采用申请、购买、开发网络爬虫软件等形式获取多类型共享数据、社交媒体数据以及开放数据。通过运营商、第三方平台和指定管理机构，可以获取特定地区、特定时间段内的包括GPS定位数据、手机信令数据、公共交通IC刷卡数据等在内的全样本、实时动态的居民生活和出行行为数据。

2.2数据采集分析方法

1）网络数据挖掘与分析

通过开发“网络爬虫”软件，按照一定规则，在专业网站和社交网络中自动抓取并下载与某一特定主体相关的Web网页、文档、图片、音视频等资源，并通过相应索引技术组织下载资源，以提供最后的查询服务。如通过对新浪微博上北京三家知名规划院用户的粉丝和好友数据进行挖掘，可以分析三家单位的人脉特征、组织特征和相互联系与影响的情况[8]。

2）行为数据采集与分析技术

针对居民行为活动特征进行数据采集，获取手机信令、出租车轨迹、公交IC卡刷卡等生活和行为数据，分析城市居民的行为与活动规律，进而构建居民与城市空间组织与结构之间的关系。表2是基于手机信令数据的城市规划编制研究方法，通过分析手机定位数据中包含的地理位置信息，可以获取手机用户在真实地理空间中的活动情况，并以此为研究依据，开展人群空间活动特征分析，分析不同尺度下城市建成区域使用情况，并进行规划评估分析。

3）数据分析与可视化技术

借助GIS平台的地图显示、空间分析等功能，对带有地理属性信息的多源数据进行可视化和空间分析，找出能够反映城市空间发展的规律与机制。如基于GIS平台，通过分析北京2008年连续一周的公交IC卡刷卡数据，结合2005年居民出行调查、地块级别的土地利用图，可以识别公交持卡人的居住地、就业地和通勤出行情况，进而可以评价北京市职住分离的空间差异[9]。

2.3规划编制管理方法

公众参与是城市规划编制的重要组成部分，既是公众表达对政府功能、政府与利益集团之间权利斗争的不满，也是政府兑现民主政治口号的重要手段。公众参与城市规划有助于提高城市规划决策的科学性和实施性。在现实中公众参与城市规划的效果很难达到公众期望的结果，主要体现在有效参与城市规划编制渠道不畅、传统公众参与方式效率不高、参与主体无法体现公众代表性、公众利益缺乏法制化保障等方面。为提高公众参与程度，基于PPGIS、WebGIS等技术，搭建网络公共互动平台，不仅城市管理者和规划师可以便捷、广泛地获取公众对城市发展的意见，还可以让公众了解并参与规划编制和建设的全过程，逐渐改变传统的主要由政府和专家的价值判断主导城市建设和规划格局。公参与规划编制模式也不再仅仅限于官对民和民对官的单向模式，而形成利益共同体的多方关注和介入。以武汉市为例，武汉国土资源与规划局打造“众规平台”网站，推出“环东湖路绿道规划”，通过网络建立社会公众直接参与规划编制的渠道。在“众规平台”上，公众不仅可以通过文字、图片和矢量图形的方式提交对规划项目的策划方案、建议和设计方案，更可以利用平台提供的地图服务，直接进行规划方案的标绘。此外，以社交网络、移动终端为代表的新媒体平台，也改变着公共参与城市建设规划的方式，不仅公众可以自由表达对城市发展的诉求，实现“自下而上的”公共参与，第三方组织也越来越多地通过新媒体平台，针对具体规划项目发起记录、宣传活动，进而介入公共参与。王鹏等利用社交网络、位置服务和移动终端等新媒体工具，对北京“钟鼓楼片儿区”和梅州市“梅州围龙屋”进行关注，通过新浪微博和腾讯微信平台传播和推广社会关注，通过WebGIS平台汇聚和空间数据，收集公众反馈信息，从而构建了一套完整的基于新媒体平台的城市规划社区公众参与模式[10]。

2.4规划编制评估方法

大数据时代的城市规划编制由于能够获取城市发展巨量规模的个体属性及其需求特征，因此，为实现“公共利益”导向的城市规划实施提供了基础。基于遥感影像数据，可以快速准确地把握城市空间发展现状和趋势，全面掌握城市建设用地的基本情况，为城市总体规划和分区规划的编制和修改提供科学可靠的数据支撑。以城市规划许可数据为依据，通过对比不同时序的遥感影像，结合GPS、出租车轨迹、公交刷卡等居民出行活动信息，可以有效区分城市规划边界和实际开发边界，评价城市增长边界。针对传统公共服务设施专项规划方法适合发展成熟、配套完善的老城区，指导新城规划建设针对性不强的特点，采用大数据“自下而上”的技术方法，获取新区房产注册信息、居民按月用水量、移动通信终端分布数据、交付房产竣工验收数据、历年财政统计数据等,，分析新区人口空间分布、人口流动以及住宅空置情况等信息，并以此作为杭州湾新区公共服务设施专项规划编制的依据[11]。基于大数据的规划编制评估不仅可以对规划实施效果进行评估，还可以对规划方案进行预评估。马世发等基于2005和2010年土地利用数据，构建约束性CA模型，可以对城市规划编制过程中的建设用地布局方案进行预评估，并检测城市建设用地空间布局的合理性[12]。

3问题思考

尽管基于大数据的城市规划编制研究和应用已经取得大的进展，但仍然在数据公开与共享、数据真实性以及数据安全等方面存在需要进一步思考与解决的问题。

3.1数据公开与共享

目前我国城市管理和规划行业仍然处于缺乏数据公开和共享的局面，受技术、成本、体制等因素的限制，个人、科研机构和规划编制单位很难获取所须数据，政府和大型企事业单位仍是大数据的实际拥有者和解读者。随着城市规划行业获取更多更全面的数据需求，公众了解和参与城市规划的意愿和能力日益增强，政府和专业机构需要更多地公开城市规划等相关数据以满足多方面对获取数据的强烈要求。政府部门应主动公开包括城市发展、规划信息等在内的数据，并通过城市信息平台和规划管理部门网站，建立城市规划信息与数据公开方式的平台，推动城市规划行业的数据公开。

3.2数据真实性

大数据由于获取途径不受限制，使得数据质量和可用性被极大地降低。如开放的理空间数据由于采用大众采集、上传的数据共享和更新模式，其数据质量和精度很难得以保证。手机信息自身存在不足，不仅体现在个体属性缺失、出行目的和方式缺失、漂移误差、记录缺失问题，更面临着个人隐私泄露的问题。由于大数据获取过程中无法做到“小数据”的精确性和针对性，使得基于大数据的分析方法和结果也不能完全客观地反映复杂的人类行为过程和城市的发展规律，容易导致计算和预测结果失真。

3.3数据的安全问题

规划编制所需要的基础地理信息数据、社会经济发展数据、土地利用数据、专题数据甚至是个人隐私数据等都掌握在以政府、企业、科研单位、互联网站等为代表的大数据管理者手中，如果这些信息不能被妥善保存和管理，而是被滥用，将会给社会和个人带来极大的侵害。另外如个人位置信息、出行计划、路线选择、购物清单与检索内容等大数据研究中最关心的居民日常生活联系紧密的数据，其本身并非用户的精确隐私信息，但在大量收集并被进行深入分析挖掘后，却可以轻易地泄露出个人消费习惯、出行规律、政治倾向、业务爱好等相关信息。要解决大数据安全，急需加快制定相应政策法规，推动大数据信息技术的快速发展，才能更好地解决数据安全问题。

4结束语

目前，大数据在城市规划编制研究中仍然处于探索阶段，未来以小数据方法驱动大数据质量、以专业知识驱动大数据分析、以有限方式应用大数据预测、以精细化模型研究复杂城市发展规划将是城市规划编制研究的主要方向。相信大数据在城市规划编制中将发挥更大的作用，贯穿并支撑不同层次的城市规划编制及其不同的阶段。

参考文献:

[4]党安荣,袁牧,沈振江,等.基于智慧城市和大数据的理性规划与城乡治理思考[J].建设科技,2015,(5):64-66.

[5]龙瀛.中国人口密度的时空演变与城镇化空间格局初探:2000-2010[C]，城乡治理与规划改革——2014中国城市规划年会,北京：中国城市规划学会,2014.

[6]王波,甄峰,席广亮,等.基于微博用户关系的网络信息地理研究——以新浪微博为例[J].地理研究,2013,(2):380-391.

[8]茅明睿.规划师微博人脉特征分析——以北京三大规划院规划师的新浪微博为例[J].北京规划建设,2013,(5):178-180.

[9]龙瀛,崔承印,张宇,等.利用公交一卡通刷卡数据评价北京职住分离的空间差异[C].2012中国城市规划年会.北京：中国城市规划学会,2012.

[10]王鹏.新媒体与城市规划公众参与[J].上海城市规划,2014(05):21-25.

[11]田轲,林飞宏,罗双双.一次以大数据为方法的“自下而上”的规划实践——以杭州湾新区公共服务设施规划为例[C].城乡治理与规划改革//2014中国城市规划年会.北京：中国城市规划学会,2014.

[12]马世发,艾彬,念沛豪.基于约束性CA的土地利用规划预评估及警情探测[C].地理与地理信息科学,2014,30(4):51-55,2.

作者:许剑 党安荣 李涛 单位:清华大学建筑学院 伦敦大学玛丽皇后学院 西安测绘研究所 西安市城市规划信息中心