大数据在城市规划中的应用研究

摘要：大数据的多源性、人性化、时空性等属性与城市规划决策的本质属性紧密结合，为城市规划决策提供数据基础和技术支持，促进城市规划准确、城市治理高效的发展。本文通过梳理大数据在城市规划中的作用的相关文献，大数据促进了城市规划从“小樣本静态”到“多源时空”数据、从单一空间尺度到全球空间尺度、从“物质空间”到“以人为本”的转变、从“人工空间”到“人工空间”的明显转变。在此基础上，本文主要从居民时空行为分析、城市交通网络布局优化、城市功能区划分、区域联系和城市层次分析等方面，梳理大数据在城市规划领域的应用进展。城市生态环境治理与城市边界划分。

关键词：大数据；城市规划；应用研究；展望

在我国相对较短的时间内经历了西方发达国家漫长的城市化进程历史时期，产生了正负两方面的影响：从积极作用的角度来看，人口、产业、金融资本、技术、信息资源等高度集中在美国。区域内，形成了强大的集聚规模，促进了城市和整个区域的社会经济快速发展。从负面效应分析，这种“多相共存”和我国现阶段制造的“时空压缩”的特点出现了尖锐而复杂的城市问题，大量的城市问题集中在一起，如城市快速扩张、土地利用结构混乱、社会空间碎片化、生态系统退化等。城市能源消耗增加、交通拥堵、空气污染、热岛效应等都存在着可持续发展等问题，对城市居民的正常生产和生活构成了巨大威胁。在此背景下，2014年国务院颁布了新的《国家计划（2014-2020年）》，作为国家宏观、战略性、基础性规划文件的城市化发展导向，系统地提出了“以人为本”的新型城市化发展模式，而大数据技术的发展则是为这种转型和创新带来新的突破点。

1.大数据时代下的城市规划特征分析

随着信息技术的发展，城市空间更加流动，土地利用更加多元化，个体行为选择的影响也越来越大。城市规划应该反映这些变化，解决这些变化带来的城市问题。大数据对城市规划行业的影响是巨大的：一方面，它在传统城市规划的概念和方法上有一个巨大的影响，强化了规划对于城市发展的影响力量，它提供了一个新的方向，转变现有的城市规划技术手段；另一方面，它对城市规划学科理论的重构和丰富，对城市规划的建设和管理实践具有重要的指导意义。这是非常重要的。这就要求我们运用大数据思维、方法和技术手段来观察和研究城市问题，进而制定科学有效的城市规划方案。

1.1规划数据：从小样本静态向多源时空数据转变

传统的城市规划包括许多类型的小样本数据，如地形图、影像图、交通网络、人口、土地利用、特殊经济数据等。数据获取依赖于统计年鉴、问卷调查、研究文献、深度访谈和时间尺度，实时更新效果较差，“小样本量”和“延迟”等现象导致一系列严重的问题，而这些问题贯穿城市规划的整个过程：很难完全把握城市发展的现状在计划准备阶段，很难符合现状的城市发展规划实施阶段，很难准确地诊断在施工过程中遇到的问题计划监督和评估阶段。

然而，通过遥感、测绘、传感器、互联网等技术手段，可以获取大量、准确的大数据。所获取的数据内容具有样本量大、实时动态、微细节等特点，这种基于网络、手机、公交刷卡、传感器等机器手段的大型城市规划数据可以在时空维度上获得。全面分析研究区内的社会经济活动，为城市规划提供基本依据。例如，在传统的公交网络布局中，需要大量的人力和物力来收集OD数据。基于海量的公交刷卡数据，可以清晰直观地将职业与居住的分离呈现给城市管理者和规划师，从而提高路网布局的合理性。

1.2规划尺度：从单一空间尺度向全域空间尺度转变

空间单元的选择是影响城市要素研究和资源合理配置的重要因素。不同空间尺度的地理目标或现象会呈现出不同的格局和结构，形成空间的多尺度表达。因此，研究其空间范围和分辨率的因素和问题，是城市规划中必须回答的问题。由于许多自然现象（如资源分布、生态景观）和社会经济现象（如产业布局、经济发展）都具有复杂性、非线性、空间异质性和不确定性等特征，研究和观察这些现象和规律往往需要多尺度和跨尺度的方法。大数据的生成、提取和应用为不同空间尺度下城市因子的定量研究提供了依据，促进了城市研究从单一空间尺度向全球空间尺度、从静态空间向动态空间的转变。

在大数据技术的支持下，城市规划的空间范围不再局限于一个区域和一个城市，空间扩展能力得到加强。最终形成了“街（社区）-乡镇-区域-国家”的全球空间。这种尺度的推进使得城市规划的空间结果不仅能够在多尺度的环境中得到恰当的表达，而且更加准确。粒度维度揭示了城市发展轨迹和微观个体行为背后的规律。可以看出，在城市规划领域，从宏观城市系统到微观街道空间，大数据技术可以提供丰富的数据源和高效的分析方法。具体来说，在国家和地区层面，我们可以利用“人口迁移”大数据和地球观测数据，动态分析人口迁移状况和城镇化发展质量；在市县层面，通过对移动通信数据、公交刷卡数据和社交网络数据的分析和应用，可以揭示城市人口活动范围和使用兴趣点等交通流状况。数据可以清晰地显示城市产业的空间格局；在社区和街道层面，分析和应用程序的数据类型，如住宅环境感知大数据，建筑和生活能源消耗大数据、室内定位和住宅行为大数据，细化网格管理大数据，等等，可以揭示在社区居民的行为模式，甚至住宅，使详细规划和社区的城市（镇）。地区管理服务和建筑设计提供决策支持。

1.3规划核心：从“物质空间”向“以人为本”转变

传统的城市规划是通过城市物理空间的介入来制定和实施的，它影响着城市居民及其生活。它强调结构和空间。由于规划理念滞后，数据采集和处理受到限制，难以应对复杂的居民行为和个人情感。大数据技术的发展促进了城市规划明显的社会转向，即从以“经济活动与建设”为基础的物质空间规划转向以“个人日常活动”为中心的社会空间规划。

可以说，大数据技术为城市规划的人性化提供了契机。它主要体现在以下方面：首先，人类活动的记录是大数据的一个重要组成部分，它提供了一个技术方面的准确反映和预测的时空行为特征和规则城市居民，包括人类和城市空间环境之间的交互，个人和团体之间的相互作用，个人行为的空间格局。法律通过深层数据挖掘，最终可以帮助我们理解和揭示这些复杂的城市社会经济现象及其潜在的影响机制。其次，以往难以量化的居民情感、经历、信仰、价值观、思想创意等，也可以利用大数据进行有效的表达和分析，从而了解微观主体的需求，促进城市公共资源的合理配置，满足多元利益的需求。例如，基于网络投票的民意调查可以获得公众对某一规划政策或具体建设项目的态度。根据大数据所反映的调查结果，规划人员可以适当调整方案，使其更符合公众的期望。正如维克托·梅耶尔·勋伯格所强调的，大数据带来的信息风暴正在改变我们的生活、工作和思维，开启一个重大的时代变革。

1.4规划决策辅助：从“人工化”向“智能化”转变

与城市规划编制和实时模型相比，基于人工判断和分析，一系列的新技术，如数据挖掘、机器学习和人工智能的潮流下大数据将为传统的城市规划提供良好的规划决策支持。它可以帮助城市管理部门和规划分析城市问题更准确地制定规划计划。例如，各种测量模型的建立和基于大数据技术的信息挖掘技术可以用来挖掘各种复杂的关系在城市的日常运作，包括状态和关系因素，如工业和经济趋势，居民行为模式、基础设施布局和交通流特征，以帮助规划者分析城市发展的潜在规律和未来的发展趋势。从而制定科学的规划方案，提高规划决策水平。

基于大数据的场景对比可以模拟事前规划和决策的实施效果。例如，基于社会和经济变量的分析决定写字楼的需求，利用办公大楼的总量变化来分析办公建筑企业的变化情况，利用GIS平台分析如交通、土地价格、城市结构、专业功能区，人口密度和商业圈等的空间因素。空间配置方案的模拟可以为城市总体规划的土地利用布局提供依据。此外，大数据技术也改变了传统的公众参与城市规划的方式，有效避免了传统讲座和问卷调查方式的时效性差、样本量小的问题，提高了公众参与的效率。例如，通过这两种媒体的微博和微信，我们可以构建一个基于社交网络的城市规划参与的平台，并实现实时交互网络上的公众参与规划，这不仅可以为公众计划积极提供数据，也便于公众分享，促进计划和反馈计划。

2.结束语

我國正处于新型城镇化建设和工业化发展的关键时期。我们需要应对一系列城市疾病，如城市过度扩张、交通拥堵、个性特征丧失、脆弱性增加、社会两极分化、环境恶化等。这些问题一直在考验着政府部门的治理能力和服务水平。这些问题的解决在很大程度上取决于决策者的能力和他们的能力。大数据时代，基于高质量的多源数据和强大的算法，大数据技术实现了对城市要素发展趋势及其相互关系的分析和预测。为全面、实时了解城市发展变化，解决发展中存在的问题提供了有力的技术支持。其在城市规划领域应用的深度和广度也在不断扩大。然而，城市规划学科的健康发展，在大数据研究的热潮下，有必要关注大数据在规划实践和研究中的问题，如大数据在城市规划中的偏性问题，大数据的长期预测不足、大数据在城市规划中的开放共享问题， 应用于城市规划的理论方法的大数据滞后问题等。

参考文献：

[1]储节旺，陈善姗.开放创新环境下企业专利竞争情报分析的条件、困境及对策研究[J/OL].情报理论与实践：1-12[2019-03-17]

[2]李刚.积极推进公安大数据战略[N].人民公安报，2019-03-16（004）

[3]朝乐门.信息资源管理理论的继承与创新：大数据与数据科学视角[J/OL].中国图书馆学报，2019（02）：1-16[2019-03-17]

[4]杨世明，周思淼，唐叶韵，况盼.贵阳大数据产业创新生态系统的稳定性研究[J/OL].中国经贸导刊（中），2019（08）：44-45[2019-03-17]

[5]焦圣雅，支浩然，祖雅妮，刘雅琴，车昌鸿，王丽娟.基于大数据和网络的服装精准定制模式研究[J/OL].中国经贸导刊（中），2019（08）：109-110[2019-03-17]

[6]朱友鹏.大数据时代企业发展管理会计的内在逻辑与实施路径[J/OL].中国经贸导刊（中），2019（08）：110-111[2019-03-17]

作者简介：

李美莹，供职于华夏出行有限公司，对外经济贸易大学统计学院在职人员高级课程研修班学员。