时空大数据推动新型城镇化发展

甄茂成

随着我国新型城镇化理念的提出以及实践过程中对于数据化及信息化发展的推动，极大地推动时空大数据技术发展;反过来，时空大数据技术也成为促进信息交流和知识共享，推动城市治理精细化以及全面提高城镇化质量的关键;时空大数据技术及其应用已经成为推动新型城镇化发展的重要引擎。

为新型城镇化发展

提供新契机

新型城镇化发展模式由过去的重视“量”的增长向关注“质”的提升转变，包括北京、上海、广州、深圳等在内的大城市在新一轮城市规划中提出的空间发展模式，要从增量扩展向存量（甚至减量）优化转变。这种城镇规划模式和空间发展模式的改变，很大程度上取决于对城镇现状的准确把握以及未来发展趋势的科学判定，这就需要获取在“体量、种类、速度”上满足新型城镇化分析所需的数据体系，以及相应的数据处理、分析技术方法体系和面向多元目标的应用服务体系。时空大数据技术正好为新型城镇化转型发展提供了新的契机。与传统数据相比，时空大数据具有数据规模巨大、数据类型多元、时空动态属性、人本视角和响应速度快等优势和特点。新型城镇化规划建设管理过程中涉及到的时空大数据包括基础空间数据、多源遥感数据、社会经济数据、活动行为数据、动态监测数据、监控传感数据、网络媒体数据等，这些数据具有来源多样（多源）、种类不一（异构）、信息量大（海量）、变化莫测（时变）等特征，为新型城镇化的规划建设管理提供了来源丰富的数据。为城镇要素变化研究提供新手段 新技术

随着新一代信息技术的发展，各种传感器、物联网、社交网络、社会兴趣点、手机信令、智能交通刷卡等应用普及，为新型城镇化研究提供了大量实时更新的一手数据，为定时、定量、定位研究城镇要素变化提供了手段，更提升了城市管理、公共服务、居民生活、环境治理、新型智慧城市建设等关键领域解决问题的能力。当前新型城镇化进程的快速推进导致城镇要素变化更加激烈，因而实时把握要素动态变化，对于掌握城镇发展规律，预测未来趋势十分重要。但在以往的城镇化研究中，数据的获取方式依赖于统计年鉴，难以实现实时更新。由于缺乏诸如手机信令、公交刷卡、微博签到等居民行为数据，阻碍了新型城镇化中类似过度通勤、城市贫困、环境污染等问题的量化研究。大数据时代，基于位置服务（Location Based Services，LBS）技术的发展，为城市要素变化研究提供了新的视角。可以通过高分遥感、互联网络、手机信令、公交刷卡等时空大数据，实现不同时空维度上的社会及经济活动的全面分析，为基础设施布局及空间优化提供依据。

时空大数据时代，各行各业不断产生海量数据，这些数据多是以天、时、分，甚至秒为单位，具有获取时间短、变化速度快、颗粒度细等优点。更为重要的是这些数据蕴涵非常丰富的时空属性及专题属性，可以借助时空大数据分析技术揭示其背后的关于人群行为、移动、交流等信息。这与新型城镇化时期“以人为核心”“自下而上”等发展理念高度契合，能够满足新型城镇化对数据特性及数据精度的要求。在分析技术方法方面，时空大数据的核心价值在于预测，基于全样本微观数据的挖掘，能够揭示城镇之间、组成城镇的各要素及现象之间的普遍联系，并对未来变化趋势做出科学的预测，进而把握城镇化发展总体规律，引导城镇化建设过程中人口、土地、产业、交通、资金等要素的科学互动与合理布局。当然，这要求研究者熟悉和掌握主体建模、文本分析、深度学习、网络分析等新型技术方法。

新型城镇化建设对时空大数据分析和挖掘提出了新的要求，掀起了时空大数据分析热潮，孕育了一批时空大数据研究团队。其中，2013年10月龙瀛博士倡议并首创的北京城市实验室 （Beijing City Lab，BCL） 是一个致力于利用多元时空大数據（开放数据）进行定量城市研究的新型学术网络团队，BCL专注于运用跨学科方法量化城镇发展动态，为更好的城镇规划管理提供科学依据，旨在建立可持续城市发展所需要的方法学基础。2016年5月，茅明睿领衔创建的城市象限（UrbanXYZ），专注于城镇规划设计层面的时空大数据应用探索，通过现状体检、问题诊断、模拟分析、社区参与等技术过程，寻求城镇环境品质提升之有效途径。有代表性的成果，是面向北京市昌平区回龙观和天通苑两大地区城市品质和公共服务提升的行动计划“回天有数”。计划的核心是通过大数据监测平台对各类资源数据进行整合，并对既有城市规划及其实施进行评估和分析，开展城市体检、诊断城市问题、构建数据生态平台，继而有针对性地提出改善现状和优化规划的策略，创新开展城市更新与时空大数据的有机结合，探索城镇规划建设的新方式和手段。

2018年11月，清华大学中国新型城镇化研究院发布了国内首个“国家新型城镇化大数据公共服务平台”，平台集成数据资源和智力资源，为政府和社会各界提供新型城镇化领域决策支持和公共服务，是典型的“综合决策支持+人工智能”系统，实现从新型城镇化时空大数据库到思想智能库的升级。

新型城镇化定量研究需要时空大数据

新型城镇化研究是一个复杂的科学问题，涉及到人居环境学、地理学、人口学、建筑学、城乡规划学、社会学、经济学等众多学科;同时，新型城镇化研究也是一个复杂的系统工程，涵盖人口、资源、环境、经济、社会、科技、制度、政策等多方面，各个要素之间如何相互影响、相互作用，不同时空尺度下要素之间的流动、效应差异，发展水平测度及驱动因子，人的行为作用等都是值得研究的热点。可见，新型城镇化研究需要建立一个多尺度、多要素、多模型、多情景、多技术的定量研究体系，以便全面认识新型城镇化演化历程，揭示各要素之间的相互作用过程与机制，为解决新型城镇化发展过程中的城镇布局、人口流动、产业统筹、交通网络、生态安全、空间优化等问题，提供必要的科学依据。

城乡统筹发展是新型城镇化的重要理念与本质内涵，为城乡共同富裕提供了新的机遇。然而，社会、经济、生态系统的复杂性、动态性以及不确定性使得城乡统筹面临巨大挑战。如何将城乡统筹发展落实到技术实战层面至关重要。诸多学者积极探索合适的、科学的定量研究方法，以解决城乡统筹发展过程中存在的空间布局、生产要素、生态环境、政策制度等问题，表明需要时空大数据技术为城乡统筹发展提供重要数据来源和技术支撑。

具有“以人为本、城乡统筹、产业互动、节约集约、生态宜居、和谐发展”基本特征的中国新型城镇化发展，要求实现治理能力现代化和服务模式精细化。

为此，必须充分发挥时空大数据技术的优势与作用，为新型城镇化发展提供定量分析研究与科学决策支持。这就要求政产学研各界采用时空大数据理念与思维、定量分析方法和技术手段，以便精确、定量、即时识别新型城镇化建设中人口、社会、经济、资源、环境等各个系统的发展状态及其空间关系，精准分析与把握新型城镇化建设目标及其与现实的差距，从而制定科学的规划实施方案。具体而言，可以结合“以人为本、城乡统筹发展、城乡空间优化、城镇群空间布局”4个方面，开展新型城镇化定量研究的时空大数据分析，推进新型城镇化规划建设管理的科学化与智慧化。

?新型城镇化建设对时空大数据分析和挖掘提出了新的要求，掀起了时空大数据分析热潮。