深圳市规划国土发展研究中心 广东深圳 518000
摘要：经济发展和科技进步促进了大数据时代的来临，在此基础上各个领域都在借助大数据不断变革发展，与此同时城市化进程也不断推进，而当前大数据的应用已经成为城市规划与建设中全新的技术工具。
关键词：城市规划；大数据；应用
不可否认的是，科技进步和IT互联网行业的巨大发展，对人们的生活和工作的影响是巨大的，对各行各业的冲击也是前所未有的，而在此基础和背景下产生的大数据（BIG DATA）是继云计算、物联网之后 IT产业面临的又一次颠覆性的技术革命，它为我们带来几乎无可穷尽的可利用数据的同时，也改变了人们的思维模式、工作方式和生活情景。
在中国，城市规划作为实现城市经济和社会发展目标重要手段的学科，在伴随着城市三十多年的快速发展后，也遭遇了与城市快速扩张后难以可持续化发展的、较为相似的瓶颈，城市规划无论在理论还是技术层面都面临新的变革和转型，而大数据的发展和出现，为在新型城镇化发展的背景下的城市规划编制和管理提供了全新的技术分析方法、手段和工具。
1、大数据概述及其发展
虽然已经过多年的发展，但要找到“大数据”的标准或者公认的定义似乎并不容易，究其原因，大数据并非一个全新的概念，或者可以进行严格定义的概念，其在学术界与工业界的定义也较为宽泛，比如 Michael Batty引用的定义之一就是，大数据就是任何不能放在一张 excel表中的数据。
百度百科中认为“大数据（big data），指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产”。麦肯锡报告《 Big data：The nextfrontier for innovation，competition，and productivity》中对大数据进行定义为：大数据是指大小超出常规的数据库工具获取、存储、管理和分析能力的数据集。亚马逊网络服务（AWS）负责人 JohnRauser给出一个简单的定义：大数据就是任何超过了一台计算机处理能力的庞大数据量。
龙瀛博士认为大数据的概念有广义与狭义之分［1］，国内已有的多数研究（包括他本人的研究），实际上都不属于大数据，而是属于开放数据，如来自商业网站或政府网站的数据；而狭义的大数据如手机信令、公共交通刷卡记录和信用卡消费等记录大多不是开放数据，获取难度较大。
总之，大数据在 IT行业是指需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。大数据定义主要集中在规模海量性、时间连续性及内在关联性三方面，其本质在于多源数据在可观测时间范围内的聚合，再通过多角度对其内部关系挖掘与呈现，从而产生新的利用价值。
在我国，2013年被称为大数据元年，2014年3月“大数据”首次写入《政府工作报告》。“大数据时代”已然来临，已然渗透到我们的生活、工作甚至思维方式之中。利用大数据提升其工作效率、产品和服务，提高竞争力和效益，是各行业和企业需要共同面对的重要课题。
2.大数据与城市规划
2.1城市规划的现状和发展
新中国发展前30年，城市规划是计划的延续和具体化，而过去30多年以新区和新城为特征的空间拓展是大多数城市发展的主要特征，城市规划的核心是以发展为主线的空间供给。
经历了三十多年经济快速増长后，中国已经进入了经济増长放缓和转型的新常态时代，经济增长将由过去的“出口导向、消费和投资驱动”的模式向“更多地依靠消费、服务业、技术进步”的模式转变，创新成为城市转型发展的方向和目标。与之对应的是，城市的快速扩张带来了量的过度和质的缺失，城市发展也面临从规模扩张到品质提升的转变。面对转型的经济和城市，城市规划方法也必须创新。另一方面，一些城市已逐渐从增量时代进入存量时代，城市规划关注的重点也将逐渐从宏观转向微观。新型城镇化要求城市建设在产业、低碳、智慧、绿色和管理水平方面全面提升，必然需要向传统的空间统筹中加入多学科的科学技术方法，需要更多的研究和应对“人”对城市空间的全方位需求。新常态下的城市规划不仅要转变理念，还要探索新的理论和实践，探索新技术在规划中的应用。
2.2大数据在城市规划中的类型和作用
城市规划的传统数据类型，大致可分为空间数据和社会经济数据两类。传统空间数据包括地形图、遥感影像、相关规划图纸等，各城市类统计年鉴提供大部分社会经济数据。传统的规划数据大多是二手的、小样本的，无法直接、真实地反映城市空间和土地现状。而规划大数据则是直接的、全样本或者接近全样本的。王鹏根据数据产生的来源，将城市大数据分为互联网数据和智慧设施数据［2］；柴彦威根据个人时空信息获取的方式，分为被动获取的数据、主动获取的数据和半主动获取的数据［3］。总体来说，李燕萍等人对城市规划大数据的类型总结得较为整体和全面，她认为当前在城市规划领域被用来研究讨论较多的大数据有交通传感数据、地图与兴趣点数据、位置服务数据、社交网络数据［4］。这些城市数据都符合大数据的4V 特性（规模海量、类型多样、流转快速、价值巨大），是大数据范畴的典型样本。这些规划大数据来源比较广泛，获取方式主要来自铁路部门或航空公司的网站订票记录、快递物流公司的收发地统计记录、出租公交公司的 GPS 数据和刷卡记录、谷歌地图、百度地图等搜索引擎公司的数据库、网站开发接口程序手机生厂商或通信运营商的数据库、网络爬虫软件直接抓取关键词等等。各种新的数据类型和来源大大扩展了城市规划的数据视野和思维方式，是一系列新理念、新方法、新要素的集中体现。
相较于传统的抽样调查方法，大数据则是一种接近全样本的调查方式，使得我们可以更加准确地观察到城市整体。与传统的以静态统计和抽样方法获得数据相比，依靠大数据分析技术可以实时对所有样本进行全面整理和归纳分析，可以更为全面客观地表达城市空间的使用现状和存在问题，这在存量规划时代尤为重要。大数据是一手信息，类似手机信令数据、浮动车数据、公交刷卡数据、家庭或单位用电数据，可以直接地反映个体、群体以及城市整体的运行特征、规律，得到更加完整真实的城市状况，为规划现状调查、规划研究、实施监测等工作提供足够的数据分析支撑。
3.大数据在城市规划中应用分析
大数据在城市规划中应用已经非常广泛，城市数据派在今年5月对参选230个项目完成了《全国规划行业大数据应用十大机构评选报告》，参选机构来自北京、南京、上海、深圳等地，48%来自规划设计类、37%来自数据科技类、实验室类、运营商类、互联网类各占5%，应用大数据最多的项目类型有总体规划13%、平台建设6.85%、城镇体系规划6.61%、城市设计6.61%、交通专题4.11%，使用频率最高的大数据源是手机信令31%、POI数据18.99%、公交刷卡数据11.63%、人口数据9.69%等。
图1 大数据源使用频率排列
资料来源：城市数据派微信公众号
IT行业新的技术和信息化的发展，加深了大数据技术在规划研究中的应用程度，从早期的规划成果数字化、辅助规划设计，到目前主流的业务系统信息平台数据化、规划编制的定量化，大数据技术使规划分析信息更全面、响应速度更快、可视化效果更震撼。近年来规划行业的大量实践和探索显示，大数据的运用为深刻认识和解析城市发展中的一些问题带来了新的思路和方法。基于大数据开展的规划研究已运用于城市规划的各个阶段和层面，归纳起来主要包括在三大方面，一是通过规划大数据平台建设，辅助规划管理与实施以及应对城市问题；二是通过一类数据或若干类数据的搜集整合、提取分析和模型模拟等，找寻城市问题和分析发展特征，为规划编制提供技术支撑；三是或者兼而有之，在编制规划时，有针对性的建设系统化、整体化的战略数据平台，完善规划体系，实施规划评估。大数据作为当下一种最前沿、最高效的数据收集和分析技术，能够为城市规划管理、编制、决策和评估分析提供更高效的技术工具。
3.1大数据在城市规划平台建设中的应用分析
早年出现的CAD、GIS等新技术，在规划主管部门建立了基于规划审批和管理的规划信息化系统过程中发挥了重要作用，而近年来随着IT技术进步以及数据的海量化、多元化以及数据应用全面化，在多方面提升了信息化系统，规划大数据平台获得了前所未有的快速发展。
规划国土信息化管理系统经过长期的建设和实践，已相对比较成熟和完善，主要以规划、土地审批流程和数据管理为主，目前在规划行业的应用主要集中在基础数据的存储、组织以及办公自动化方面。随着大数据的快速发展，分布式云平台应用普及、手机GPS社交网络数据源的丰富、机器学习等为规划应用提供了新的探索方向。如武汉市已经构建了面向规划编制、土地管理等业务的系统性信息平台，重庆市也建立城乡规划综合数据库，并将大数据应用到了实际城市管理之中，北京、上海、成都等城市也都建立了类似的城市综合空间数据信息系统，并探索在规划编制、管理和实施中的应用。
武汉市土地资产经营管理信息平台由武汉市土地利用和城市空间规划研究中心创建，该平台是基于一套核心数据库，三大核心系统（包括市监管系统、OA办公系统、项目管理系统）以及N个子系统（移动办公、即时通讯、档案管理等等），有6大系统功能组成包括数据浏览、信息录入、查询筛选、统计分析、招商推介、空间测量。数据浏览集成了基础信息、基准地价、土地计划、土地储备、供应、利用及各类规划信息等7大类、44个图层，使土地资产经营管理工作建立在全面、准确、真实的数据基础上，提高资源管理的科学性；信息录入为多用户的“远程申报”和“信息审核”功能，对各储备机构计划申报、项目实施进度图2 武汉市土地资产经营管理信息平台
资料来源：武汉市土地利用和城市空间规划研究中心
等内容实行远程申报与审核；查询筛选提供组合查询筛选、土地全生命周期动态查询及全库模糊查询等3种查询功能，通过状态监控技术及时掌握项目“批、征、供、用”的进度信息，同时可直接导出上报国土资源部的数据表格，实现与部系统数据的无缝对接；统计分析提供多用户个性化定制的统计分析功能，以图表结合的形式展现统计结果，并与空间图形相关联，可满足行政审批、项目实施及综合研究等不同用户各层面使用需求；招商推介为储备地块招商推介功能：为各储备机构和开发企业提供储备地块招商推介和互动信息平台；空间测量提供距离测量、面积测量及建筑面积测量等实用的空间测量功能。
该平台几乎集聚了规划、国土管理所能包含所有的数据和信息，内部可以辅助规划编制、行政审批等业务，外部可以给决策部门提供技术支撑、监测监管、信息公开，该平台建设符合城市规划大数据应用的方向和目标，为城市的健康发展提供了技术支撑。
重庆市城乡规划综合数据库是重庆市规划局规划大数据平台的重要组成部分。为落实重庆市规划条例中“两个中心”要求，重庆市规划信息服务中心建立了城乡规划综合数据库：一是法定规划全覆盖，要求规划大数据包括所有空间资源，空间范围上包含空中、地面、地下，时间范围上包含新建（增量）与更新（存量）。二是规划管理全覆盖，要求规划大数据包含所有占据空间的建设数据和全部规划管理细节数据。规划大数据主要用于保障规划研究、规划编制、规划实施、城市运行监测与规划实施评估等。内容上：规划成果信息，包括全市“市—主域—区县—镇乡—村，五级”、“法定规划—专业规划—专项规划，三类”全覆盖规划及“多规合一”成果。规划管理信息，包括规划审批许可全过程数据、规划实施态图3 重庆图3 重庆市城乡规划综合数据库——数据体系
资料来源：重庆市规划信息服务中心
势数据等。结合规划、管理两个全覆盖工作，以“全、新、准”为基本要求，基本形成了全市“空间管控一张图”。数据库紧密围绕支撑规划研究、规划编制、规划实施、城市运行监
测开展应用。例如规划研究方面，开展产城融合、职住平衡、居住和商业商务调控及去库存、工业用地实施态势等研究，为市委市政府决策提供支撑；规划编制方面，基于各类数据通过城市定性定量分析，对城市功能布局、各类设施进行合理性检验；规划实施方面，从规划条件、用地许可到工程许可及规划实的全周期、全过程带图运行，全流程动态监督。城市运行监测方面，对城乡规划综合数据库、综合市情数据库、交通综合大数据、手机信令及互联网大数据进行融合，构建城乡规划实施评估与监测专题库，建立“数据说话、数据管理、数据决策”的管理与决策机制，支撑规划实施评估和城市发展与运行监测。依托人口、用地、建筑、基础支撑、城市运行“五位一体”数据体系，实现对任意时间、任意空间范围的城市运行情况进行监测。
该数据库提供的大数据可以支撑规划研究编制，辅助宏观决策，保障规划实施以及运行监测，取得了较好的效果。下一步该数据库将升级为空间规划协同平台（全市空间规划数据库），成为统筹全市各类发展空间需求和优化资源配置的平台。
3.2大数据在城市规划编制中的应用分析
大数据作为当下一种最前沿、最高效的数据采集和分析技术，其应用于规划编制领域最为广泛，不仅能够为城市规划的研究提供更高效的技术工具，丰富规划师工作者的研究手段，还能够打破长期以来对城市空间的研究一直停留在“用空间来解释空间”的传统研究阶段，以更深入真实的视角和更宽阔的视野来揭示城市复杂形态背后的动态演化和结构性规律。同时，城市本身既是产生数据的源泉，又是数据积累的载体，因此挖掘分析时空大数据就是重新认知城市价值的重要过程，同时也是完善城市规划编制的重要手段。近年来大量的规划实践显示，大数据在各个层次以及各类规划的规划研究和编制中已经发挥了重要的作用。
在编制《上海市城市总体规划（2016-2040）》时，对战略数据平台的建设以及大数据在规划中的应用进行了初步探索，在大数据时代的背景下提出了数据支撑总体规划的全过程的理念，结合总体规划的推进，建设了上海市城市发展战略数据平台（Shanghai Strategy图4 上海市城市发展战略数据平台（简称SDD）内容框架示意图
资料来源：赵宝静等，大数据时代的上海城市总体规划编制技术与方法探索
Development Database，简称SDD）［5］。该总规修编通过战略数据平台建设，完善规划支撑和保障体系，从源头上统筹整个数据系统，使数据分析、数据应用、数据反馈融入规划的全过程，提升其规划编制的科学性，特别是关汪空间层面的定量分析，广泛采纳社会开放数据并探索先进的分析方法；对规划实施进行长期连续的监测和过程性评估，并为未来规划实施与监测提供了保障，实现总体规划从“蓝图式”规划转向“动态过程式”转变，从而规划“大数据”已不仅仅是一个技术手段，而是总规编制中应自始至终贯彻的理念。
城市数据派所做的《全国规划行业大数据应用十大机构评选报告》显示，手机信令是大数据应用于规划编制最多的类型，也是较早用于城市空间结构与布局的大数据类型。现在城市中几乎“人手一机”，保守地说手机信令能够覆盖城市中百分之七八十的人群，手机信令图5 上海中心城公共中心识别
资料来源：钮心毅等，基于手机数据识别上海中心城的城市空间结构
可以提供一个接近于全样本的数据。基于个人行为的手机信令、社交网络和移动网络等各类大数据，其中包含了丰富的位置信息，可以动态反映不同城市尺度上的人流集聚情况，进而测度城市结构。钮心毅等人研究《基于手机数据识别上海中心城的城市空间结构》［6］时，通过计算选取休息日15：00和工作日10：00的多日平均密度，并利用变异系数对用户数值波动情况进行检验，识别了并评价了城市公共中心体系，通过按照不同时间点统计每个基站的用户数量，然后进行密度计算，便可以得到城市特定时间以及多日平均人流集聚情况，进而识别出城市中心；在认知现状的基础上，进而于实际规划中强化现状城市公共中心、规模和等级，保证规划城市副中心、与高密度城市活动区相重合。城市总体空间结构与布局的核心在于确定城市各级中心的位置规模，这也是城市总体规划编制办法中的内容要求，因此该研究也为上海市新一轮总规编制提供了基于大数据分析的技术支撑。
地图街景是随手可取的数据，在《基于百度街景图片数据的北京街道景观特征分析》中，利用百度街景图片数据为我们提供了一种足不出户便可认识城市每一条街道的可能性。该研究通过对采集自北京各条街道的共计278624张街景图片进行要素语义分割，较精确的提取城市中大多数街道上的树木、天空、路面、建筑等各类景观要素，进而从中透视出不同街道的不同景观“个性”及其空间分布特征。在此基础上，进一步使用聚类方法，根据每条道路上各类景观要素的占比不同，将道路分为交通主导型、建筑密集型、空间空旷型、要素均衡型、绿化优良型、绿树成荫型共6个类别，体现了北京市街道的6种“性格特征”。从整体的空间分布来看，城市的快速路、主干路基本形成了各自的景观特质，构成了城市道路景观的框架。
图6 北京市城市道路景观分类图
资料来源：城市数据派微信公众号
共享单车的大数据也常应用于规划研究，《基于海量骑行数据的街道品质提升行动》是广州市城市规划勘测设计研究院与摩拜进行战略合作，通过深入挖掘城市活动与运营大数据，多维度进行分析在反映自行车在回归城市过程中对城市发展改变基础上，对共享单车现阶段发展所面临困境及原因进行深入剖析，从而有针对性提出建议，为城市慢行系统的健康发展提供技术和战略的支撑。同期开展的广州市城市道路全要素设计，通过结合摩拜单车的海量骑行数据，在城市旧城改造、新区建设、轨道站点开发、公共活动中心打造、街道要素提升等各类型规划中，采用“大数据+”方式，提出各类型街道自行车道改造设计的方案并进行了实施，做出街道品质提升和自行车道改造样本，支撑15分钟社区生活圈建设，为城市健康绿色交通系统建设提供示范，从而将大数据与城市规划的结合进行落地。
图7 基于街景识别的城市自行车道提升规划
资料来源：广州市城市规划勘测设计研究院
4.小结
大数据应用于城市规划的优势，在于提升城市规划的水平和工作效率。大数据作为现今一种最高效的数据采集和分析技术，不仅使得城市规划的编制和研究在定量分析方面以及更高的精度下得以完成，还能够为城市管理以及城市问题的评估和判断提供更高效的技术工具。规划工作者应借助于当下全社会的大数据研究热潮，并以此为契机，促进新技术在城市规划中的应用，加快城市规划的转型和拓展，为规划学科持续发展注入新的动力，为新型城镇化发展提供技术支撑。
参考文献
[1]龙瀛，“大数据热背后的冷思考”学术笔谈会[J].城市规划学刊2015（3）：5-12
[2]王鹏等，面向城市规划编制的大数据类型及应用方式研究[J].规划师2014（8）：33-39
[3]柴彦威等，基于时空间行为的人本导向的智慧城市规划与管理[J].国际城市规划2014（6）：35-41
[4]李燕萍等，面向大数据时代的城市规划研究响应与应对方略[J].城市发展研究 2017（10）7-16
[5]赵宝静等，大数据时代的上海城市总体规划编制技术与方法探索[J].城市规划学刊2017（7）：65-70
[6]钮心毅等，基于手机数据识别上海中心城的城市空间结构[J].城市规划学刊2014（06）：71-77
论文作者:查红军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/22
标签：数据论文; 城市论文; 城市规划论文; 技术论文; 空间论文; 平台论文; 规划编制论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;