大数据在智慧城市研究与规划中的应用.docx
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1、文章编号:1673-9493 (2014) 06-0044-07中图分类号:TU984 文献标识码:A大 数 据 在 智 慧 城 市 研 究 与 规 划 中 的 应 用The Application of Bia Data in Smart City Research and Planning甄峰秦萧Zhen Feng, Qin Xiao摘要:在信息与通信技术快速发展和智慧城市建设上升为国家新型城 镇化发展战略的背景下,大数掘在城市研究中的地位日趋重要,并影 响着智慧城市规划理念和方法的创新。本文通过对国内外应用大数据 进行城市研究的文献梳理,认为大数据可以为智慧城市研究与规划提 供新的数据思
2、維和理念,并加强城市管理者分析和解决城市问题的能 力。基于此,本文主要从多规协同体系、智慧空间规划体系、规划与 建设重点以及体制与机制创新等四个层面构建了基于大數据应用的智 慧城市规划框架,对于丰富和补充传统城市研究与规划理论,及指导 智慧城市建设与管理实践具有重要意义。Abstract: With the background oi the rapid development or miormation and Communication Technology (ICT) and the construction or smart city being as one of the natio
3、nal urbanization development strategies, the status of the big data in the urban study is becoming more and more important. The appliance of the big data in the area of urban study has, as well, affected the innovation of the theory and methods of smart city planning. In this paper, authors review t
4、he application of big data in both domestic and foreign urban study and prove that Dig data can provide new ideas and concepts of data, enhance the ability of the urban managers to analyze and solve urban problems. Based on this, the authors build 4-level framework of the smart city planning based o
5、n Dig data application: the cooperative system of the multi-kind planning, space planning system of smart city, the key of planning and construction, and the innovation of system and mechanism, This study has the vital significance to enrich and supplement the traditional urban study and planning th
6、eory, to guide the smart city construction and management practice.关键词:大数据;信息通信技米;城市研究;智慧城市规划;新型城镇化Keywords: Big Data; Information and Communication Technology (ICT);Urban Study; Smart City Planning; New Urbanization作者:甄峰,南京大学建筑与城市规划学院,教授。 秦萧,南京大学地理与海洋科学学院,博士研究生。 qinxiao1070 1第四范式与大数据应用于城市研究的探索随着信息与
7、通信技术(ICT: Information and Communication Technology)的不断发展,城市互联网站和大量接入网络的 智能終端设备(智能手机.RFID. 无线传感器、视频设备等) 每分每秒都在产生并传播海量的信息数据。2011年,国际数 据公司(IDC)发布的数字全球研究 指出,全球信息总 量每过两年就会增长一倍。2011年全球创建和被复制的数 据总量为1.8万亿GB,到2020年这数值将增长到 35万 亿GB。此外,根据中国互联网络信息中心(CNNIC)发布 的第33次中国互联网络发展状况统计报告统计,截至 2013年12月,中国网民规模达6.18亿,互联网普及率持
8、续 攀升到45.8%。其中,手机网民已经取代固定网络成为增长 的主力军,规模达到5亿。可以看出,网络开始成为城市经 济和社会发展不可或缺的平台,并全面影响着居民活动.企 业经营以及政府管理.从而使获取大量反映人类活动特征的 数据成为可能,城市的-大数据时代”已经到来。2007年,吉姆.格雷(Jim Gray)描绘了“第四范式” (The Fourth Paradigm)的愿景,将大数据科研从第三范式(计算 机模拟)中分离出来単独作为种科研范式,这是因为其研 究方式不同于基于数学模型的传统研究,强调了数据密集型 科学研究的快速发展 维克托迈尔-舍恩伯格(Viktor Mayer-Schenber
9、ger)也认为大数据时代的到来意味着思维方 式的变革,基于全样本微观数据挖掘的要素间相关关系研究 可以把握发展总体規律,将成为未来城市研究的新方向 2。 德利瑟(DeLyserD)指出,大数据在描述相关关系方面具 有科学性和精准性,通过数据的整合共享与交叉复用来形成 智力资源和知识服务能力 3。2012年,美国政府发布了大 数据研究和发展计划,提出“通过提高我们从大型复杂的 数字数据集中提取知识和观点的能力,承诺帮助加快在科学与工程中的步伐,加强国家安全,并改变教学研究的目标, 这意味着美国已将大数据提高到了国家战略层面。可以看出, 大数据时代的到来为受ICT影响而日益复杂的城市研究提供 了強
10、大的数据支撑,而以数据密集分析为核心的第四范式的 提出必将指导城市研究理论与方法的创新。当前,国内外学者已经运用大数据对城市进行了较多的 研究与探讨,主要是在推特(Twitter ),脸书(Facebook)、 新浪微博等社交网络数据(用户地理位置、活动信息、情感 文本等)、移动手机通话数据、智能交通刷卡数据及城市监测 设备数据的挖掘和分析基础上,通过研究城市间的网络活动 来判断城市间内在联系和等级体系模拟城市居民出行模 式和人口流动变化来引导更加合理的交通规划和土地利用调 整 18-丨结合居民情感和活动来划分城市中心区【丨 61以及分 析城市重大事件或活动来研究具有不同人群特征的社会空间 结
11、构 1819。总体来看,大数据在城市体系、城市交通等领域 已经得到大量的关注,但是在城市功能区划.土地利用、城 市基础设施方面的研究还相对薄弱,较难满足城市居民.企 业及政府各方面的需求 m。因此,还需要去寻找获取.处理 与分析大数据的技术方法体系,探讨完整的基于大数据的城 市研究框架,并将成果与现有的研究体系进行整合,甚至于 替代些传统思維和手段,从而实现城市研究的智慧化。2大数据时代为智慧城市建设和可持续发展提供 了革命性机遇智慧城市是个全新的城市形态,也是信息城市的高级 形态,包括了制度.技术、经济和社会等四个层次的城市框 架体系 121。目前,中国的智慧城市发展还停留在概念炒作的 初级
12、阶段,现有试点城市主要围绕政务.产业.交通、社区、 民生、市政等各个方面的信息基础设施进行建设或应用.强 调云计算.物联网.大数据等新一代ICT支撑下的城市智能 管理,忽视了以空间分析为核心的城市研究在智慧城市发展 过程中的前提和基础作用。中国作为全球经济发展速度最快 和人口最多的国家,已基本完成大規模信息基础设施建设, 并有着全球第一互联网用户数和移动互联网用户数,创造数 据的规模远远超过全球其他国家。ICT为城市带来了新的发 展机遇的同时,大数据则使得ICT 首先能够广泛应用到城市 研究中,符合智慧城市发展的本质需求,必将会进步推进 智慧城市的规划.建设与管理全过程。2.1在信息与通信技术
13、下,推动智慧城市建设成为实现 新型城镇化的重要手段中国的城镇化发展已经到了个新的阶段,新型城镇化 成为国家的战略选择。2014年,中共中央.国务院印发了国家新型城镇化规划(20142020年),指出要走以人为本、 四化同步、优化布局.生态文明.文化传承的中国特色新型 城镇化道路。针对当前城镇化推进和实施中存在的问题,规 划明确并强调了将智慧城市作为提髙城市可持续发展能力 的重要手段和途径,具体包括了信息网络、规划管理 基础 设施、公共服务.产业发展.社会治理等六大方面的智慧化。 这在当前普遍存在对智慧城市概念与内涵模糊的情況下,为 今后的智慧城市建设提出了明确的发展方向,也对我们如何 更加智慧
14、地发展和建设城市提出了更高的要求。中国的信息 化始于20世紀80年代,ICT在国民经济各领域及城市各部 门中有着较为广泛的应用。目前,中国已经完成大規模的信 息基础设施建设,新一代通信技术以及物联网,互联网.云 计算等技术的集成和应用,以及“三网融合”的开展,正形 成新的城市技术支撑系统。但是,智慧城市建设不仅仅是部 门和领域信息化的深人,而是依托和借助信息化,促使城市 社会、经济、环境、空间及管治全方面、多尺度的互联.互 通与互动。因此.智慧城市的建设不仅有利于解决当前城市 信息化建设面临的“孤岛”困境,也有利于城市资源的高效 利用、公共服务能力的提高与居民的宜居宜业,进而促进新 型城镇化和
15、城市可持续发展目标的实现。2.2大数据增强了智慧城市研究分析和解决问题的能力在中国城镇化向新型城镇化转型发展过程中,包括城市 公共服务(布局和供给).城市运行效率、城市社会空间割 裂等在内的城市问题也是集中爆发期。随着ICT的快速发展 和智慧城市建设的全面推进,城市内部各种传感器.摄像头 的安装以及微博、微信等社交网站的普及,将会产生大量数 据源,从而为我们提供新的观察城市、分析城市和研究城市 的平台,更提升了我们解决城市在公共服务(各类城市空间 的布局和政府各项供给服务)、经济运行效率(产业选择和 发展模式、资源供给和分配).群体社会空间(居民认同感. 社会犯罪.城市文化)、生态环境(居民生
16、活环境、自然灾害) 等关键领域发生问题的能力。对企业、政府.研究机构来说, 包括社交网络在内的互联网大数据蕴含的巨大价值已经开始 显现。这些大数据的研究,在降低经济社会运行成本、提高 政府决策效率和社会公共服务方面都有广阔的应用空间,从 而更好地为智慧城市的建设提供条件。例如,在交通领域, 对大数据源的分析有利于对公交服务、货物运输、物流配送 方面做出更优决策。因此,借助于大数据,我们可以找到这 些问题的症结所在,进而提出更加科学的解决方案。不过. 大数据由于其非结构化的本质,加上覆盖范围的局限性,并 不能智慧地解决所有城市问题.还需要将大数据与中数据、 小数据结合起来运用。2.3大数据为智慧
17、城市规划提供了新的思維和理念大数据成为热点”,其更大的意义在于促使学术界、 政府和企业重新发现和认识数据的价值,从而为城市规划与 决策提供新的思维、理念和方法。同时,智慧城市建设也并 非全部推倒重来、另起炉灶,而是用新的技术在新的理念引 领下更好.更加智慧地促进城市发展。传统城市规划一般遵 循着“自上而下”的规划模式(即在政府设定城市总体发展 目标基础上,规划师对不同尺度或层级区域进行空间控制和 布局),忽视了居民、企业等城市主体的行为和活动对城市 发展的影响,容易造成规划方案的不合理,继而降低规划的 实施效率。因此.我们需要充分考虑企业和城市居民的需求, 促使采用“上下結合”的方式,跳出单一
18、要素而从要素整合 的高度去思考城市发展的问题,以及解决的思路与对策。这 就要求我们主动去寻找政府、居民和企业所关注的问题,把 这三方面的需求整合统一起来,将目标和问题导向结合起来, 以重点项目为抓手,做好城市的规划与建设。而这一点,恰 恰也是大数据带给我们的思维转变。可以说,与传统城市规 划相比,“大数据”分析技术支撑下的城市研究与规划将促 使我们在关注长期策略的同时,注重城市的近期建设,且重 点将更多聚焦到以往未关注的“细微领域”。同时,城市规 划工作更多地从传统的空间规划向动态的时空间规划转变, 能够对规划实施效果进行长期的实时评估和快速优化。在此 基础之上.大数据时代的智慧城市规划仍有较
19、多的领域亟待 创新。3基于大数据应用的智慧城市规划以大数据为主构建城市智慧运行的数据中心体系,为 城市的智慧发展、可持续发展提供科学依据,是当前中国智 慧城市规划与建设的必然选择。这就要求智慧城市规划必须 改变传统城市规划以政府既定城市发展目标为原则的编制模 式,转而以服务城市发展主体为根本,以解决城市问题为导 向.以城市综合研究为支撑的智慧化综合发展手段.主要从 多规协同分析、空间规划体系构建.规划与建设重点确定、 体制与机制创新等四个层面去充分挖掘大数据的学术及应用 价值,继而通过构建智慧城市规划框架来有效推进智慧城市 的建设与管理。3.1以大数据整合为突破的智慧化多规协同体系目前,中国的
20、城市发展是在多种规划指导和多部门领导 下进行的,由于受行政管理体制的影响,现有规划已经出现 诸多问题,例如数据保护、规划体系错乱、规划编制各自为 政.规划内容交叉重叠、规划成果局限空泛、规划实施滞后 低效等,严重制约了城市的健康发展。其中,国民经济与社会发展规划、城乡规划、土地利用规划之间的矛盾尤为突出。 为了应对这难题,许多地方政府也提出过“两规合一“,“三 规合一”甚至“五规合一”的规划策略,但总体实施效果不 佳 221。2013年,中央城镇化工作会议明确提出中国城镇化 建设要坚持“一张蓝图干到底”基本原则,即未来中国城市 的发展需要在多规协同的基础上进行建设和管理.从而保证 城市实现可持
21、续发展的目标。因此,未来以集约、智能、 緑色、低碳为主导发展理念的智慧城市建设,必须整合多 种类型规划和政府部门数据.以保障城市宜居和高效发展。针对智慧城市空间资源的复合型利用诉求,ICT支撑下 的智慧城市规划应该可以进行有效的应对。一方面,智慧城 市规划可以充分利用先进的技术手段去考虑不同规划之间的 整合,构建政府各相关部门规划公共平台,从而形成协同规 划、共谋发展的合理机制;另方面,ICT也可以将多规 协同”规划成果进行整合,“智慧”地展示、实施规划方案。 总体而言,构建智慧化的协同规划体系需要以“数据、业务 (体系),系统(机制)“三大协同为抓手,找出各类规划亟 须解决的共同问题,并通过
22、城乡总体发展规划将各类规划重 点关注内容落实到城市空间。具体来说,首先在现有的法律法规、行政体制和工作框 架下,整合部门业务数据,厘清各类规划之间的联系和区別 (国民经济与社会发展规划定目标、环境保护规划 定范围.土地利用规划定规模、城乡总体发展规划 定布局.信息化发展规划定手段.投融资规划定实 施等),找出规划亟须协调的主要领域或内容,建立新的部 门业务协调体系。其次,从思想.关系.路径等方面进行协 调机制研究,在明确数据和选取关键词基础上,利用社会网 络分析等方法确定可协调的规划要素,探讨多规衔接方向并 建立机制协调系统。再次,通过对各类规划的体系和机制方 面的协调,提炼出城市在目标、环境
23、、土地、技术及经济等 方面的空间控制要点,从而建立定位清晰、上下衔接、层次 分明.智慧高效的协同规划体系。3.2以大数据分析为核心的智慧城市空间规划体系智慧城市空间规划是智慧城市规划的核心环节.智慧城 市发展的每个目标最终都是通过空间资源的分配和布局进 行落实的。由于ICT的进步加速了知识、技术.人才、资金 等的时空交換,流空间逐渐成为区域、城市以及居民活动的 主要载体 1231,传统以场所空间为研究对象的城市空间规划体 系已经不适应智慧城市空间发展的要求,需要重新构建新的 空间规划体系。因此.应以大数据时代城市空间研究转型理 念为指导,根据多规协同对城市空间发展的总体控制,充分 利用城市大数
24、据和统计分析、舆情分析、质性分析.空间分析.行为分析及系统分析等方法,智慧化调整和布局城市产 业.交通.社区,公共服务等承载空间。具体可以从城市空 间发展的战略.评价.预测以及布局等四个方面来构建智慧 城市空间规划体系。(1) 空间战略的制定侧重对区域城市要素联系的网络 分析和政府、企业.居民等主体对城市空间发展愿景的舆 情分析,可以科学确定城市未来空间发展方向。例如,通 过对新浪微博数据的挖掘找出苏南各城市间的联系和职能. 并在此基础上分析出区域所需解决的共同问题,最終将研究 成果转变为苏南各城市空间发展战略,也为江苏省打造“智 慧苏南”奠定政策基础。(2) 空间发展评价重点关注基于主题网站
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- 数据 智慧 城市 研究 规划 中的 应用
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