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【百度大数据运用】是时候检验实施现状与规划理想的差距了!

2017-06-16 倪敏东 等 城市数据派


墙裂推荐:【400余项城市大数据成果等你来下载】2016全国十大城市数据师个人贡献奖揭晓

欢迎投稿、合作、勾搭等,请邮件联系info@udparty.com



Part1城市数据派导读

日前,百度慧眼宁波市规划局达成战略合作,在宁波举办了【百度慧眼宁波规划创新实验室】签约仪式,并与合作运营单位宁波市规划设计研究院举行了初步成果的研讨会。双方将充分利用百度大数据和规划行业知识,优势互补,战略协同,从城市规划领域出发,展开多层次的合作,共同探索百度慧眼大数据平台在城市研究、城市规划、城市管理、政府咨询方面的应用

城市数据派www.udparty.com 受邀出席本次签约仪式。据了解,这也是度慧眼与传统规划行业机构第一次深入战略合作城市数据派为派友们带来了详细的报道,点击看详情:【百度慧眼宁波规划创新实验室】传统规划机构+互联网大数据平台落地!


城市数据派专访了田轲(宁波市规划设计研究院大数据团队和『百度慧眼宁波规划创新实验室』的核心成员,宁波市规划设计研究院杭州湾新区分院主任工程师、高级工程师、注册城市规划师),给派友们带来合作背后的有趣有料的故事,并且展示了部分精彩成果,点击看详情:【独家秘笈】传统规划院如何“勾搭”百度地图大数据(附成果节选)



Part2实验室成果:城市宏观尺度运用


小派

有了数据后,来自宁波市规划设计研究院大数据团队和『百度慧眼宁波规划创新实验室』的核心成员李宇、田轲百度大数据进行校验:通过对比百度大数据和官方统计的人口数据,发现两者的人口城市空间分布差异存在明显的圈层现象,尝试通过数据相关性验证分析等方法来解释圈层现象,点击看详情:【百度大数据人口统计全新探索】城市人口时空分布研究新视角新工具。那在校验了百度大数据后,如何将数据运用在规划中的呢?


倪敏东

首先,我们尝试在城市宏观尺度运用大数据:在宁波中心城区空间体系识别中开展了探索,结合百度大数据从人的使用人的行为两个维度延伸解读城市的运行,进而分析宁波现状城市空间的体系与能级,最终将设施点的集聚以及人群活动集聚热力进行叠加,进而梳理宁波中心城城市功能的现状集聚情况,发现规划实施宁波中心城的现状空间体系与规划仍有较大差距。详细内容如下:



作者:倪敏东、王蔚炫、毛勇龙


随着信息化的发展和大数据时代的到来,城市规划研究中不再满足于传统数据的分析应用,运用大数据进行的城市分析逐渐增多,主要集中在手机信令、微博数据、出租车、地铁或公交车刷卡数据等,从城市人群的动态分布反映真实的城市运行状态


从学术角度来看,大数据具有5V的特点(IBM),包括Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(价值)Veracity(真实性),非常适合大尺度的城市研究。


在诸多的宏观研究中,城市空间体系一直以来都是城市规划的重点研究对象。在规划学科中,城市空间体系是指,“在一个城市中,由不同主导职能、不同等级规模和不同服务范围的中心区集合构成,联系密切、互相依存的有机整体。”


而在城市规划中,城市往往需要讨论体系,空间体系之所以重要是因为表达了城市的空间组织逻辑,代表了一定地区在城市空间中的地位。


正如我们最近很多城市都在追求所谓的国家中心城市的地位,据了解,沈阳、南京、西安、长沙、杭州、青岛、厦门等城市正在积极争取进入国家中心城市行列。


也正如宁波要积极成为全国一流城市的目标,在这个体系中的地位代表了城市的能级。


因此城市规划中的一块重要工作是谋划城市体系,而怎样科学谋划这一体系至关重要。


而在宏观尺度上,同济大学吴志强、钮心毅等老师识别城市空间结构的方法,取得了规划行业广泛的关注与认同。宁波市规划设计研究院以与百度公司的深度合作为契机,也开展了宁波宏观尺度的空间研究。从城市规划的传统工作思路来看城市的空间,受技术限制,规划者以往更为关注城市物质空间本身的布局与分布,研究城市空间演变过程。


正如改革开放30年,宁波的三次跨越式发展,带动的是城市空间的快速变化


我们以1995年以来宁波中心城建设用地审批数据(也可以算政府大数据吧)为依据,站在城市空间发展历程中看宁波中心城空间。20年来,宁波中心城伴随着经济的快速发展,城市用地也在急剧增长,我们看到了城市用地布局的形态与主要特征。

 

但是这样的分析,足以说明宁波中心城当今运行的实际情况吗?


现在,大数据技术的发展给了城市研究者更多的规划支撑。


一方面大数据可以称为“人本数据”

“大数据时代的城市规划不是简单的规划信息化,也不是规划中多了一个数据源而已;相反,大数据时代的大数据更多反映的是人的大数据,是中国经济社会与城市发展进入新的转型时期后各种新理念,如以人为本、新型城镇化等的终极体现,是城市研究与城市规划实践的又一个春天”(引用自:北京大学,柴彦威)。

让我们先从几个案例谈起。本次广受关注的上海2040也充分考虑以互联网为代表的信息技术对生活、生产、治理方式产生的影响,在空间和功能布局上予以积极应对。上海总规建立了城市空间基础信息平台城市发展战略数据库(SDD),作为总体规划动态监测、评估、维护的重要依据。


从宏观尺度上分析城市,同济大学钮心毅等老师也以上海中心城为例,提出了利用手机定位数据识别城市空间结构的方法,并对上海市手机用户密度、城市公共中心等级职能、功能区进行识别。这些研究对大数据在城市研究中的运用进行了尝试,提供了更多新的技术方法。


图片引用自:同济大学 吴志强


同样是在上海,同济大学吴志强老师选择百度地图热力图作为大数据来源(技术手段是通过色差识别手机截图,非完全矢量化数据),对上海市中心城区的城市空间结构进行了考察和研究。分析了上海中心城区内人群的集聚度、集聚位置、人口重心等指标在一天中随时间的变化情况,揭示了这些指标在工作日和周末时间的差异,并尝试以此为基础分析和推测上海中心城区在一天和一周时段内,人群活动和空间使用的特征。


图片引用自:西安建筑科技大学 郑晓伟


另外一类宏观分析数据来自于规划师的“爬虫”软件。例如在西安,西安建筑科技大学的郑晓伟博士以大众点评数据开展了《基于开放数据的西安城市中心体系识别与优化》研究。


钮心毅老师说:“当你手上只有一个锤子的时候,你看到什么都是钉子。”我们做具体技术工作的很容易陷入怪圈,所以我们需要找一个好的理论基础。


结合各类研究经验,我们开展宁波中心城空间体系的新探索


城市规划关注的核心问题是人、城市空间及两者发展的互动关系。规划决策需要分析的内容包括土地,人口,交通,经济,居住,游憩,环境,区域等,但传统城市规划分析的缺陷,主要体现为缺少以流定形,缺少将要素数据化、可视化。也不见人与城市的关系,缺少数据模拟,不能理解数据间的关联性。


大数据作为城市分析的新技术,是提供设计量化分析的工具。基于互联网和大数据的城市空间诊断。正如中国城市与小城镇改革发展中心的赵延峰所言:“大数据时代的信息,可以帮助城市规划进入精准规划时代”。或者说大数据可以帮助规划师实现更透彻而精确的现状分析。


而另外一个角度看,城市的大数据来源主要是对海量城市设施和使用者,分析的是大数据展现的总体城市特征,较为适合中观尺度及更大尺度的城市空间分析。因此从大数据城市分析的对象和特征来看,城市规划中的大数据是更为精准的分析城市设施的属性,城市使用者的行为,进而通过这些数据呈现的城市全貌分析城市的内在机制与逻辑。

因此,宁波本次结合百度大数据从人的使用和人的行为两个维度延伸解读城市的运行,进而分析宁波现状城市空间的体系与能级。


如果传统的空间方法是将城市当做平面来分析的话,本次宁波的大数据分析增加的是两个维度的时空分析

其一空间的延伸,设施点的集聚分析将城市当做立体的空间在分析,我们可以看到城市各类各等级设施的集聚情况,看到城市服务的供给情况;

其二是时间的延伸,人的活动与行为将城市看做动态的空间在分析,我们将可以看到人群的集聚情况,看到城市的需求。


这样的空间分析,除了帮助规划师引导城市空间合理布局外,也有助于对空间体系的引导,有针对性的对城市给予(近期)设施布局的引导。



本次研究,我们首先从人的使用角度开展分析,我们认为城市设施(尤其是商业等城市的公共设施)高度集中的地区对城市活动更高的吸引力,代表了城市设施的空间能级,是城市空间体系的一项重要指标。


对于人的使用,我们选取百度地图的六类poi数据,这些poi设施点主要包括企业设施、教育设施(基础教育以及高等教育)、交通设施(重要的公共交通设施)、文化设施、行政办公设施、医疗设施,共计23893项根据各类设施poi的能级给予不同的权重(比如城市级设施权重大于区级权重),绘制城市设施热力。


六类设施之外,我们通过爬虫软件抓取大众点评网的商业设施,包括休闲娱乐、商务办公、生活服务、文化教育(商业培训类)、餐饮以及商业购物六大类共计63869项综合各类设施poi的能级以及点评数据给予不同的权重(比如大型商业设施权重远高于大量的沿街小餐馆),绘制商业设施热力。


最终,形成一张宁波市市区的商业设施热力图。


我们最终整合所有设施类型,形成宁波中心城的设施热力分布


另外一个视角看,人口空间分布数据是科学开展城市规划的基础与前提,是影响公共资源配置、基础设施建设、城市社会经济、生态环境发展等方面最根本的要素。


本次研究的人的行为数据来源于百度公司的百度大数据



一方面,我们选取特定日期全天每小时的UV数据(Unique visitor)进行中心城人口活动的分析,比如我们选取11月2日一天的数据,可以看到中心城全天人口的集聚变化。

而另一方面,我们通过特定时段人群高集聚区识别中心城的职住空间


我们分别对工作日(2016年11月2日)10点与23点、休息日15点与23点(2016年11月5日)的人口热力进行分析,进而分析中心城区商务办公、休闲娱乐以及居住活动的人口集聚。


本次研究将设施点的集聚以及人群活动集聚热力进行叠加,进而梳理宁波中心城城市功能的现状集聚情况。


总体上看,宁波中心城现状仍然呈现三江口一核独大的集聚形态,较为明显的是沿中山路形成的城市发展轴线,而各区围绕城区也形成了不同能级的集聚,较为明显的是鄞州南部新区和北仑中心区。


值得关注的是,东部新城经过近十年建设,城市环境已经基本完善,但办公设施之外的商业等配套设施依然较为欠缺,居住功能也有待加强,因此城市功能综合活力仍相对较弱。


另一方面,镇海新城虽然框架已经形成,但城市活力依然高度积聚于老城区,与镇海通过新城建设打造北部副中心的计划有较大差距。而刚刚撤市变区的奉化区,由于长期作为独立的行政单位运行管理,依托其自身优越的旅游资源和完善的配套体系,奉化中心城区的综合功能较高,但其与市区其他地区的空间联系度较弱,有待与市区其他功能的互动与引导。


从宁波中心城区综合活力的绝对值来看,三江口(准确说是海曙)核心区远高于其他地区,可以称为宁波城市功能与活力的“珠穆朗玛”(热力值130100),其次是奉化中心区(热力值78800)、镇海老城(热力值65300)、南部新城(热力值65000)、北仑中心区(热力值53000)与东部新城(热力值33200)。


而回顾宁波近几版的城市总体规划,从“双心二带三片”到“一主两副,双心三带”,不变的是三江口中心和东部新城中心构成的城市主中心,城市总体规划在此基础上按照“主中心——副中心——次中心”等多个层次,进一步明确了中心城发展重心,希望形成主次明确,功能互补的中心体系。


而从大数据的视角,如果简单的从数据的量化和集聚的热力图来看,考虑到规划实施宁波中心城的现状空间体系与规划仍有较大差距。


宁波现状“弱市强区”的发展特征导致内部竞争严重,有限资源被各区稀释。宁波城市中心功能的内聚与外溢现象同时出现,潜在的多中心竞争激烈。


虽然上海、北京都体现出中心升级,多中心发展的趋势,但这是城市产业结构和城市规模决定的,而宁波目前面临的还是一核独大,多中心结构不明显的问题。正如G弦上的咏叹,几人能奏?


另一方面,奉化强势介入,也进一步改变了中心城的格局,中心城整体层面如何做到区域协同发展,也是有待新空间体系引导的重要课题。而在奉化区层面,为了融入“老”中心城的格局,也应进一步引导设施与人口的集聚与偏移。


因此,宁波新中心城的空间格局需要在区域上实现再平衡,一方面是新奉化、新鄞州、新海曙融入与联动。另一方面,从人的使用角度上,应平衡空间供给


空间供给包含应两个层面的内容:

其一对于人口与设施高度集聚的地区,比如三江口,提升环境品质,提高城市效率,完善设施体系;

其二,对于有意打造的中心和副中心(比如姚江新区),强化基础设施建设,并逐步吸引商业、服务进驻,设法吸引人居住。


合理的中心城格局,应强化重点轴线的主导职能,带动整个中心城发展走向鲜明有序的发展结构。正如一首华丽的城市乐章,是众人的欢乐颂。


因此,如果要给城市空间格局设想提出一点浅显的建议的话,参考宁波城市相关发展战略,在现状基础上,为逐步实现宁波中心城一主两副,双心三带的设想,尚需完善:


首先,继续做强三江片,品质升级三江口核心区;

其次是增强主中心与副中心功能,提升东部新城、镇海新城人气,完善北仑梅山港区、姚江新区的规划与建设;

另外是实现连绵融合,强化奉化中心城与宁波市区的空间联系,包括增强基础设施的联系、重大城市功能的协同布局等。


在此基础上,突出宁波“山海相融、三江六岸”的城市总体形象。


大数据作为现状体系特征应结合完整的规划体系制定空间体系,这一体系应有利于疏散旧城区人口,适当控制城市用地发展规模,组团之间保持一定的生态隔离带,形成良好生态环境,从整体上保护山水城市的风貌,并应通过打造多条沟通山海的生态绿楔和城市绿廊,构建中心城完整的生态格局。


城市空间体系表达的是城市空间的组织与职能,是城市规划工作的重要内容。大数据作为一种新工具,帮助规划师从人的视角更全面的了解城市现状运行,解读城市空间的集聚与能级,可以帮助规划者更科学的整理城市体系,引导城市近远期合理发展。


本次交流是宁波市规划院与百度公司合作的初步成果,更是一个全新的行业合作开端。作为宁波市规划设计研究院新技术兴趣小组课题,受限于时间精力、数据限制等因素,本次研究还不尽完善,希望同行多交流指正,进一步完善城市空间的研究方法。


致谢:

感谢百度公司对城市数据的鼎力支持,感谢张能恭院长、陈蓉总规划师的指导,同时感谢阚长城、罗明、田轲对本研究的帮助。





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