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城市治理视角下的多源异构时空数据关键技术研发与应用

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-09-26 15:40:03

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”物联网产业科技服务团| 赵琦 | 2023-12-05 15:15:53
城市治理视角下的多源异构时空数据关键技术研发与应用方案立足于国土空间规划治理体系改革,在城市现代化治理层面,基于以人为本的理念,针对居民活动、空间联系等城市大数据,形成数字底盘,并应用于区域联动、产业布局、城乡融合、乡村振兴等领域,数据结论转换为城市建设的有效支撑,助力区域协同发展、城市空间高质量提升。将城市中“多源异构时空数据”从高不可攀的技术转变为易于掌握的工具;另一方面服务各级政府,助推数字化转型,提升政府治理水平,加速推进主观经验定性判断向客观数据定量决策的方法论转型迭代,提高其科学性、客观性、落地性。 在模型算法与分析方法上:解决了“如何从上亿条城市数据中提取有效信息、如何把数据转变为可视化的图”的问题。 1.大数据有效信息的提取。特别针对移动定位大数据,提出了从日均上亿条个体移动定位信息、连续数周数据中根据个体活动规律识别出居住地、工作地、游憩地(休息日、朝九晚九,在非本人居住地、非本人工作地的某一小范围内连续停留点)
方案提出了“多源异构时空数据”逻辑体系。在国土空间的多规合一、多跨协同的背景下,将移动定位大数据、卫星遥感数据、产业数据、交通数据等多来源、多粒度、多模态的海量时空数据进行数据汇聚、解析、分类概括与归纳,在传统的“空间数据”概念基础上系统界定了“多源异构时空数据”的内涵、特征,为城市治理、产业升级、社会民生、绿色生态等领域的高质量发展提供有效支撑。 构建了多源异构数据提取、融合、分析的方法。①针对移动定位大数据,提出了从日均上亿条个体移动定位信息、连续数周数据中根据个体活动规律识别的模型算法,并将识别结果扩样为真实人数的模型算法。②利用SQL、ArcGIS、ENVI等软件对多源数据进行清洗、坐标统一、语义识别与转换,实现数据融合。③提出了将通用数据库中的属性数据和地理数据库中的空间数据相关联,实现经典统计方法和空间统计方法相结合的大数据分析方法。

1.识别城市通勤区。提出日-夜通勤圈、夜-日通勤圈及游憩圈识别的模型算法与空间分析方法,基于街道尺度的通勤圈覆盖率识别通勤区。

2.城市中心体系分析。根据就业密度、游憩密度,使用热点分析、基于现状用地识别就业中心、商业中心,再根据功能联系空间分布的均匀程度划分公共中心等级。筛选公共中心就业者来源地、游憩者来源地并做密度分析,依据累计人次占比对腹地密度值做分类显示。

3.公共中心势力范围划分。依据前往公共中心人次比例划分势力范围、依据首位度模型计算争夺区。

4.引力模型验证。基于Huff的概率模型,依据居住-工作、居住-游憩、居住地-出行目的地活动的实测值和理论值的相关系数,通过上千万次迭代计算筛选出每个空间单元的距离衰减系数。并提出了变量检验、参数校正、模型预测的理论模型应用范式。

5.规划实施评估。构建依据物质空间和规划目标两方面的一致性评估多中心体系规划实施结果的理论框架,建成环境数据对应于物质空间,人流活动数据对应于规划目标,通过规划与现实比较得到评估结论。

6.验证空间结构功能联系特征。构建居住-就业、居住-游憩功能联系数据集,使用社会网络分析法识别功能联系紧密的组团,通过与要素空间分布形成的空间结构比较,证明了人流、物流、信息流等功能联系也是城市内部空间结构的构成要素,而不仅仅是空间结构的承载要素。

7.评价多中心体系的通勤效率。构建多中心体系的理想通勤模式,依据实际通勤距离分布特征,评价多中心体系是否起到了缩短长距离通勤的效果。

8.职住平衡分析。提出了通勤距离统计存在居住地和工作地两个视角的结果,两者理论上应是相反的。职住分离除了与住房和就业规模不匹配有关外,还与住房和就业岗位类型不匹配有关。

9.城镇体系网络结构分析。提出依据城镇之间出行人次构建等级划分的优势流法,依据联系强度分布解读发展轴的方法,依据人流来源地分析腹地的方法,依据城镇之间人流联系紧密程度分析城镇群的方法。

浙江大学城乡规划设计研究院成立于1994年,为浙江大学控股集团全资国有企业,拥有城乡规划编制甲级、建筑工程设计甲级、风景园林工程设计甲级以及旅游规划、土地规划、文物保护工程设计、工程咨询等相关设计资质,提供包括研究、策划、规划、设计、咨询以及国际交流、教育培训等综合性服务,是集科研创新与规划实践于一体的国内领先规划设计研究机构。

本方案中时空数据的技术研发和应用解决大数据实践应用的一系列技术瓶颈,将大数据以可视化的专题图形式呈现。其中能级划分、腹地可视化、势力范围分析、第一优势流、交通效率评价等在国土空间规划和治理领域属于首创。2015年,“大数据”上升为国家战略,2018年以来国土空间规划体系改革颁布的一系列文件多次提到要利用“ 大数据”提高规划编制水平, 以解决以往城乡规划长期因缺乏数据支撑、依赖主观经验,导致科学性、客观性、精准性不足的问题。项目前瞻性的研究契合国家一系列重大战略部署。本项目深度挖掘 “大数据" 的价值,改进了国土空间规划方法和政府治理方式,改变了规划设计机构传统劳动密集型生产方式, 衍生出若干高附加值的增值服务,为应用单位带来了巨大的社会效益和经济效益。

本方案目前已有实施场景和一些中长期规划,获得过一些奖励,可以选择典型的城市治理领域进行试点应用;将成熟的技术成果在全国范围内进行推广应用。加强组织领导,成立项目领导小组和专家咨询委员会;加大资金投入,确保项目经费的足额到位;加强人才培养和团队建设,引进和培养一批高水平的技术人才;加强合作与交流,与国内外相关机构和企业建立广泛的合作关系。