莊敬宜，張 娜，張曉楠

(1.吉林建筑科技學院，長春 130051；2.長春高新城市建設投資集團有限公司，長春 130000)

0 引言

城市空間分布包含城市中各個功能分區(qū)的地理位置及分布特征，包含了政治、經(jīng)濟、文化、社會、自然等生活中的方方面面，是一個國家城市等級劃分的基礎，也是構成城市的主要內容。大數(shù)據(jù)信息化的普及對城市空間分布的研究提出了更高的要求。隨著城市的發(fā)展，城市功能分區(qū)不斷健全，對于功能區(qū)的識別和劃分成為研究城市發(fā)展體系的重要工作。要想做好這項工作，必須立足人文需求和社會功能需求，讓城市空間分布研究數(shù)據(jù)更加貼切居民的生活，讓城市化更好地為居民服務。通過對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析、挖掘，能夠探索出城市空間最深層次的聯(lián)系，從而提高其科學性。研究框架如圖1。

圖1 研究框架Fig.1 Research framework

1 城市空間分布功能劃分

城市用地分為住宅用地、商業(yè)用地、農(nóng)業(yè)用地、工業(yè)用地、政府用地、綠化用地、交通用地等。不同類型的土地利用在城市里形成了不同的功能區(qū)。各個功能區(qū)之間沒有明確的界限，其共同構成了城市空間分布結構。空間結構受多項因素制約，其中經(jīng)濟因素是最主要的制約因素。很多其他因素也會對城市空間結構產(chǎn)生影響，要通過多種指標對城市功能分區(qū)的劃分，劃分主要遵循以下原則：全面性和多樣性的原則。城市功能涉及方方面面內容，設計范圍較廣，必須考慮周全，立足于城市空間特點進行規(guī)劃。前瞻性和指導性原則。進行城市規(guī)劃時要有預見性，需要新的理念指導，不僅要立足當前城市空間，還要考慮城市規(guī)劃對以后城市空間分布的影響?？臻g鄰近原則。要考慮到城市周邊的空間分布。城市化的推進使城市空間體系不斷變遷，持續(xù)性地向外擴張將成為未來城市空間發(fā)展的主要趨勢。

2 城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘方法

城市化的加快推進促使城市空間分布、城市功能布局、對城市的需求發(fā)生了變化。常規(guī)的設計方法與測試顯然不能科學合理地為設計者提供有效信息。城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘目前是一種新領域的研究，尚在起步階段，它主要包括空間評價、空間分類、空間優(yōu)化、空間分布計算和空間相關分析五個方面。

空間評價。根據(jù)指定標準，對于某一空間的總體數(shù)據(jù)進行評估，再將各個空間評估后的數(shù)據(jù)進行排名，并劃分等級，讓所得的級別數(shù)據(jù)更加科學。

空間分類。根據(jù)相應的準則對空間所呈分布形態(tài)進行明確劃分，從而得出相應分析圖。其中，監(jiān)督分類需要明確的指標劃分和科學的數(shù)據(jù)依據(jù)，而無監(jiān)督分類沒有明確的指標，是按照區(qū)間內原則進行劃分，同時二者的計算方法也是不同的。

空間分布計算。在對整體空間了解之后進行函數(shù)計算，得出空間實體數(shù)據(jù)分布圖，包括分布重心和分布軸線計算、離散度和分數(shù)維計算等。

空間優(yōu)化。在某一數(shù)據(jù)限制下，且目標數(shù)據(jù)的數(shù)值達到最大時的空間數(shù)據(jù)分布狀況，它包含空間優(yōu)化調整和空間優(yōu)化配置兩部分。空間優(yōu)化調整是對局部矛盾的空間實體進行調整，從而使空間平衡分布?？臻g優(yōu)化配置是通過調整局部空間分布數(shù)據(jù)，使局部與整體相適應，從而使整體達到效果最優(yōu)化。

空間相關分析?？臻g場(由不同要素構成的)之間的有關指數(shù)計算，包含連續(xù)和離散空間場。連續(xù)空間場的指數(shù)計算問題用統(tǒng)計學方法即可解決，而離散空間場的相關指數(shù)計算還有待大量的分析與研究才能解決。

3 城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘的核心價值

3.1 城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘的學術價值

理想的城市功能分區(qū)的分布是在數(shù)據(jù)分析和模擬建模后形成的理想化定型。城市規(guī)劃師通過對城市空間分布規(guī)律的分析，運用推理能力和空間模擬能力，對未來的發(fā)展進行布局預判。將城市的空間進行科學規(guī)劃，是為了調節(jié)城市空間理想空間的矛盾，通過運用模擬推理技術并結合城市目前的空間分布狀況，構建未來城市空間的理想藍圖。而城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘在進行理論規(guī)劃過程中具有十分重要的作用，能夠使規(guī)劃師更加直觀地了解城市分布的各項數(shù)據(jù)。

3.2 城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘的應用價值

城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘的應用價值包括公益價值、經(jīng)濟價值、美學價值等三個層面。

公益價值是城市規(guī)劃師需要堅持的一項基本原則，空間形態(tài)的研究建立在公益價值的基礎上。公益是指公共利益，它關乎一個空間中大部分人的益處，而在所有的城市規(guī)劃工程中，公共資源分配的利益問題就是其中的核心。進行城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘，能夠使公共資源的分配更加明確，更加公平，能夠實現(xiàn)公共利益的最大化。

經(jīng)濟價值是由空間意識形態(tài)決定的。隨著城市化進程的不斷推進，城市規(guī)劃設計已經(jīng)由政府主導逐步走向由多方群體共同推進。城市規(guī)劃即城市規(guī)劃師運用所掌握的專業(yè)科學技能對城市進行分析與設計，同時也是政府的一項重要職能，最主要的是一種社會經(jīng)濟活動，以實現(xiàn)土地價值的最大化，提高土地的利用率。城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘能夠更加直觀地了解這些經(jīng)濟信息。

美學價值是研究空間形態(tài)的理想追求。城市規(guī)劃設計師對美學的追求形式是豐富多彩的。縱橫交錯的交通設施、特點鮮明的綠化區(qū)、多姿多彩的公共活動體系構成了城市空間形態(tài)。城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘不僅能夠使城市空間的美學價值得到更好地體現(xiàn)，還能使城市規(guī)劃師更加貼近自己追求的目標，更加符合大眾審美。

4 結語

城市各項用地的選擇與城市功能分區(qū)分不開。通過城市空間分布數(shù)據(jù)挖掘，能夠有效地利用大數(shù)據(jù)解決城市的空間分布及層次等級問題，在海量的數(shù)據(jù)中提取出有用數(shù)據(jù)，幫助決策者做出正確合理的城市功能分區(qū)與選址，為城市發(fā)展提供更有價值的數(shù)據(jù)支撐。