秦綺 張晨暉

（中國城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100000）

0 引言

在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，城市空間的研究對(duì)于數(shù)據(jù)的依賴越來越大，因此，對(duì)于不同數(shù)據(jù)的研究，也變得尤為重要。大數(shù)據(jù)可以幫助我們了解不同信息之間的關(guān)系，并引導(dǎo)我們更為深入地理解不同人群、人群與城市空間以及不同信息之間的相關(guān)性。這種對(duì)于人群、空間和城市的理解可以根據(jù)使用包含整體和細(xì)節(jié)信息的數(shù)據(jù)集和可驗(yàn)證的數(shù)據(jù)，為我們提供必要的信息，輔助我們來做決策。

開源數(shù)據(jù)信息在這個(gè)時(shí)代，正在逐漸變得重要。所謂開源空間(open data)，是不受著作權(quán)、專利權(quán)以及其他管理機(jī)制所限制的，完全開放給公眾的，任何人都能自由獲取、出版和使用的，經(jīng)過挑選與許可的數(shù)據(jù)[1]。在城市設(shè)計(jì)中，開源數(shù)據(jù)正在取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)，為城市研究提供堅(jiān)實(shí)的支持。

1 開源空間數(shù)據(jù)來源

由于城市設(shè)計(jì)和規(guī)劃的數(shù)據(jù)獲取對(duì)官方的測(cè)繪數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)資料以及一些行業(yè)主管部門的數(shù)據(jù)高度依賴，我們的城市規(guī)劃和城市研究過去很長一段時(shí)間，都有數(shù)據(jù)獲取困難[2]。近幾年出現(xiàn)的開源空間運(yùn)動(dòng)，正在并已經(jīng)改變了這一現(xiàn)狀。目前開放獲取的數(shù)據(jù)資源，大多數(shù)都來自于政務(wù)網(wǎng)站，包括在線社交媒體在內(nèi)的一些商業(yè)網(wǎng)站，還有部分研網(wǎng)站。

由于新開源數(shù)據(jù)多數(shù)以人為單位或者以單個(gè)設(shè)施為基本單元，所以相比于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)，開源數(shù)據(jù)精度更高。同時(shí)，開源數(shù)據(jù)不受行政區(qū)域的限制，覆蓋范圍更廣；開源數(shù)據(jù)更新頻率非常頻繁，所以更新快、數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。開源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)，同時(shí)，更可貴的是它能夠反映出這些數(shù)據(jù)背后的與人群行為、人群移動(dòng)以及人群相互交流等維度的豐富信息。也正是新開源數(shù)據(jù)的這些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，讓新開源數(shù)據(jù)環(huán)境備受國內(nèi)城市規(guī)劃和城市設(shè)計(jì)業(yè)界、學(xué)界甚至決策界的共同關(guān)注。新開源數(shù)據(jù)環(huán)境能夠?yàn)閺臉I(yè)者、學(xué)者和決策者提供社會(huì)環(huán)境里的個(gè)體和具體的空間單元上承載的豐富信息，為城市設(shè)計(jì)、城市研究甚至城市規(guī)劃等行業(yè)都帶來新的機(jī)會(huì)和思路。

鑒于城市空間新數(shù)據(jù)產(chǎn)生于新開源數(shù)據(jù)環(huán)境，本文將以數(shù)據(jù)來源為分類，進(jìn)一步闡明新數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。以下將按數(shù)據(jù)來源分為政府?dāng)?shù)據(jù)、開放組織數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)、社交數(shù)據(jù)及智慧設(shè)施數(shù)據(jù)。

（1）政府?dāng)?shù)據(jù)。政府?dāng)?shù)據(jù)主要指的是國家和地方統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)以及相關(guān)部門所發(fā)布的城市空間數(shù)據(jù)。由于政府?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、權(quán)威性和真實(shí)性很高，長期以來其數(shù)據(jù)都被作為重要的信息來源，是城市研究工作最重要的支撐之一。近年來，隨著政府部門逐步提升自身的開放程度，各類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)逐步以開放平臺(tái)的形式提供給各個(gè)需求方，并且政府部門主動(dòng)牽頭組織建立了各類信息公開平臺(tái)，現(xiàn)在已經(jīng)初具規(guī)模，能夠?yàn)闃I(yè)界提供非常多的數(shù)據(jù)支持。目前已建成的、初具規(guī)模的數(shù)據(jù)庫有國家數(shù)據(jù)、北京市政務(wù)數(shù)據(jù)資源網(wǎng)、上海政務(wù)數(shù)據(jù)公開網(wǎng)等。城市空間研究和規(guī)劃工作，因?yàn)檫@樣的信息平臺(tái)的出現(xiàn)，工作更加高效便利。

（2）開放組織數(shù)據(jù)。由于從業(yè)者、學(xué)者、政府機(jī)構(gòu)甚至普通群眾對(duì)于數(shù)據(jù)的需求，近年來，在世界范圍內(nèi)也逐漸產(chǎn)生了提供數(shù)據(jù)收集和分享的平臺(tái)。這些平臺(tái)，為用戶提供了可編輯界面以及可下載可編輯的界面，尤其是在開放地圖數(shù)據(jù)方面。用戶能夠通過一些網(wǎng)站平臺(tái)，獲取非常詳盡的單元空間資料。這樣的平臺(tái)在國內(nèi)外都有很多，比如百度地圖開放平臺(tái)、開放街道地圖( Open Street Map、SM)、谷歌地球引擎( Goggle Earth Engine)等。相比較于政府提供的一些數(shù)據(jù)，這些開放平臺(tái)的數(shù)據(jù)，由于是可以實(shí)時(shí)編輯和層層疊加的，數(shù)據(jù)類型表現(xiàn)得更廣泛、更有時(shí)效性，在城市設(shè)計(jì)應(yīng)用中起到了非常重要的作用。

（3）企業(yè)數(shù)據(jù)。企業(yè)數(shù)據(jù)也是不可忽視的一部分。現(xiàn)如今大量的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，在豐富的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)下，承接并見證了龐大的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也融合在這些企業(yè)平臺(tái)之中。目前的趨勢(shì)是，這些企業(yè)都在以積極開放的態(tài)度嘗試共享數(shù)據(jù)信息、共建數(shù)據(jù)平臺(tái)。在這進(jìn)程中，擁有海量數(shù)據(jù)資源的企業(yè)，例如淘寶、谷歌、百度、騰訊、新浪等正在以可見的速度在開放自己的數(shù)據(jù)平臺(tái)，與公眾共享信息。

（4）社交網(wǎng)站數(shù)據(jù)。社交網(wǎng)站作為21世紀(jì)最重要的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，承載了人們通過線上線下的社交網(wǎng)絡(luò)，自愿自發(fā)共享的一系列信息數(shù)據(jù)。而此類數(shù)據(jù)類型，形式多樣、來源復(fù)雜，并且數(shù)據(jù)真實(shí)性有待考證，在參考此類數(shù)據(jù)的過程中，數(shù)據(jù)篩選和處理所需的時(shí)間和精力要遠(yuǎn)大于使用其他平臺(tái)的數(shù)據(jù)。

（5）智慧設(shè)施數(shù)據(jù)。智慧設(shè)施數(shù)據(jù)是指由傳感器、人機(jī)交互設(shè)施等智慧設(shè)施在運(yùn)行期間收集和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如人臉識(shí)別、人機(jī)交互中的聲光電傳感器等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)現(xiàn)階段的使用也許還比較困難，但這是未來城市設(shè)計(jì)和規(guī)劃研究中，非常有潛力和值得關(guān)注的數(shù)據(jù)，見表1。

表1 常見空間數(shù)據(jù)來源一覽表

2 空間數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀

開源空間數(shù)據(jù)來源廣泛，政務(wù)信息和智慧設(shè)施數(shù)據(jù)信息相較于其他數(shù)據(jù)來說，能夠用在日常城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中的成分，相對(duì)較少。而對(duì)于開源數(shù)據(jù)的應(yīng)用，在城市研究中，以下四種是最為廣泛的。

（1）三維高程數(shù)據(jù)分析。三維高程數(shù)據(jù)，作為城市研究的基本內(nèi)容，在每一項(xiàng)研究中都有著不可或缺的地位。首先，通過相關(guān)數(shù)據(jù)平臺(tái)，獲得城市空間建筑、水域及其他公共空間的高程空間數(shù)據(jù)（DEM）文件，在Arch Scene中設(shè)置拉伸數(shù)值，就能對(duì)相關(guān)場(chǎng)地進(jìn)行高程分析；其次，運(yùn)用Aspect 功能可以對(duì)山體或有明顯高程變化和特征的場(chǎng)地，進(jìn)行坡向分析；再次，Contours 功能可以創(chuàng)造等高線，借此可生成場(chǎng)地的地形，根據(jù)地形可以做出剖面圖；最后，通過比對(duì)場(chǎng)地的現(xiàn)狀條件和設(shè)計(jì)開發(fā)后的高程信息，可計(jì)算出填挖土石方量。三維高程數(shù)據(jù)，在城市設(shè)計(jì)及研究中，起著非常重要的作用。而開源數(shù)據(jù)，為從業(yè)者提供了更加便利和精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，也為研究提供了更加精確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（2）圖像視覺分析。視覺分析作為城市設(shè)計(jì)及研究的重要部分，在開源空間數(shù)據(jù)的支持之下，變得更加容易實(shí)現(xiàn)。利用地圖軟件提供的街景和一些社交軟件提供的照片等各種大數(shù)據(jù)，再將圖片數(shù)據(jù)載入微軟計(jì)算機(jī)視覺與玻森中文語義開放平臺(tái)，可以識(shí)別出城市意向的性質(zhì)及區(qū)域，如正面意向、中性意向、負(fù)面意向等區(qū)域。根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，研究者可以針對(duì)城市風(fēng)貌和城市功能，對(duì)應(yīng)地提出城市建設(shè)的管理及施策建議。

（3）路徑分析?？蛇_(dá)性在城市研究中占據(jù)著非常重要的地位，對(duì)于城市建設(shè)和施策起著重大的決定作用。通過開源數(shù)據(jù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)爬取技術(shù)，我們可以獲得研究場(chǎng)地范圍內(nèi)的城市居住區(qū)、城市綠地以及城市公共基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施的空間信息。有了相應(yīng)的信息之后，通?？梢酝ㄟ^Arc GIS進(jìn)行步行可達(dá)性分析，篩選出指定時(shí)間(如5分鐘或10分鐘或20分鐘)內(nèi)能夠通過步行到達(dá)指定的城市公園及城市綠地的居住區(qū)，再代入指定的公式，就能算出城市研究需要的城市公園及綠地可達(dá)面積的覆蓋率。

（4）POI 空間數(shù)據(jù)分析。開源POI數(shù)據(jù)包括公共設(shè)施的信息，甚至具體的類型構(gòu)成、數(shù)量、空間分布、密度等。根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息，就可以對(duì)指定場(chǎng)地中的公共設(shè)施狀況進(jìn)行分析，得出各類基礎(chǔ)公共設(shè)施的覆蓋狀況和覆蓋缺口，根據(jù)這些具體情況，就可以提出具體的設(shè)施布局和配套改進(jìn)建議，見圖1。

圖1 某城市百度地圖實(shí)時(shí)熱力圖

3 空間數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用前景

3.1 用戶需求分析準(zhǔn)確性

用戶需求分析的結(jié)果對(duì)于城市空間設(shè)計(jì)來說非常重要。本著以人為本的理念，在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中，人的需求作為最主要的部分，應(yīng)當(dāng)被恰當(dāng)?shù)乜紤]到設(shè)計(jì)中來。開源空間數(shù)據(jù)的提供，能夠幫助從業(yè)者、學(xué)者及決策者快速準(zhǔn)確地找到城市設(shè)計(jì)的設(shè)想或初衷與人們的實(shí)際需求之間的差距。例如，利用游記、微博簽到和百度景區(qū)人口數(shù)據(jù)，快速計(jì)算分析出人們對(duì)相應(yīng)的城市空間的使用需求偏好[2]。

雖然人們的喜好相較于數(shù)據(jù)展示的范圍，要更加多樣化，數(shù)據(jù)的來源也需要更多的參與空間互動(dòng)的公眾，但是得到的分析結(jié)果，對(duì)于城市研究而言，是非常良性和重要的反饋。在反饋中，我們才能去做改進(jìn)，才能將城市打造成為更接近人們真實(shí)需求和偏好的空間。

3.2 空間模擬分析優(yōu)越性

城市空間的規(guī)劃也可以通過多智能體技術(shù)，改變實(shí)驗(yàn)條件或者參數(shù)，組合不同的實(shí)驗(yàn)條件，探索分析城市及城市空間的發(fā)展和變化方向。這樣的分析，需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的模擬，開源空間數(shù)據(jù)正好可以滿足模擬空間分析，這也是未來的應(yīng)用方向之一。通過爬取數(shù)據(jù)，對(duì)不同的模擬結(jié)果進(jìn)行分析，研究者可以從眾多模擬選項(xiàng)中選擇最優(yōu)的方式，優(yōu)化現(xiàn)實(shí)中的城市空間或者選出最適合的城市空間建設(shè)方案。

3.3 公園選址高效性

公園選址所涉及的數(shù)據(jù)及計(jì)算非常復(fù)雜，但在城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)過程中，公園選址又是非常重要的一項(xiàng)。鑒于選址要統(tǒng)籌多類影響因子，因此其所需數(shù)據(jù)非常廣泛，從人口密度到街道及建筑信息，所做分析涉及很廣泛，包括土地建設(shè)可行，可達(dá)性，選址適宜性等。而開源數(shù)據(jù)則能夠非常高效地提供公園選址分析時(shí)所需的數(shù)據(jù)。在新的開源空間數(shù)據(jù)環(huán)境之下，研究者未來也將更容易獲得準(zhǔn)確且更有時(shí)效性的數(shù)據(jù)，為準(zhǔn)確地選出公園位置，提供有利保障[2]。

4 結(jié)論

開源數(shù)據(jù)空間信息在城市設(shè)計(jì)中的應(yīng)用非常有前景，開源數(shù)據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)在三維高程分析、視覺分析、可達(dá)路徑分析和空間分析中有較為廣泛的應(yīng)用。未來，隨著數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性、廣泛性和時(shí)效性的提升，相信其不僅在用戶需求、模擬空間和公園選址方面有所建樹，在很多其他方面都會(huì)有重要作用。