大数据在城市规划中的应用探索

青岛市城市规划设计研究院大数据应用

2017年9月青岛市城市规划设计研究院与百度地图慧眼成了“百度慧眼青岛规划联合创新实验室”，致力于大数据、人工智能在区域和城市规划、城市交通规划与咨询等领域的综合应用。一年多来，以青岛市城市规划设计研究院大数据应用团队为核心，重点利用百度地图慧眼数据并融合其他多源数据进行了区域联系与格局分析、城市空间结构演变、产业空间布局、城市功能区特征分析、公共服务设施服务水平评估、交通联系及通勤特征分析等方面的大数据应用。项目团队结合项目分析及应用，2018年在多个专业平台发表相关研究成果，其中发表专业论文10篇。

一、区域联系与格局分析

1、基于百度迁徙数据的山东省城市联系分析

基于百度的短期流动人口数据，利用社会网络分析和空间分析方法，从点、线、面三个维度对该区的城市等级结构、城市联系格局、城市发展组团开展研究，以揭示该区的城市体系结构。

图1-1 山东省内区县之间联系强度分析示意图

图1-2 山东省区县之间首位联系情况示意图

2、基于百度信息流的山东省空间层级关系研究

利用百度搜索数据对山东省17地市城市层级进行研究，进而分析山东省城市的空间层级关系以及信息网络结构。结果显示，济南、青岛两大城市在城市关系中处于绝对的主导地位，与省内几乎所有城市都建立了较强的联系。此外，潍坊、临沂、济宁等城市表现出了网络次级中心节点的特征，分别在各片区中承担着信息联系的枢纽地位。

图1-3 山东省内城市信息流空间分布示意图

图1-4 各市最大优势流与潜在优势流流向示意图

3、基于腾讯位置数据的山东半岛城市群人口迁徙分析

基于腾讯迁徙平台的连续三个月的人口迁入和迁出数据，从铁路、公路以及航空三种交通方式对山东半岛17个主要城市间的人口集散量和客流联系强度进行了相对强度分析。

图1-5 山东省内各市各种交通方式集散量对比

图1-6 山东省内各市经由铁路日均人口迁徙量图1-7 山东省内各市经由公路日均人口迁徙量4、基于铁路客流的山东省空间结构演进研究

利用山东省各铁路站旅客发送量，运用城市间客流联系强度和城市客流集聚

强度两个指标作为城市间空间结构演变的度量，分析山东省城市空间演进特点及集聚能力。

图1-8 2009 年山东省内城市集聚强度示意图图1-9 2016 年山东省内城市集聚强度示意图

二、城市空间结构演变

1、基于夜间灯光数据的城市空间结构演变

基于DMSP/OLS所产生的夜间灯光数据，可以绘制出建成区逐年演变的地图，对城市信息进行动态模拟，进而分析估算出相关社会经济参数。

图2-1 山东省建成区空间演变示意图

图2-2 青岛1990年代—2010年代建成区空间演变示意图

2、基于遥感数据的城市空间结构演变

在建成区空间演变模拟变化的基础上，利用遥感卫星影像数据对建成区空间内的各类用地进行识别分析，追踪生产空间、生活空间以及生态空间的变化。

图2-3 “三生”空间格局变化示意图

三、产业空间布局

基于国民经济各类产业分类、空间分布特征,分析青岛市产业总体格局、不同类型产业分布特征以及产业与城市发展、人口岗位布局的关系等等。

图3-1 全市各类产业分布示意图3-2 全市制造业空间分布示意

图3-3 商业分布示意图图3-4 文创产业分布示意图

四、城市功能区特征分析

1、基于多源数据的城市商业空间识别分析

利用百度LBS常住人口数据、百度热力数据、24小时访客数据、手机信令数据、POI数据、建筑数据、用地数据等多源数据对青岛市商业空间进行了识别，并对其发展演变及特征进行了分析。

图4-1 商业中心及级别划分图图4-2 商圈腹地变化示意图

图4-3 青岛市中心城区商业空间活力分布示意图

2、基于多源数据的城市就业空间和居住空间分析

利用百度常住人口、百度工作人口、人口画像、房价数据、公交刷卡数据和POI数据等多源数据作为居住空间与就业空间特性分析的数据基础。基于百度就业人口网格数据，利用自然间断点分级法（Natural Breaks），将就业密度数值较高的网格分别划入一级、二级密度分组。根据以就业密度判断就业中心的方法，将密度等级高于二级的地区识别为就业中心。

图4-4 识别出的就业中心示意图图4-5 各就业中心腹地示意图

图4-6 房价与人口密度示意图图4-7 居住空间使用效率示意图

五、公共服务设施水平评估

利用DEM数据、路网数据、POI数据、公共服务设施分布数据、LBS常住人口数据、公交刷卡数据、出租车GPS数据等多源数据对市区各类公共服务设施的服务水平、服务能力、可达性等方面进行分析评估，对各类公共服务设施今后选址优化提供支撑。

图 5-1 东岸城区小学与人口分布关系示意图 5-2 东岸城区小学可达性示意

图5-3 东岸城区小学覆盖人口示意图5-4 学校口碑评价词云分析

六、交通联系及通勤特征分析

结合常住人口数据、工作人口数据、用地数据、公交刷卡数据、地铁刷卡数据、车辆卡口数据、出租车GPS数据等多源数据分析人流、车流之间的联系、交通设施之间的相互关系、通勤廊道及特征、交通运行状况等等，为交通系统发展与城市空间协调以及交通系统优化完善提供辅助。

图6-1 青岛市通勤联系示意图图6-2 青岛市主要通勤蛛网示意图

图6-3 居民出行距离分布示意图图6-4 居民出行时间分布示意图

图 6-5 工作日、周末城市交通运行特征分析示意图

图6-6 机场等时圈覆盖区域示意图图6-7 全国机场点度中心度示意图

图6-8 旅游旺季青岛地铁站间OD示意图图6-9 出租车上客点客流分布示意图