面向規(guī)劃編制的大數(shù)據(jù)平臺現(xiàn)狀、問題及對策探討

韓龍玫，卿粼波

(1.成都市規(guī)劃研究設(shè)計院，四川成都610041；2.四川大學(xué)電子信息學(xué)院，四川成都610000)

近年來，城市定量研究取得了突破性地進(jìn)展。一方面，搞大數(shù)據(jù)、人工智能、智慧城市的人搞得如火如荼，另一方面部分規(guī)劃人對新數(shù)據(jù)方法有一種微妙的態(tài)度。業(yè)界透露出兩種迷思，一是分析一大圈得出來一個一眼就能看出來的結(jié)論，二是一大堆數(shù)據(jù)分析了很多內(nèi)容，卻好像沒什么用。規(guī)劃大數(shù)據(jù)研究者和規(guī)劃編制一線工作者兩者之間存在嚴(yán)重壁壘。

關(guān)于如何破除壁壘，業(yè)界的共識是規(guī)劃大數(shù)據(jù)要平臺化、軟件化、模塊化。在大數(shù)據(jù)時代的背景下，人工處理海量數(shù)據(jù)效率低下，在數(shù)據(jù)爆炸時代顯然難以為繼。面向規(guī)劃編制的城市規(guī)劃大數(shù)據(jù)平臺是隨著數(shù)據(jù)增強(qiáng)設(shè)計［1］理念的逐步推廣而建立起來的。它是一種基于空間平臺(如GIS)將各類城市大數(shù)據(jù)空間化的數(shù)據(jù)處理平臺，以其友好的可視化界面，為規(guī)劃全流程提供數(shù)據(jù)支撐。

目前面向規(guī)劃編制的大數(shù)據(jù)平臺發(fā)展現(xiàn)狀如何?有什么問題?未來的發(fā)展趨勢是什么?本文試圖進(jìn)行探討。

1 城市規(guī)劃大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)現(xiàn)狀、特點

1.1 建設(shè)現(xiàn)狀

按用戶類型，數(shù)據(jù)平臺可分為面向規(guī)劃管理和面向規(guī)劃編制兩類。前者起步早，早期的控規(guī)審批平臺、一張圖平臺即是這種平臺的前身，近年來納入了新數(shù)據(jù)和開放數(shù)據(jù)的內(nèi)容，旨在實現(xiàn)大尺度精細(xì)化的城市協(xié)同管理。這類平臺比較有代表性的有Michael Batty主持開發(fā)的“數(shù)字儀表盤”、國家發(fā)改委和清華大學(xué)研發(fā)的“新型城鎮(zhèn)化大數(shù)據(jù)庫”、中規(guī)院領(lǐng)銜建設(shè)的全國新型城鎮(zhèn)化監(jiān)控與評估平臺、東南大學(xué)開發(fā)的城市設(shè)計數(shù)字化平臺等。

與規(guī)劃管理大數(shù)據(jù)平臺相比，前者重在流程和協(xié)同，而規(guī)劃編制大數(shù)據(jù)平臺重在數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)支撐，目前正處于發(fā)展的初期。面向規(guī)劃編制的大數(shù)據(jù)平臺是近幾年隨著ITC技術(shù)和大數(shù)據(jù)發(fā)展起來的，比較有代表性的有2016年茅明睿團(tuán)隊研發(fā)的人跡地圖［2］，前面提到的東南大學(xué)的城市設(shè)計數(shù)字化平臺在2017年也在加強(qiáng)支持規(guī)劃編制的部分。

1.2 特點

現(xiàn)階段面向規(guī)劃編制的城市規(guī)劃大數(shù)據(jù)平臺主要有以下幾個特點：

1.2.1 分析層平臺居多，應(yīng)用層平臺少

筆者將規(guī)劃編制大數(shù)據(jù)平臺劃分為三個層(圖1)，由下至上分別是數(shù)據(jù)層、分析層和應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層著重對數(shù)據(jù)的獲得、爬取和清洗，分析層側(cè)重數(shù)據(jù)本身信息地挖掘、分析，而應(yīng)用層則應(yīng)該是一種可以直接用來增強(qiáng)規(guī)劃編制的工具。一個涵蓋多源城市大數(shù)據(jù)的包含數(shù)據(jù)爬取、清洗等預(yù)處理過程的城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫即是數(shù)據(jù)層，而運用核密度分析、回歸分析等算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行人流、人口密度、人口時空分布等分析可以視為分析層，一般表現(xiàn)為可視化的實時人流量展示、熱力圖，或者城市群結(jié)構(gòu)、建成區(qū)形態(tài)等。應(yīng)用層應(yīng)該是一個可以直接做現(xiàn)狀分析、方案生成和實施評估的界面，不見數(shù)據(jù)只見模塊。目前大部分平臺做到了分析層，而欠缺應(yīng)用層的部分。從平臺分析層到規(guī)劃增強(qiáng)設(shè)計，還需要一個轉(zhuǎn)譯和綜合的過程。而正是這個繁瑣的過程，將傳統(tǒng)規(guī)劃師擋在門外。

圖1 規(guī)劃編制大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)架

1.2.2 宏觀分析多，中微觀分析少

目前國內(nèi)外研究尺度多為全球、多國、整個國家、大都市區(qū)。這跟數(shù)據(jù)本身的特點有關(guān)系，目前利用最多的大數(shù)據(jù)(如手機(jī)信令、Flicker相片等)擅長的就是這種超大尺度分析。作為研究，這當(dāng)然無可厚非，可對廣大規(guī)劃編制隊伍的一線設(shè)計人員來說，中微觀尺度的項目占絕大多數(shù)，尤其是增量規(guī)劃向存量規(guī)劃轉(zhuǎn)化的背景下，動輒幾百平方公里的項目越來越少，而小尺度的城市微更新項目越來越多，宏觀分析并不能解決眾多中小項目的實際需求。

1.2.3 碎片化研究居多，體系性不強(qiáng)

目前各項研究還處于探索階段，不成體系。比如，不同學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)者分散研究不同的課題，課題之間的聯(lián)系還有待加強(qiáng)。另外一個是普適性問題，很多時候一個項目的分析結(jié)果、分析方法停留在項目完成時，無法應(yīng)用到下一個項目。很多學(xué)者構(gòu)建了一些模型，但其科學(xué)性和普適性還有待長期的檢驗和證明。

2 規(guī)劃編制大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)趨勢及建議

2.1 大數(shù)據(jù)平臺的發(fā)展趨勢

研究指出［4］，目前大數(shù)據(jù)平臺的研究還比較零散，大量的研究集中在大數(shù)據(jù)的挖掘分析方法上，支撐大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)的相關(guān)技術(shù)體系尚不完善。而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在還處于發(fā)展階段，很多系統(tǒng)還停留在初級處理水平。面向規(guī)劃編制的大數(shù)據(jù)平臺還有很大的探索空間。

2.2 面向規(guī)劃編制的大數(shù)據(jù)平臺的相關(guān)建議

2.2.1 著重研究應(yīng)用層平臺

目前，針對規(guī)劃管理方的平臺開發(fā)到分析層+就可以了，而面向規(guī)劃編制方的平臺則必須要開發(fā)到應(yīng)用層。

應(yīng)用層不是對某項大數(shù)據(jù)的單一分析，而是針對單個具體規(guī)劃問題的應(yīng)用模塊集。比如，僅僅根據(jù)手機(jī)信令大數(shù)據(jù)實時顯示人流量是不夠的，平臺需要設(shè)計多個針對某個具體規(guī)劃專題的模塊，比如“職住平衡”模塊“街道活力評估”模塊、“現(xiàn)狀設(shè)施使用狀況評估”模塊。

2.2.2 開發(fā)黑盒子模塊

應(yīng)用層應(yīng)該是由多個針對一個具體規(guī)劃問題的黑盒子模塊組成，比如“職住平衡”模塊“街道活力評估”模塊“現(xiàn)狀設(shè)施使用狀況評估”模塊。規(guī)劃師可以不必知道人流量分析、人口時空分布等概念的具體計算過程，只需要選擇輸入數(shù)據(jù)就可以得到一個具體結(jié)果。同時，在分析數(shù)據(jù)、研究范圍和算法上也提供多個選擇，選擇用單一數(shù)據(jù)還是多源數(shù)據(jù)，選擇用簡單算法還是復(fù)雜算法，由規(guī)劃師根據(jù)現(xiàn)實情況進(jìn)行選擇。用數(shù)據(jù)增強(qiáng)理念為規(guī)劃師提供一種傻瓜式的模塊，一種能快速應(yīng)用到中微觀尺度的成熟模塊。

2.2.3 重視人機(jī)交互

Michael Batty直言，AI的真正力量來自于人類與機(jī)器的合作，二者協(xié)作工作會比任何單獨工作的機(jī)器更厲害［3］。城市是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)，全部的相關(guān)因素與不確定性不可能用現(xiàn)有的任何AI技術(shù)實現(xiàn)自動化。規(guī)劃編制大數(shù)據(jù)平臺要特別強(qiáng)調(diào)人機(jī)交互。不能期望機(jī)器給出所有答案，而是將機(jī)器做得足夠智能，提供人機(jī)交互界面，輔助規(guī)劃師進(jìn)行現(xiàn)狀分析、方案生成、情景模擬，在規(guī)劃設(shè)計全過程提供數(shù)據(jù)增強(qiáng)。

根據(jù)人工智能的發(fā)展趨勢，過去繁瑣復(fù)雜的操作界面已經(jīng)不能適應(yīng)新時期的需求。數(shù)據(jù)庫人機(jī)交互界面，不是讓人去學(xué)習(xí)如何使用機(jī)器，而是讓機(jī)器根據(jù)人的需求來配置。這就需要設(shè)計者徹底摸清規(guī)劃師的需求、目的和操作習(xí)慣。重視操作界面的友好性，是破除目前壁壘的重要課題。

2.2.4 重視數(shù)據(jù)維護(hù)的可持續(xù)性

數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)持續(xù)更新是一個很重要的問題，各項數(shù)據(jù)的獲取清洗等預(yù)處理過程非常費時費力，過去很多平臺上線一兩年后使用頻率越來越低，最后束之高閣，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新成本是一個很大的原因。大數(shù)據(jù)時代的海量數(shù)據(jù)預(yù)處理工作量呈幾何指數(shù)般增長，在平臺建設(shè)初期就要未雨綢繆。目前業(yè)界采取的方法有，傳統(tǒng)規(guī)劃院與互聯(lián)網(wǎng)平臺或數(shù)據(jù)供應(yīng)商簽訂合作協(xié)議，由互聯(lián)網(wǎng)公司或數(shù)據(jù)供應(yīng)商負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的獲取和預(yù)處理。但此種方法還是有其局限性，且廣大中小設(shè)計院可以采用什么機(jī)制，還有待思考。各地政府相繼成立大數(shù)據(jù)交易中心，或許未來可以提供高效價廉的基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語

數(shù)據(jù)處理平臺化是現(xiàn)今城市規(guī)劃數(shù)據(jù)增強(qiáng)的必然趨勢。在數(shù)據(jù)爆炸、人工智能的時代，需要不斷優(yōu)化改進(jìn)大數(shù)據(jù)平臺，幫助城市研究者理解高頻實時的城市運行情況，為規(guī)劃編制者提供簡單易用的全流程數(shù)據(jù)支撐，提高規(guī)劃編制的科學(xué)性。