WGDC城市峰会武汉站下午场精彩正在继续!首先是技术报告环节。
以下是北京市测绘设计研究院、高级工程师/博士关丽女士,以《基于空间大数据的城市区域现状评估研究》为主题的精彩演讲实录(未经本人核实)。

关丽:今年的确是做了一些工作,我们院这两年在这些方面也有一些探索,因为上午很多的专家都针对大数据,时空大数据和大数据的方向,都做了深入的探讨,下面我跟大家分享的主要是在大数据应用这一块,尤其是空间大数据应用,希望对大家的工作有帮助。
首先是城市大空间的概述,空间大数据本身是具有时空标记和思维特征的数据。从城市空间大数据的来看,可以分成几个方面,一个是传统测绘,我现在说的分类是针对测绘地理信息行业所面临的空间大数据,一传统的测绘数据,仍然是我们手中最重要的宝贝,包括4D的产品,地理国情的数据和管线的数据等等。
还有一部分是来自于互联网的数据,包括导航的数据,POI的数据,都是我们分析的重要数据源。还有移动数据设备,这部分舍车包括公交IC卡和移动手机数据,大家都不足为奇,它能为我们提供实时和在一段时间内的精确分析,还有传感器数据,包括社会调查数据。
社会调查说一下,这部分社会调查的数据能贴近的反映公众的幸福感指数,我们需要对它进行重视。后面的应用当中也应用到了社会调查数据。
空间大数据的特点有几个方面,一是空间位置权威精准精细。这是作为搞测绘地理方面最擅长的,如果真正要做好空间大数据分析,首先是数据的丰富程度很重要,只有保证它的属性丰富,才能分析城市的规律和人的规律。
还有动态和静态相结合的规律,通过引入公交IC卡等数据,可以实现动态静态相结合。
我做的工作是想通过城市的评估,来立足城市的现状,以地理空间为评价载体,最后形成多方面的一种分析。通过分析能对现状有一个了解。
下面看互联网数据,为了做这种分析,我们首先从互联网上发起了多种类的数据,包括不同种类的世界地图,影像地图,全球夜光地图,京津冀地区的数据。这些数据主要为了明确北京市,在发展过程中,在全世界处于怎样的地位,所以我们需要把分析的结果与世界的发展进行叠加。
另外从互联网上获取了公交、地铁、骑行的道路网络数据,还有实时的交通流量数据,还有QI的数据,这些数据是帮助我们进行有效的分析。
这些数据能进行怎样的分析?比如公共服务设施,要基于它进行分析,就是和路网进行分析,这里面给大家举了一个关于教育服务设施的分析,比如说重点小学的覆盖度,这里面能看到机遇QI和布行网络,能看到城六区的重点小区范围和城六区的重点小学,这能体现一定的规律。
我们发现城六区重点小学80%都是分布在东西城,其他的覆盖范围很小,这个规律在一定程度上,既反映了教育设施的不均衡,也为以后的规划提供有效的帮助。
这是我们分析城六区128个街区的对比,还对公共服务设施,比如医疗设施的分析,交通设施的分析,以及充电桩的分析,基于这些分析能实现对整个城市区域现状有很好的了解,这是我们基于布行指数的分析,由于下载了京津冀地区的空气质量数据,我们对于京津冀的环境也做整体的分析,发现它在空间上的规律。
有人会问环保部门的数据,你也是来自环保部门,这些数据肯定也做过,我们作为测绘地理,做这些信息有什么优势?后来我们发现有一些空间上的规律,环保部门作为专业部门,也没有关注到,同时我们能把一些潜藏在下面的,细微的特点抓出来,这样也是对整个大数据分析以及后面的决策有重要的作用。
就整个京津冀环境来讲,河北严重程度远超北京、天津。从2015年空气排名来看,京津冀地区空气质量最差的分布在北京,就一个地区,其他的九名第二到第十全部在河北,这些空气质量数据,能在我们做空气质量决策的时候起到一定的规律。
这是我们基于网上二手房价格,对于北京市住房价格进行的分析,发现北京市总体房价呈现南贫北富,西比东贵的特点,发现它往西北方向倾斜,这些空间分布的规律挖掘出来以后,可能对于市里面,特别是委办局的决策是有影响的。
还分析了区县的规律,发现北京市涨幅最高的三个区,一个是东城西城,还有通州,受市里政策影响已经大。为了很好的展示市级的分析成果,我们也开发了平台,进行有效的成果展示。
下面说一下地理国情数据在城市评估中的应用,这是今年工作的重点,一方面把地理国情数据在评估中有深入的应用,同时这部分工作也受到国家局的重视,我们把整个的工作叫城市体检,这本身是我们院长起的名字,城市体检本身想关注城市发展的现状,我们相当于是体检师这样的角色,在体检完后,至于说这个城市处于什么病态如何,我们能给它体检出来,基于诊断要有专业人士参与。
城市体检的评估思路分四步,首先是分析城市现状,其次是梳理评估指标,对比评估数值,最后是摸清城市病源。
从工作思路来讲,第一步是数据获取数据梳理,然后是指标建立,在城市体检中有一个目标,把体检力度直接放到街道和乡镇,最终要做到的是比街道办主任还了解街道,说起来简单做到这一步很困难,一个街道关注的领域是方方面面的,要做到比街道办主任还了解街道,我们要明确有哪些指标需要进行体检,这些指标是有限,数据是可获取的。这些制约因素都对指标的建立起到影响。
下一步是城市区域评估,对指标进行分析,形成城市体检报告。这是工作思路。
在前两年,选择了64平方公里,丰台的两个街道一个乡进行试点,也对指标项设计了,形成了八大领域,分成了两大阵营,有一大阵营是测绘地理信息人特别拿手的,比如说住房、交通、公共设施、城市安全,为什么拿手?这些数据是我们能第一手拿到的,无论是通过基础的地理数据还是通过调查和其他的方式,我们拿到的数据,往往是其他委办局认为的最准备的数据,另外是人口、资源、环境和经济发展,这四大领域我们拿到的是第二手数据,我们想通过他的数据进行规律的分析。
为什么拿到第二手数据还要分析?如果是一个街道办主任,他关心的方面,这八个方向缺一不可,这是当时设计的指标体系。
同时对于64平方公里,每一个社区进行了50份调查问卷的设计,我们一直觉得,从我们三年前开展这项工作,一直到今年这项工作第二批试点问题,觉得调查问卷作用很重要,它能够把公众的幸福感指数,通过调查问卷的方式反馈出来,这是我们形成的承认体检报告,针对180平方公里,在64平方公里完成之后,国家在开展国情普查进行试点,去年11月,就把城市体检工作列为了全国地理国情普查综合分析的试点,今年到12月份,试点就正式完成了。
同时在试点当中,确定把评估范围从64平方公里扩大到180平方公里,这180平方公里主要是丰台的河东地区,以街道乡镇级别为体检力度,这180平方公里是给国家测绘局做试点的时候的范围,包括14个街道3个乡,同时对指标体系进一步来做,在原来的基础上加了历史文化资源,同时增加了城市热点动态的领域。
基于这8+1领域,对180平方公里进行评估,对于每一项指标项里,包含具体的治保,也进行了演化。每一个指标都在数据的可达性,对于街道的有效性方面经过了验证,都是比较好的一套指标,一共101个指标,针对八个专项。
针对180平方公里用到的数据源,主要是几个,一个是地理国情普查数据,既包括国普的数据,也包括市普查的数据,每一个城市都进行了城市有特色的数据设计,北京市也不例外,所以在数据设计方面,我们也大量运用了这个数据。
另外是移动设备数据、社会普查数据,比如六普、三经普等,还有进行了8千多份调查问卷。
在住房专题里面,有接近20项指标,如果直接拿这20项指标给街道办主任讲,他不明白这20项指标意味着什么,把这20项指标反映的问题提炼出来,我们看到了第二列分项,一共分为五个分享,在住房专题里包括住房的类型和分布,住房的性质分析,建筑的现状评估和居住环境适应性评估,还有公众满意度调查。
如果拿出五个分项和街道办主任说,他就明白,你反映了是这五项问题,拿出一个例子,比如住房类型和分布,就对这180平方公里当中的商品房还有保障房进行了具体评估。
从整个评估的结果来看,在丰台河东地区,商品房主要在东北和西北两个区域,东南区没有商品房,保障房在丰台地区分布比较均匀,这个结论对区域的改造比较有用。
在城市体检建设过程中,也得到了利好的消息,这一套体系主要面向街道乡镇级别,北京市正在开展针对老旧小区的改造,针对环境公共设施的问题,每一个小区配套一千万对街道级别进行改造,所以有一些街道,主动找到我们说能首先对我的现状进行评估吗?这样我才知道哪里是改造重点哪里不是。
在整个建设过程中,有一些城市的四合院,觉得面向街道级别进行体检也不错,在其他城市推广得也不错。
下面是住房专题里,针对180平方公里,进行了城市空间住房的演变,从2001年一直到2015年,15年间的演变过程,演变过程得出一个规律,各个街道的建设量处于增长态势,2010到2015年增长最快,个别的街道建设量最大,把特征值提取出来。
下面是交通的,其他的专题由于时间关系不展开。公共设施也是各种类型的公共设施都进行了评估,城市环境主要是从城市绿地、水资源、重点污染源等方面进行了评估。
人口从居住人口总量,就业人口总量,还有人口老龄化和一些关系,在人口里面,一方面是应用了手机的数据,这是居住密度分布图,可以看出来丰台地区的居住密度比较高。
这张图当中,是工作密度,从工作密度来看,东部也处于高位区,从直观来看,这个地区的平衡区从总体上来说可以,明显呈现工作和居住都是比较高的态势,主要利用2016年9月的数据做出来的统计结果。
城市安全主要针对城市积水点、地表沉积量和城市脆弱性,最后的城市脆弱性是和清华大学城市学院的老师一起做得出的结果。
还有应急避难场所,丰台河东三所大学距离最近的医院均在2公里范围,基本满足应急就医需求,可达性不错。
经济是作为专项组成部分,在评估的过程中发现只有只有乡镇是关心经济的,在街道级别,主要是属于管理层面,我们就对丰台河东地区的三个乡的财政收入产业结构和经济发展情况进行了评估,评估过程中芦沟桥想对他们十年的经济进行专项评估,我们就有芦沟桥乡的十年经济总量和产业结构结果,发现这个乡的经济总量呈现下滑趋势,其他城市的朋友对芦沟桥乡的情况不了解,它属于城市结合办,处于产业结构调整的准备,所以经济十年处于下滑,财政收入对于房地产行业依赖不明显,这也是比较有特点的乡镇。
其他乡镇对于房地产业比较依赖,这个长对于仓储用地和产业用地情况进行了评估。
由于在180平方公里对它的指标体系形成了8+1,动静结合,在动态城市热点中,评估有三方面,一是习总书记提出来开放街区的层面,我们选择了其中一个小区,对于出入口封闭时候的交通流量现状,还有出入口开放之后的交通流量模拟进行了评估,发现对于交通流量的缓解,如果把围墙拆掉,对于交通流量有缓解。
这一块得看小区在什么位置,如果在环路的边上就没有缓解的作用,对于180平方公里的违法建筑情况,这是北京市的重点工作,也进行了评估,发现丰台河东地区,在违法建设是处于全市的中下游层面,不是很严重。
针对街道级别,它能进行有效体检。做了一个城市智能体检评估系统。最后是数据处处,有两种格式,下面有报告的结论,还有一种是用于街道向上级领导进行辅助汇报。
整个城市体检有几个特点,第一是从静态评估变成了动态评估,在指标体系上进行调整,同时在评估理念上,原来是院里自己立的项目,现在是主动往街道级别推,所以整个推广效果不错,从评估的内容,也是传统的专项加评估热点的方式,从评估模式,原来在64平方公里时,主要是出城市体检的评估报告,现在是评估报告加评估软件的模式,评估手段也是大数据+外部专业合作的方式。
针对专业合作,在不同专题选择了不同合作伙伴,比如城市环境专题,主要和中科院生态所合作,交通专题和北京大学交通学院,安全是和清华大学合作,只有专业领域知识的加入,才能把城市体检做得更深入。
这个团队还承担了北京市地理国情普查的综合统计和专题分析,大家看北京市的专题分析设计,跟城市体检的内容很像,这是我进行总体设计的,为了保持评估的畅通性,我把专题分析的设计和城市体检进行了对应,专题分析有它的特点,在地理国情普查的范围更广,行政最小颗粒度为街道,更多会把街道上级别的规律进行更新。
城市体检关心的力度不是街道是社区,在力度上地理国情的专题分析更轻一些,另外建筑最小颗粒度为单体,还有评估内容全面。
拿房屋建筑专题来讲,分析主要是房屋建筑区居住小区和城市公共单元和房屋建筑,重点是对最后一项房屋建筑,也就是单体的分析,我们看到它分析的内容和刚才城市体检不一样,对于建筑量和使用率建筑的土地使用限制和容积率都进行全面关注,针对这个单体建筑下了很大的力气进行分析,房屋建筑的建筑量,北京市第一次基于同一尺度得到的建筑量数据,原来我们在进行建筑量统计,这一次得到了同一尺度的建筑量,这个值对于北京市总体规划起到了一定影响。
最后给大家说一下,基础空间数据在城市评估中的应用,作为地理信息人,我们手里面,都有基础的数据,这些数据在应用,特别是城市评估当中的应用,怎么用?也可以用起来。
比如说在前年的时候,字了城市空间形态演变,主要想看到在不同的年度,城市的建筑用地是如何进行拓展的,现在大家看到,我们把1934年到2015年北京市的评估空间演变进行了现状的提取,发现城市空间是在逐渐被填充,这是为规划部门进行建设用地的评估,做的工作。从墨迹图中会看得更明显。这是为什么现在北京市的规划已经变成了存量规划,的确没有建筑用地了,这是雷达图,这是三维图。
基于手中已有的图还做了一个,习总书记提出了开放街区,我们把研究对象定位为住宅小区,利用500地形图有建筑、道路、栅栏,栅栏数据只有500图上面有,这也是在开放街区中,第一次体会到500图太重要了,国情数据中居住小区的范围。
我们统计了四环内15公顷以上的居住小区,个数和类型,也选择了两个重点小区对它出入口进行开放的模拟。
最重要的还是基于500图和街景数据,最后把开放街区的现状摸清楚。我们把居住小区分为两大类,一大类是封闭,一类是不封闭,类型分出来了以后,为下一步的决策提供了很好的帮助,这是我们选出来的小区,不同的出入口类型,在街景上的表现。
希望测绘地理信息人,我们手中的数据和能收集到的社会属性的数据,能在大数据分析当中,无论就数据的获取方法还是评估指标方法,还有成功展现上都有一些突破,我的汇报主要是这些,谢谢。

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