發(fā)布時(shí)間：2020-03-09所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要 移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)包括手機(jī)信令數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)LBS數(shù)據(jù)等類型，是表示個(gè)體活動(dòng)時(shí)空特征的軌跡數(shù)據(jù)。在移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)中依據(jù)軌跡點(diǎn)的時(shí)空特征規(guī)律能識(shí)別出個(gè)體活動(dòng)的居
摘 要 移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)包括手機(jī)信令數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)LBS數(shù)據(jù)等類型，是表示個(gè)體活動(dòng)時(shí)空特征的軌跡數(shù)據(jù)。在移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)中依據(jù)軌跡點(diǎn)的時(shí)空特征規(guī)律能識(shí)別出個(gè)體活動(dòng)的居住、工作、游憩等特征點(diǎn)，計(jì)算上述活動(dòng)的空間分布特征，進(jìn)而獲得居住、工作、游憩等功能之間聯(lián)系的流向和流量特征，獲得傳統(tǒng)數(shù)據(jù)無法反映的城市功能空間分布以及城市功能聯(lián)系的時(shí)空特征。由此，移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)支持建成環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)有密度出發(fā)和聯(lián)系出發(fā)兩種應(yīng)用途徑。聯(lián)系出發(fā)的途徑能支持區(qū)域城市關(guān)聯(lián)、職住空間關(guān)系、城市中心體系、設(shè)施服務(wù)水平等方向;密度出發(fā)的應(yīng)用途徑能支持城市人口規(guī)模、街道活力分析等方向。移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)測(cè)算居民活動(dòng)特征還只是一種推測(cè)，在應(yīng)用方法上要避免“黑箱”方式，對(duì)移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)測(cè)算結(jié)果一定要結(jié)合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，提高可靠性。
關(guān)鍵詞 移動(dòng)定位大數(shù)據(jù);個(gè)體活動(dòng);城市功能;規(guī)劃設(shè)計(jì)
0 引 言
移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)(mobile positioning big data)是帶有地理位置標(biāo)簽的大數(shù)據(jù)，有時(shí)被稱為位置大數(shù)據(jù)。隨著信息通信技術(shù)(ICT)的發(fā)展，尤其是移動(dòng)通信和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等的廣泛使用，隨身攜帶的移動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生了多種移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)。移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)包括了來自移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)訪問記錄的 LBS(location based service，基于位置服務(wù))數(shù)據(jù)，帶GPS的出租車、公交車、卡車產(chǎn)生的浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，以及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的手機(jī)信令數(shù)據(jù)等種類。用于地鐵、公交車的智能公交卡如果能記錄乘客刷卡時(shí)的站點(diǎn)位置，也能被視為是移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)。
移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)一般記錄了個(gè)體移動(dòng)中的空間定位以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳。尤其是手機(jī)等隨身攜帶移動(dòng)設(shè)備所產(chǎn)生的移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)能夠大致記錄個(gè)體活動(dòng)時(shí)空軌跡。由于這些設(shè)備的廣泛使用，移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)不僅能讓我們看到城市中的個(gè)體時(shí)空活動(dòng)，也使得大規(guī)模獲取較長時(shí)間序列的人群活動(dòng)軌跡變成可能。城市中人群的活動(dòng)時(shí)空特征不僅是建成環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也是評(píng)估建成環(huán)境成效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)為建成環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了新的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
1 移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)、個(gè)體活動(dòng)、城市功能
1.1 移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)與個(gè)體活動(dòng)
移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)是一種大規(guī)模記錄個(gè)體時(shí)空軌跡的數(shù)據(jù)集。從時(shí)空軌跡角度出發(fā)，各種移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)基本類似，但是在個(gè)體時(shí)空軌跡點(diǎn)的產(chǎn)生方式和記錄軌跡點(diǎn)的時(shí)間連續(xù)性上有所差異。例如，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)LBS數(shù)據(jù)是用戶在使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、發(fā)出定位請(qǐng)求時(shí)被記錄下來的位置信息。不同APP的使用頻率不同，對(duì)應(yīng)定位的時(shí)空軌跡點(diǎn)數(shù)量也不同。地鐵刷卡數(shù)據(jù)是由智能公交卡用戶每一次地鐵出行產(chǎn)生進(jìn)站刷卡、出站刷卡2個(gè)軌跡點(diǎn)，一日往返通勤會(huì)產(chǎn)生4個(gè)軌跡點(diǎn)記錄。手機(jī)信令數(shù)據(jù)則一般以至少1 h的間隔連續(xù)記錄用戶空間位置。在去除位置連續(xù)重復(fù)的信令后，4G用戶人均每日大概能被記錄到150個(gè)軌跡點(diǎn)。
居民個(gè)體行為所形成的時(shí)空軌跡中，按照行為一般時(shí)空規(guī)律識(shí)別出個(gè)體行為的特征點(diǎn)，包括“居住、工作、游憩”等特征行為位置，這是規(guī)劃設(shè)計(jì)中所應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理方法。例如，匿名用戶一個(gè)月內(nèi)在 60%的日期內(nèi)夜間在同一位置留下了軌跡點(diǎn)，這個(gè)位置很有可能是這位用戶當(dāng)月的居住地;同樣匿名用戶一個(gè)月內(nèi)在60%工作日日間在同一位置留下了軌跡點(diǎn)，這個(gè)位置則很有可能是這位用戶當(dāng)月的工作地。類似規(guī)則也能測(cè)算用戶休息日常去的游憩地。
1.2 移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)與城市功能
對(duì)個(gè)體用戶來講，從上述移動(dòng)定位大數(shù) 據(jù)識(shí) 別出個(gè)人行為的“居住、工作、游憩”特征位置點(diǎn)，將上述特征位置點(diǎn)串聯(lián)在一起就是該用戶當(dāng)日的“交 通”出行軌跡(圖1)。當(dāng)移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)樣本量占據(jù)城市居民相當(dāng)大的比例后，匯總眾多用戶的 “居住、工作、游憩”特征位置點(diǎn)就能獲得城市“居住、工作、游憩”功能空間分布特征。同樣，在個(gè)體層面將上述各個(gè)特征位置點(diǎn)串聯(lián)在一起的“交通”出行軌跡，在總體上能反映城市“居住—工作”“居住—游憩”等功能聯(lián)系。移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)能用于測(cè)算城市居住、工作、游憩功能空間分布，也能用于測(cè)算“居住—工作”“居住— 游憩”等功能聯(lián)系。這是移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)在建成環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用基礎(chǔ)。
人口普查數(shù)據(jù)能很好地描述城市居住功能的空間分布，經(jīng)濟(jì)普查數(shù)據(jù)能很好地反映城市工作功能的空間分布。但是這些普查數(shù)據(jù)不僅調(diào)查成本極高、更新較慢，而且人口普查、經(jīng)濟(jì)普查數(shù)據(jù)是靜態(tài)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，無法測(cè)算諸如“居住—工作”等功能聯(lián)系。移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)在上述方面彌補(bǔ)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的不足，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
1.3 移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)與城市之間的人流聯(lián)系
移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)也能用于區(qū)域城市群和城鎮(zhèn)體系分析。移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)能測(cè)算城市之間的人流聯(lián)系，以及人流聯(lián)系的流量和流向。從移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)形成的時(shí)空軌跡中識(shí)別出居民的“常住地”城市和跨城出行的“目的地”城市。從個(gè)體上來講，這是居民跨城出行的行為時(shí)空位置，從總體上講則是城市之間人員的流動(dòng)聯(lián)系，具備了聯(lián)系流量和流向(圖2)。進(jìn)一步通過人群出行的時(shí)空特征與重復(fù)率，也能推算出兩個(gè)城市之間的跨城通勤出行，用于判斷城市之間的功能聯(lián)系類型和特征。
表示城市之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)(流向、流量)一直是規(guī)劃研究所迫切需要的。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)難以解決城市之間聯(lián)系的流向與流量。移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)所提供的人流聯(lián)系數(shù)據(jù)相當(dāng)于城市之間全模式客運(yùn)交通聯(lián)系，能支持區(qū)域?qū)用娴囊?guī)劃應(yīng)用。
2 移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)的應(yīng)用途徑
2.1 聯(lián)系出發(fā)的應(yīng)用途徑
聯(lián) 系出發(fā) 的應(yīng) 用 途 徑 計(jì) 算的是“居住—工作”“居住—游憩”等特定功能之間聯(lián)系的流量與流向特征。例如，使用移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)同時(shí)測(cè)算出用戶的居住地與工作地，就能得到通勤聯(lián)系，用于測(cè)算某個(gè)就業(yè)中心工作者的居住地來源分布;使用移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)同時(shí)測(cè)算出用戶的居住地、游憩地，就能得到“居住—游憩”聯(lián)系數(shù)據(jù)，用于測(cè)算某個(gè)商業(yè)中心游憩者的居住地來源分布。聯(lián)系出發(fā)的應(yīng)用途徑關(guān)注的是同一用戶“居住”“工作”“游憩”等特定活動(dòng)之間的聯(lián)系。
傳統(tǒng)調(diào)查或普查方法也能得出同一批用戶“居住—工作”功能聯(lián)系與“居住— 游憩”功能聯(lián)系。由于大規(guī)模普查工作量大、時(shí)間長，很難進(jìn)行全市性計(jì)算。移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)有相對(duì)較高分辨率的空間定位精度，有較大用戶樣本數(shù)量且地理空間上容易做到全覆蓋，地理范圍不再是制約“居住—工作”功能聯(lián)系與“居住—游憩”功能聯(lián)系的因素，適用于不同尺度規(guī)劃設(shè)計(jì)。
2.2 密度出發(fā)的應(yīng)用途徑
密度出發(fā)的應(yīng)用途徑計(jì)算的是居住、工作、游憩等特定功能的空間分布特征，并用居民特定活動(dòng)的密度值表達(dá)。例如，使用移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)測(cè)算出用戶的居住地，就能得到城市居住人口分布值，使用測(cè)算出的用戶的工作地，就能得到城市就業(yè)崗位。密度出發(fā)的應(yīng)用途徑就是計(jì)算出特定單元內(nèi)不同個(gè)體同一類活動(dòng)的空間分布特征。
傳統(tǒng)調(diào)查或普查方法所得到的居住人口密度與就業(yè)崗位密度都是基于街道、居委等特定空間單元，其應(yīng)用場(chǎng)合會(huì)受到空間統(tǒng)計(jì)單元的制約。例如，以街道單元統(tǒng)計(jì)的居住人口分布難以被用于較小尺度的詳細(xì)規(guī)劃與城市設(shè)計(jì)層面。由于移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)有相對(duì)較高分辨率的空間定位精度，所得到的居住、就業(yè)、游憩等城市功能的密度不再受到統(tǒng)計(jì)單元的制約，適用于不同尺度的規(guī)劃設(shè)計(jì)。
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3 從聯(lián)系出發(fā)的應(yīng)用方向
3.1 職住空間關(guān)系
就業(yè)和居住是城市功能結(jié)構(gòu)的重要組成部分，職住空間關(guān)系也是規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要議題。職住空間關(guān)系是移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)在建成環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)中最為普及的應(yīng)用方向。規(guī)劃設(shè)計(jì)中的職住空間關(guān)系分析使用了
從移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)中獲取的“居住—工作” 聯(lián)系。手機(jī)信令數(shù)據(jù)是識(shí)別“居住—工作” 聯(lián)系最為常見的數(shù)據(jù)[1]，公交刷卡和地鐵刷卡數(shù)據(jù)可以通過測(cè)算乘客上、下車位置和時(shí)間的重復(fù)性，推算通勤出發(fā)和到達(dá)站點(diǎn)，也能間接用于城市職住空間關(guān)系的分析[2-3]。
使用移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)對(duì)城市職住關(guān)系進(jìn)行分析被應(yīng)用于不同尺度的規(guī)劃設(shè)計(jì)中。在城市總體規(guī) 劃層面，可以應(yīng)用于城市內(nèi)部的職住關(guān)系分析，得到城市整體的職住空間特征和通勤距離，劃分出緊密通勤范圍[4](圖3)，加深對(duì)城市空間結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)[5]，或是分析市區(qū)與郊區(qū)的同城化程度[6]，或是用于評(píng)價(jià)主城區(qū)與郊區(qū)新城的關(guān)系，對(duì)新城產(chǎn)城融合的建設(shè)成效進(jìn)行評(píng)估[7]。在詳細(xì)規(guī)劃層面，可以應(yīng)用于城市特定單元內(nèi)(如典型就業(yè)區(qū))[8]的職住情況，分析特定區(qū)域的通勤模式。
當(dāng)前，隨著都市圈一體化，職住空間聯(lián)系從城市內(nèi)部擴(kuò)展到相鄰城市之間。由于我國不存在跨城市的交通出行調(diào)查，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)在這個(gè)方面無能為力。移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)則為研究分析這種跨城職住空間關(guān)系提供了很好的手段，這反映出城市與區(qū)域功能結(jié)構(gòu)新的變化，在上海與近滬城市所組成的都市圈研究中已得到應(yīng)用[9]。體規(guī)劃的重要內(nèi)容之一，不同等級(jí)的公共中心是以服務(wù)范圍進(jìn)行劃分的，例如主中心服務(wù)全市、地區(qū)中心服務(wù)局部城區(qū)等。公共中心只能使用土地使用性質(zhì)、建筑面積規(guī)模等靜態(tài)數(shù)據(jù)評(píng)估規(guī)模，服務(wù)范圍只能用服務(wù)半徑進(jìn)行估算。
從移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)中獲取的“居住— 游憩”聯(lián)系可用于判斷公共中心游憩者的來源地，從而判斷出中心的腹地，對(duì)公共中心體系的服務(wù)績效進(jìn)行評(píng)價(jià)。利用這一方法劃定勢(shì)力范圍的方法比傳統(tǒng)的服務(wù)半徑的方法更加有效，能夠看到不同等級(jí)公共中心的服務(wù)情況[10]。通過對(duì)城市多個(gè)中心服務(wù)的范圍比較(圖4)，結(jié)合對(duì)出行距離的分析，移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步分析公共服務(wù)設(shè)施缺乏的區(qū)域，為新建副中心選址決策提供支持[11]。
3.3 設(shè)施服務(wù)水平
公共設(shè)施、交通設(shè)施、綠地等合理布局配置是規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。大型公共設(shè)施如體育館、大型公園、景區(qū)(圖5)等可以采用與規(guī)劃公共中心體系相似的方法。通過獲取設(shè)施使用者的活動(dòng)軌跡，建立“設(shè)施—居住地”之間的出行聯(lián)系，從功能聯(lián)系角度對(duì)設(shè)施服務(wù)范圍進(jìn)行評(píng)估。具體分析內(nèi)容可以根據(jù)設(shè)施的服務(wù)特點(diǎn)來決定。例如對(duì)于城市公園的服務(wù)情況，移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)可以通過建立“游憩—居住” 聯(lián)系分析公園的服務(wù)范圍與服務(wù)時(shí)間等特征[12]，也可以對(duì)于公園綠地體系進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)公園綠地整體的供需關(guān)系是否滿足城市居民的需求，為新建大型公園的選址與建設(shè)優(yōu)先次序提出建議[13]。
對(duì)于以機(jī)場(chǎng)、火車站、樞 紐站、地鐵站點(diǎn)等為代表的交通設(shè)施，可以利用移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)記錄連續(xù)活動(dòng)軌跡的特點(diǎn)，使用與功能聯(lián)系相似的方法，建立起“出發(fā)地—交通設(shè)施—目的地”的聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上測(cè)算各種交通設(shè)施的服務(wù)范圍，提供現(xiàn)有交通設(shè)施的服務(wù)情況(圖6)。
3.4 區(qū)域城市關(guān)聯(lián)
在城鎮(zhèn)體系規(guī) 劃中，城鎮(zhèn)的等級(jí)、職能、空間結(jié)構(gòu)等都需要有城鎮(zhèn)之間聯(lián)系數(shù)據(jù)的支持。目前較常用航空、鐵路、公路客運(yùn)班次來測(cè)算城市之間的聯(lián)系。但這些客運(yùn)交通方式難以全面反映城市之間人流的出行聯(lián)系。
從移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)中獲取城市之間人流聯(lián)系，可以通過聯(lián)系流量、流向兩個(gè)維度來判斷區(qū)域內(nèi)城市之間的聯(lián)系情況。綜合流量流向可以定量評(píng)價(jià)各個(gè)城市在城際出行網(wǎng)絡(luò)中的中心性，將其應(yīng)用于城鎮(zhèn)體系的等級(jí)結(jié)構(gòu)規(guī)劃[16](圖7)，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)的“規(guī)模—位序”方法的不足。
使用移動(dòng)定位大數(shù)據(jù)所獲取的城市之間的人流聯(lián)系數(shù)據(jù)還能被應(yīng)用于城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)中，例如基于流量流向劃分各個(gè)城市的勢(shì)力范圍(圖8)、通過不同時(shí)間城市之間的人口流動(dòng)識(shí)別全國城市群中心與城市等級(jí)[17]、建立城市聯(lián)系強(qiáng)度模型測(cè)算城市影響范圍[18]等各種應(yīng)用方法。
