淺析大數據引領下的智慧城鄉規劃

賈 博 然

(莆田學院，福建 莆田 351100)

1 研究背景與意義

1.1 時代背景

在未來30年，互聯網將和電力一樣重要，甚至比石油還要重要，互聯網即信息技術或數據技術將會是解決例如包容性、可持續性等問題的答案。在信息技術的改革以及人工智能的快速發展下，對于城鄉規劃的影響也意義重大，它淘汰舊的研究方向和制圖方法的同時，亦會帶來更多的研究方向和更加新穎的規劃思路。

正如現在無人駕駛技術，智能泊車技術，智能垃圾分類處理系統等智能化技術的出現對于道路規劃、地下管網規劃、城市用地規劃提出了新的要求。當前，世界上很多發達國家已經開始通過利用大數據技術進行城市規劃和治理，例如在美國紐約，大規模的將傳感器放置在下水道系統，與智能城市系統相連接，更好的監控水流情況及污水排放的監督處理，減少了下水道堵塞的可能，提高了污水處理能力；在新加坡，已經實現了電信網、廣播電視網和計算機通信網“三網合一”和無線全覆蓋，建立了“以市民為中心”的電子政府體系，實現了高效的智能停車、泊車網絡，城市管理可謂井井有條[1]。

1.2 研究意義

不妨設想一種以大數據為核心的城市規劃思路，把之前規劃的調研階段理解為數據獲取，之后是數據的分析、加工、生產。其中主要是數據制作和規劃管理的運用，不妨假設出兩種熵值，如“演變熵”和“發展熵”，一個代表城市系統運行與子系統關系，一個代表能源使用情況，由于系統本身在一段時間內沿著趨勢前進，兩種熵具有很強的相關性，這兩者的關系和發展趨勢是值得深入探究和分析的。

我相信如果將大數據技術妥善的運用在智慧城市的建設和規劃中，必然可以延綿城市文脈傳承，增強廣大居民的宜居性。同時，也會推動城鄉產業升級，轉入低投入、低消耗、低污染的經濟增長模式，真正實現綠色發展、高效發展、可持續發展的戰略目標。

2 大數據下的智慧城市和城鄉規劃研究要點

城市本就是一個復雜的、動態的、能源密集的系統，關于智慧城市的爭論也是很難界定的理論結構。能源和技術可以比作智慧城市的引擎，在這個智慧空間里，使用新技術來節約能源，發揮電能、風能、太陽能等能源最大的作用是十分必要的。也就是說智慧城市的規劃首先就是要規劃好一個城市的能源系統，例如地下電網、煤氣等復雜的能源通道，讓每一個市民享受到最智能、最科學的出行和生活方式[3]。

其次就是人性化的城鄉規劃理念與數據化的智慧城市相結合，在大數據的統籌計算、物聯網的快速流通、信息聯網的快速治理下，科學的保留城市文脈和生態，在信息化的智能空間里給人們留下集體共鳴的城市記憶。這就離不開合理的包括景觀園林、道路流線等城鄉一體化規劃，例如上海朱家門一處巷口的“巷門”，杭州一處牌坊的“街門”等，都是老街區的名片，充分利用大數據根據其特點和年限進行保留或修建，讓“智慧”與“情懷”同在，這恰恰是大數據下城鄉規劃的意義之所在。

總之，如今的城鄉規劃學科已經放緩了對新模式的解釋，大數據進一步與GIS,GPS，數字制圖技術緊密結合，開始關注城市中居民活動的時空規律、城市肌理、居民感情以及智慧城市。那么本次研究主要是：利用大數據計算城鄉規劃中土地利用所產生的城市系統內部發展的熵值分析，不同時期學者們對于智慧城市期望分析的統計這兩個方面進行探究新型的規劃模式，即如何更好的使用大數據等新興手段制定出科學、智能、人性化的規劃方案。

3 理論分析與討論

3.1 基于信息熵的土地利用分析

以重慶市2011年—2016年的一組采用信息熵公式處理出的土地利用變更數據為例，來分析相關的優勢度和均衡度，從而分析熵值動態與城市發展演變的關系，進而確定大數據對于規劃方向判斷和智慧城市預估有著積極意義[4]。

由表1所示，可以看出重慶近幾年建設項目增多，導致居住、交通等建設用地比例增多，相應的耕地、農業用地等非建設用地比例減少，城市智能化建設進程步入正軌，土地利用信息熵呈穩定增長、快速增長、持續降低的發展態勢。印證了多方文獻報告中所顯示的概念，一個城市中熵與智能化成反比，然后把這些概念結合在一起，可以說真正的智慧城市是一個城市內多種能源和諧封閉的循環，需要正確的使用和保護，城市智能化不僅僅是技術的革新和生活方式的創新，也是能源、土地等自然資源的平衡化和可持續化。規劃師們可以通過ArcGIS軟件的支持下，分析土地和能源利用的熵值確定城市智能化演變和發展進程，然后進行全方位的城鄉規劃分析，讓隨后的規劃改造方案更加適用于民，實現真正的“智慧城市”。

表1 重慶市2011年—2016年土地利用結構信息熵

3.2 不同時期的學者對于智慧城市的期望分析

早在20世紀末就提出了智慧城市的概念，人們不停的從規劃分析、系統網絡、數據化等方面提出自己對成功的“智慧城市”的設想，并留下了相應的著作，本次研究通過大數據統計簡單的分析出人們的期望趨勢，可以使規劃分析更加人性化。

表2 對于90s—2019年智慧城市期望分析

由表2可以看出人們對于智慧城市的期望逐步由起初的追求經濟效益到追求生活的質量，再到徹底以人的生活體驗感為中心。從起初的智能化、信息化、創新性變成提倡數據化、人性化、能源可持續發展，從中可以切身感受到時代的進步以及人們思想的提升，智慧城市建設初衷的改變也意味著之前規劃初衷的實現。正如當下熱銷的《智能城市》一書中說到，“城市的進化從根本上來說絕不是通過線性發展而達成的，而是一些重要的轉折點重新定義了城市的本質。”大數據、人工智能等新興名詞的出現正是一次重要的轉折點，只要將它們合理的運用在城鄉規劃設計里，必然可以規劃出承載人們實現生存并且達成更為美好生活的城市，讓它不僅僅是遍布四處的傳感器，還有每個人心中的文化和情懷、創意和精神等。

4 研究結論與期望

現在很多人喜歡把大數據比作生產資料，人工智能比作生產力，區塊鏈比作生產關系。以此類推的話，完全可以把智慧城市比作一個生產產品，把城鄉規劃比作智慧城市的生產鏈，從制作加工到檢驗投產都有著嚴格的規劃流程。我認為這比較生動的描繪出幾個關鍵詞：大數據、智慧城市、城鄉規劃這三者之間的關系。要想真正建造出讓民眾滿意的智慧城市，作為“生產資料”的大數據和“生產力”的人工智能至關重要，學習城鄉規劃的學生們更應該努力掌握這些代表“生產源頭”的技術，更新相關的規劃分析和制圖方法，不斷的提高自身的規劃思路，讓未來可期。

本文理論分析顯示出在城鄉規劃中運用大數據分析的好處，當然也需要大家日后夜以繼日的去學習像ArcGIS這樣數據化的制圖軟件，并且孜孜不倦的探尋新興的大數據統計方法。同時，也要相信隨著對智慧城鄉認識的不斷深化以及智慧城鄉建設實踐的不斷推進，充分利用大數據手段獲得系統性信息，還可以針對模型進行有效分析，這樣可以保障城鄉規劃的科學性以及合理性。未來的研究將會根據大數據的變化進行動態調整，不斷地進行數據分析和模型評價，直至建成美麗的智慧城鄉。

5 結語

大數據時代的到來不僅促進了城鄉規劃行業的發展，還對未來“智慧城市”的建設提出了更高的要求。在以后的城鄉規劃中應該充分開發和共享大數據資源，需要通過利用大數據手段獲得系統性信息，還可以針對模型進行有效分析，這樣可以保障城市規劃科學性以及合理性。另外，還應當促使政府、企業相互間形成良好的合作關系，同時要構建地方和中央合作模式，推動企業力量、政府力量和民間力量相互之間整合，可以滿足城鄉規劃的現實需求，讓人們切身享受到“數字先行”的智慧城鄉。