應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)推動(dòng)文化設(shè)施的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司 孟獻(xiàn)寶 翁曉紅

本文首先探討數(shù)字化技術(shù)在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代下的變革發(fā)展及在文化設(shè)施領(lǐng)域呈現(xiàn)的價(jià)值體系，隨后分析TJAD文化設(shè)施數(shù)字化平臺(tái)的建設(shè)目標(biāo)及架構(gòu)設(shè)計(jì)，研究平臺(tái)的功能模塊設(shè)置及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，討論建設(shè)相關(guān)數(shù)字平臺(tái)的重要意義，探索新形勢(shì)下的商業(yè)模式，全面提升企業(yè)的服務(wù)效能。

1 數(shù)字化是知識(shí)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)變革的必然趨勢(shì)

隨著人工智能時(shí)代的來(lái)臨，各行業(yè)面臨著從“傳統(tǒng)化”到“智能化、數(shù)字化”的新一輪迭代升級(jí)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是知識(shí)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)變革的必然趨勢(shì)。作為傳統(tǒng)規(guī)劃策劃行業(yè)項(xiàng)目，大部分?jǐn)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析工作還依靠紙質(zhì)或者電子的報(bào)表和表單。數(shù)據(jù)的收集、傳遞、處理與統(tǒng)計(jì)都依靠人力完成，效率低下易出錯(cuò)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品越來(lái)越成為數(shù)據(jù)、信息交換的主要平臺(tái)和渠道。

因此，我們嘗試將數(shù)字化技術(shù)運(yùn)用到規(guī)劃策劃項(xiàng)目，主要著眼于文化設(shè)施業(yè)務(wù)，通過(guò)Web網(wǎng)頁(yè)的形式，整理和分析特定地區(qū)的代表性文化產(chǎn)業(yè)設(shè)施的分布和運(yùn)營(yíng)情況，作為文化設(shè)施數(shù)據(jù)的門(mén)戶，展示文化設(shè)施及周邊業(yè)態(tài)等信息，為文化設(shè)施項(xiàng)目策劃、規(guī)劃及設(shè)計(jì)提供信息化、數(shù)據(jù)化、數(shù)字化支持。

2 數(shù)字化技術(shù)在文化設(shè)施領(lǐng)域體現(xiàn)的價(jià)值體系

數(shù)字化技術(shù)指的是通過(guò)電子計(jì)算機(jī)、通信衛(wèi)星等設(shè)備，來(lái)表達(dá)、傳輸和處理所有信息的技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)支持于TJAD文化設(shè)施數(shù)字化平臺(tái)建設(shè)的方方面面，聚焦數(shù)據(jù)采集、信息分析處理及至交互平臺(tái)展示，為信息優(yōu)化整合、現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)分析、資源全面共享等功能提供強(qiáng)大技術(shù)支持。

2.1 數(shù)據(jù)采集

文化設(shè)施領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集主要來(lái)源于外部數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可采用公開(kāi)獲取的不同屬性文化設(shè)施數(shù)據(jù)，涵蓋公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)、地理相關(guān)API、項(xiàng)目主頁(yè)等渠道。這部分?jǐn)?shù)據(jù)包括了文化設(shè)施的地理信息和基本信息，覆蓋了常用的維度與屬性，是后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析與成果展示的基礎(chǔ)。

2.2 數(shù)據(jù)處理

在通過(guò)數(shù)據(jù)管理模塊自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的在線收集后，利用數(shù)字化技術(shù)完成數(shù)據(jù)預(yù)處理過(guò)程，并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)中做統(tǒng)一存儲(chǔ)工作。數(shù)據(jù)處理時(shí)，要根據(jù)數(shù)據(jù)類型選擇合適的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及存儲(chǔ)形式，注重?cái)?shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)時(shí)效性及準(zhǔn)確性，以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)質(zhì)量的最優(yōu)化。

2.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是數(shù)字化價(jià)值應(yīng)用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實(shí)踐過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用情境，選擇及精進(jìn)RFM模型、AARRR模型及流量分析等多種分析方法，提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的效率性及準(zhǔn)確性。

2.4 數(shù)據(jù)共享

數(shù)據(jù)共享應(yīng)用通過(guò)對(duì)將數(shù)據(jù)分析后的結(jié)果以圖像或圖表的直觀方式與用戶進(jìn)行交互式處理，是影響數(shù)據(jù)可用性和易用性的關(guān)鍵因素。文化設(shè)施數(shù)字化平臺(tái)利用數(shù)字化技術(shù)核心展示實(shí)時(shí)狀態(tài)、圖集展示、圖表統(tǒng)計(jì)與地圖應(yīng)用。

3 文化設(shè)施數(shù)字化平臺(tái)的建設(shè)目標(biāo)及架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 分階段、多層次的目標(biāo)

文化設(shè)施數(shù)字化平臺(tái)的核心理念為多階段目標(biāo)，即按照總體設(shè)計(jì)、分步實(shí)施原則，進(jìn)行三階段的規(guī)劃設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)施。

第一階段以數(shù)據(jù)積累為主要功能，整合、接入第三方檔案庫(kù)和數(shù)據(jù)資源，打造文化設(shè)施項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)及展示窗口。

第二階段以數(shù)據(jù)分析為主要功能，充分利用平臺(tái)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)對(duì)大量的、豐富的統(tǒng)計(jì)資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行加工制作和分析研究，為文化設(shè)施管理單位運(yùn)營(yíng)及管理相關(guān)工作的科學(xué)判斷提供幫助。

第三階段以數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)為主要功能，通過(guò)前期數(shù)據(jù)積累，為文化建筑管理部門(mén)和行業(yè)提供信息支持，實(shí)現(xiàn)文化設(shè)施資源共享，同時(shí)開(kāi)放自主上傳大數(shù)據(jù)的權(quán)限完善數(shù)據(jù)庫(kù)，形成良性互動(dòng)，安全高效數(shù)據(jù)體系。

3.2 總體架構(gòu)

總體功能架構(gòu)分為三層：數(shù)據(jù)層、中間層、應(yīng)用層。

（1）資源層：依托阿里云ODPS、阿里云RDS、文件服務(wù)器、爬蟲(chóng)數(shù)據(jù)，逐步接入建筑行業(yè)文化設(shè)施項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)，充分匯集互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)，全面集成文化設(shè)施專業(yè)數(shù)據(jù)，并按照用戶需求，搭建面向于所有用戶的游客版訪問(wèn)界面，構(gòu)建適用于專業(yè)用戶的文化設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）平臺(tái)層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)與功能應(yīng)用之間的橋接。主要部分由網(wǎng)站后臺(tái)組成，將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)表中獲取，適當(dāng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式或組合處理后交給應(yīng)用層直接展示，從而將數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層有效隔離。

（3）應(yīng)用層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的展示，展現(xiàn)形式包括且不局限于圖表、圖片、表格等。同時(shí)提供網(wǎng)頁(yè)給用戶直接交互。

4 文化設(shè)施數(shù)字化平臺(tái)的模塊設(shè)置

文化設(shè)施數(shù)字化平臺(tái)主要針對(duì)建筑行業(yè)所有文化設(shè)施項(xiàng)目的收集與展現(xiàn)，作為專業(yè)資料庫(kù)針對(duì)不同用戶提供專業(yè)的資料儲(chǔ)備。為滿足本項(xiàng)目搜集相關(guān)的文化設(shè)施項(xiàng)目資料，分析文化產(chǎn)業(yè)設(shè)施的基本信息、運(yùn)營(yíng)信息、客群信息，以及給不同的用戶提供展示項(xiàng)目的詳情、圖片、文章、資料及相關(guān)新聞的信息展示的需要。

4.1 數(shù)據(jù)管理模塊

數(shù)據(jù)需要通過(guò)數(shù)據(jù)管理模塊自動(dòng)進(jìn)行在線的數(shù)據(jù)收集，完成數(shù)據(jù)收集工作之后需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和清洗，之后存入數(shù)據(jù)庫(kù)中統(tǒng)一存儲(chǔ)。同時(shí)，數(shù)據(jù)管理模塊還要負(fù)責(zé)對(duì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的分發(fā)，在網(wǎng)頁(yè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，讓網(wǎng)頁(yè)能夠和后臺(tái)數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)一致，同時(shí)保持好數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。

4.2 分類篩選模塊

對(duì)所有文化設(shè)施的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，打標(biāo)簽。在網(wǎng)頁(yè)上提供相關(guān)的分類篩選功能按鈕，幫助用戶能快速找到、篩選出自己想要的目標(biāo)信息。

4.3 圖集模塊

對(duì)各個(gè)文化設(shè)施進(jìn)行圖集的收集和展示，直觀展現(xiàn)和文化設(shè)施相關(guān)的各類信息。圖片類型包含且不局限于效果圖，平立剖，實(shí)景圖等。

4.4 地圖模塊

使用地圖形式對(duì)文化設(shè)施地理空間相關(guān)的信息進(jìn)行展示。例如根據(jù)經(jīng)緯度，將文化設(shè)施在地圖上繪制成點(diǎn)或者其他標(biāo)注。同時(shí)，地圖模塊還應(yīng)該具備一定地圖附加功能，如：周邊搜索、周邊地點(diǎn)導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、實(shí)時(shí)交通情況預(yù)覽、街景等一系列對(duì)地圖功能體驗(yàn)提升有幫助的功能。

4.5 模型分析模塊

在數(shù)據(jù)量積累足夠的情況下，可以進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)的建模分析。借助機(jī)器學(xué)習(xí)思想將數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練建模，做一些簡(jiǎn)單的分析預(yù)測(cè)功能。

5 關(guān)鍵技術(shù)的突破及應(yīng)用

5.1 爬蟲(chóng)技術(shù)

針對(duì)各大網(wǎng)站數(shù)據(jù)的爬取，由于難度、需求不同，技術(shù)可大致分為兩種：非登錄爬取和需登錄爬取。非登錄爬取較為簡(jiǎn)單，使用python的WebScraper庫(kù)，爬取對(duì)應(yīng)標(biāo)簽即可完成。針對(duì)需登錄爬取，需要在WebScraper庫(kù)的基礎(chǔ)上，使用selenium瀏覽器內(nèi)核模擬登錄過(guò)程，再爬取對(duì)應(yīng)標(biāo)簽數(shù)據(jù)。同時(shí)，爬蟲(chóng)工具的定時(shí)數(shù)據(jù)錄入可考慮在系統(tǒng)層面設(shè)置定時(shí)任務(wù)，約定好更新時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)爬取、入庫(kù)，保證前端數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和更新及時(shí)。

5.2 時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)

使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)作為基礎(chǔ)，如SQLServer，Oracle等。對(duì)于空間維度數(shù)據(jù)，單獨(dú)建表，需要存儲(chǔ)文化設(shè)施的經(jīng)緯度，周邊其他設(shè)施數(shù)量，關(guān)聯(lián)關(guān)系等。對(duì)于時(shí)間維度數(shù)據(jù)，也需要單獨(dú)建表，使用時(shí)間戳作為標(biāo)記，長(zhǎng)期更新文化設(shè)施的各項(xiàng)屬性。

5.3 Web站點(diǎn)

前端部分使用HTML+CSS+JS的傳統(tǒng)模式。布局使用BootStrap框架。考慮到網(wǎng)站之后可能存在多人同時(shí)訪問(wèn)的場(chǎng)景，屬于I/O密集型，因此服務(wù)端使用Node.js搭建，提升性能。

5.4 圖表、表格組件

考慮到圖表、表格類型的多樣性，實(shí)現(xiàn)使用Echarts、Highchart組件。支持餅圖、柱圖、雷達(dá)圖、折線圖、樹(shù)狀圖等多種展現(xiàn)形式，同時(shí)還可支持圖表的動(dòng)畫(huà)效果，定制能力非常豐富，元素也十分多樣。

5.5 地圖功能

地圖展示實(shí)現(xiàn)使用百度地圖JS的API，提供散點(diǎn)圖、熱力圖、區(qū)塊圖等多種地圖形式的展示。同時(shí)，百度地圖提供了地圖交互能力，可進(jìn)行點(diǎn)導(dǎo)航、實(shí)景街景、搜索周邊等多種地圖功能。涉及到地理分析功能，例如路徑規(guī)劃，空間分析等，使用Arcgis系統(tǒng)建立地理信息圖層，以及內(nèi)置的多種工具幫助完成分析。

5.6 模型分析

模型分析的形式多種多樣，當(dāng)下機(jī)器學(xué)習(xí)框架中的模型主要?dú)w類為兩類：分類模型和回歸模型。分類模型可使用決策樹(shù)模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，KNN等。回歸模型可使用線性回歸，邏輯回歸，支持向量機(jī)回歸等。針對(duì)模型過(guò)擬合或欠擬合情況，通過(guò)調(diào)整參數(shù)優(yōu)化模型性能。在手動(dòng)調(diào)參的基礎(chǔ)上，還可使用Grid Search等方法自動(dòng)調(diào)整參數(shù)。

6 結(jié)語(yǔ)與啟示

應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)推動(dòng)文化設(shè)施的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代帶來(lái)強(qiáng)大沖擊的必然革新。TJAD文化設(shè)施數(shù)字化平臺(tái)融合現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)與數(shù)據(jù)共享功能等為一體，集中滿足全國(guó)各界對(duì)地方文化設(shè)施建設(shè)、學(xué)術(shù)研究、資料查閱等的信息需求，實(shí)現(xiàn)文化設(shè)施項(xiàng)目信息優(yōu)化整合、數(shù)據(jù)管理的有效融通、數(shù)據(jù)資源的開(kāi)放共享，滿足用戶個(gè)性化需求，打造文化行業(yè)數(shù)字化新標(biāo)準(zhǔn)。

進(jìn)一步挖掘，企業(yè)可以進(jìn)一步提供以數(shù)據(jù)分析和處理為主的高級(jí)數(shù)據(jù)服務(wù)，以數(shù)據(jù)分析作為服務(wù)產(chǎn)品，打造新的細(xì)分市場(chǎng)，打造協(xié)助政府管理調(diào)控和企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策的重要工具。