基于大数据的城市规划与管理信息系统研究

　　基于大数据的

　　城市规划与管理信息系统研究

　　文/张守璞1）张林芃2）1）中国移动通信集团山东有限公司2）山东科技大学

　　摘要：大数据具有多源、人本、时空等属性特征，与城市规划决策的核心需求高度契合，为其提供了坚实的资料基础和科技支持，进而促进了城市规划的精确化和城市管理的效能提升。相对传统数据，大数据以多样化的数据类型、庞大的数据量、实时的时空变化、低价值密度和快速处理速度为标志，逐渐渗透到地理、生物、社会等多个学术领域。这些独特的属性与城市规划的本质需求深度交融，使大数据在塑造城市规划方面的作用日益凸显。运用大数据的思维、工具和方法，能够对城市问题进行精确、定量化和细致入微的研究，确保规划策略的科学性，优化城市基础设施和公共服务设施的空间配置，对城市规划的进步和转型产生深远影响。

　　关键词：城市规划；管理信息系统；大数据

　　引言

　　城市规划与管理是一项涉及多方面、多层次、多目标的综合性工作，其目的是通过安排城市的空间布局、功能结构、交通组织、生态环境、社会服务等，提高城市的可持续发展能力和居民的生活质量。随着城市化进程的加快和城市规模的扩大，基于大数据的信息系统已经取得了一些进展和成果，但城市规划与管理仍面临复杂的问题和挑战。大数据是指规模巨大、类型多样、价值密度低、时效性强的数据集合，具有海量、多源、快速、多样、价值等特征。大数据技术包括数据采集、存储、处理、分析、可视化、服务等环节，能够管理和利用大数据。大数据技术的应用，可以帮助城市规划与管理者获取城市数据，挖掘城市数据的价值，提高城市规划与管理的精准性、效率、透明度和参与度[1]。

　　1.基于大数据的城市规划与管理信息系统概述

　　基于大数据的城市规划与管理信息系统是指利用大数据技术构建的，为城市规划与管理提供数据和智能决策的信息系统。该系统的主要功能是收集、整合、分析、展示、服务城市规划与管理的相关数据，以帮助城市规划与管理者了解城市的现状、问题、趋势、需求、预测等，制定合理的规划方案和管理措施，提升城市的可持续发展水平[2]。该系统的主要特点是数据来源广泛、数据类型多样、数据处理快速、数据分析深入、数据可视化直观、数据服务智能。因此，有必要对基于大数据的城市规划与管理信息系统进行深入研究，探讨其构建方法和应用效果，为不同城市的规划与管理提供参考和借鉴。

　　2.基于大数据的城市规划与管理信息系统的构建

　　2.1城市规划与管理的信息需求和特点

　　城市规划与管理的信息需求和特点，进一步细化来说，涉及城市空间、时间、属性和关系等多个维度的全面分析和评估[3]，具体如下。

　　2.1.1信息需求

　　（1）全面性：城市规划与管理需要覆盖城市各个方面的信息，包括但不限于土地利用、交通网络、公共设施、环境保护、社会经济状况等。这种全面性确保了规划决策的综合性和科学性。

　　（2）深入性：城市规划与管理不仅要求信息有广度，还需要有深度。例如，对于交通规划，不仅要了解道路网络布局，还需深入分析交通流量、出行模式、交通拥堵等深层次信息。

　　（3）动态性：城市是一个不断变化的系统，其信息需求也随之动态调整。规划与管理需要实时或定期更新数据，以反映城市的最新状况和发展趋势。

　　2.1.2信息特点

　　（1）复杂性：城市规划与管理的信息涉及多个领域和层面，各类信息之间相互关联、相互影响，形成复杂的系统。这种复杂性要求处理信息时采用综合的方法和手段。

　　（2）多源性：信息来源广泛，包括政府部门、科研机构、企业、社会组织以及公众等。不同来源的信息具有不同的特点和质量，需要进行有效的整合和筛选。

　　（3）异构性：不同领域的信息在格式、结构、标准等方面存在差异，形成异构性。这种异构性要求信息系统具备强大的数据处理和转换能力，以实现信息的无缝集成和共享。

　　2.2城市规划与管理信息系统的总体架构和功能模块

　　本文设计了基于大数据的城市规划与管理信息系统的总体架构和功能模块。该系统分为数据层、平台层、应用层和展示层四个层次，每个层次又包含若干个功能模块，具体如下。

　　（1）数据层：负责收集、存储、管理和提供城市规划与管理所需的各种数据，包括空间数据、时间数据、属性数据和关系数据等。数据层的功能模块包括数据采集模块、数据存储模块、数据管理模块和数据服务模块[4]。

　　（2）平台层：负责对数据层提供的数据进行有效的处理和分析，以支持城市规划与管理的各种应用。平台层的功能模块包括数据处理模块、数据分析模块、数据可视化模块和数据服务模块。

　　（3）应用层：负责利用平台层提供的数据和分析结果，为城市规划与管理的各个领域和场景提供数据支撑和智能决策。应用层的功能模块包括城市空间规划模块、城市交通管理模块、城市生态环境管理模块等。

　　（4）展示层：负责将应用层提供的数据和分析结果以直观和美观的方式展示给用户，支持用户的数据访问和查询，提高用户的数据体验和满意度。展示层的功能模块包括数据展示模块、数据交互模块、数据反馈模块等。

　　3.基于大数据的城市规划与管理信息系统的应用与评价

　　3.1城市规划与管理信息系统的应用领域和案例

　　基于大数据的城市规划与管理信息系统可应用于多个领域和场景，为城市规划与管理提供数据支撑和智能决策。本文选择了以下几个典型的应用领域和案例进行介绍和展示[5]。

　　3.1.1城市空间规划

　　城市空间规划是城市规划与管理的重要内容，涉及城市的空间结构、功能分布、土地利用、建设控制等方面。基于大数据的城市规划与管理信息系统可以利用多源数据，如遥感数据、社会经济数据、交通数据、环境数据等，进行城市空间的分析和评价，为城市空间规划的制定和实施提供科学依据和技术支持。

　　例如，山东省济南市城市体检信息平台以城市时空数据底板为基础，整合政府管理、社会调查、地理信息、互联网、物联网、第三方评价等多源海量数据，开展指标采集、数据处理、分析评价、动态监测，实现了城市-区县-街道-社区四级尺度空间的精细化体检评价[6]。

　　3.1.2城市交通管理

　　城市交通管理是城市规划与管理的重要内容，涉及城市的交通网络、交通流量、交通拥堵、交通安全等方面。基于大数据的城市规划与管理信息系统可以利用多源数据，如GPS数据、公交数据、出租车数据、共享单车数据、交通视频数据等，进行城市交通的监测和分析，为城市交通管理的优化和改善提供数据支撑和智能决策。

　　为解决交通问题，浙江省杭州市将城市数据大脑V1.0平台投入使用，自运行以来，在接入的249路监控视频分析中，发现规律性的交通乱点8个，其中潮王路新华医院门口一天规律性报警最高达197次，通过社会综合治理，调优交通组织、理顺内部循环，通行秩序得以明显改善[7]。

　　3.1.3城市生态环境管理

　　城市生态环境管理是城市规划与管理的重要内容，涉及城市的空气质量、水质量、噪声水平、绿化覆盖、生物多样性等方面。基于大数据的城市规划与管理信息系统可以利用多源数据，如环境监测数据、气象数据、卫星数据、社交媒体数据等，进行城市生态环境的评估和监测，为城市生态环境管理的保护和改善提供数据支撑和智能决策。

　　福建省龙岩市生态环境局以龙岩市汀江和梅江小流域为重点监管区域，融合现有监测数据、卫星遥感数据和高密度“水基因”溯源监测数据，成功搭建“汀江和梅江小流域水环境精细化溯源监测网络”，实现自动监测、实时分析、智能预警、溯源追痕，精准化治理流域水污染[8]。

　　3.2城市规划与管理信息系统的评价指标和方法

　　为评价基于大数据的城市规划与管理信息系统的效果和价值，需要建立一套合理的评价指标和方法，本文提出以下几个方面的评价指标和方法。

　　3.2.1数据质量

　　数据质量是城市规划与管理信息系统的基础，影响着系统的可靠性和有效性。数据质量的评价指标包括数据的完整性、准确性、时效性、一致性和安全性等，评价方法包括数据的校验、清洗、融合、加密和授权等。

　　3.2.2系统性能

　　系统性能是城市规划与管理信息系统的核心，影响着系统的运行效率和用户体验。系统性能的评价指标包括系统的响应速度、处理能力、存储容量、稳定性和可扩展性等，评价方法包括系统的测试、监测、优化、备份和更新等。

　　3.2.3功能模块

　　为更好地对规划结果数据进行综合管理，方便用户查询，通过最终的分析和设计，实现了规划结果数据管理查询模块的管理和查询等主要功能。

　　（1）文档资源的有序整合与全程追踪管理在规划环节中占据核心地位，其涵盖了从项目初始到最终阶段的所有关键文档和信息的搜集、录入，并保持高效更新。在实际操作层面，可通过单个或批量的形式将包括DWG在内的各种格式的文档和图像导入智能化管理系统。用户可以通过直观的界面，轻松实现文件的查找、预览甚至下载，操作便捷且高效。

　　（2）规划结果数据的查询，主要是指包括名称、综合信息、点击、矩形、任意查询等在内的多种查询功能。

　　（3）鉴于数据修复工作的技术复杂性和专门知识要求，在既定的管理和检索体系中扩展了一项独特的服务，即针对规划结果数据的修复。这项补充功能并不隶属于前两者，而是聚焦于深入的代码优化和文档结构的修订，以独立的形式进行详细处理。

　　3.2.4功能实现

　　功能实现是城市规划与管理信息系统的目标，影响系统的功能覆盖和功能满足。功能实现的评价指标包括系统的功能模块、功能需求、功能设计和功能测试等，评价方法包括系统的分析、设计、开发和测试等。

　　3.2.5应用效果

　　应用效果是城市规划与管理信息系统的价值，影响系统的应用范围和应用效益。应用效果的评价指标包括系统的应用领域、应用场景、应用案例和应用评价等，评价方法包括系统的展示、推广、应用和反馈等。

　　3.3城市规划与管理信息系统的构建方法

　　3.3.1地形图数据库

　　结合规划项目一书三证审批结果，实现规划项目档案、审查方案电子文件、历史纸质档案登记、目录管理、档案查询、借阅管理等功能。

　　地形图数据库的核心构建围绕城市规划档案的严谨管理原则，特别关注档案内容的规范性以及记录要求，与规划业务审批流程紧密相连，旨在全面管理规划文档，涵盖登记、验收、流转及项目审批和后续的项目审查环节。通过引入一种高效文件管理流程，系统不仅支持文件生成阶段的追踪查询，还包括详细卷宗目录管理、电子文档搜索、统计分析，以及最终的文件借用登记等环节，从而有效解决了规划局档案管理中的诸多痛点。这逐步推动了传统档案管理模式向数字化转型，实现了规划文档的电子化高效运营。

　　文件管理模块实现新建地图工程、打开地图工程、保存地图工程、另存地图工程、加载SHP数据、加载MDB数据、浏览DWG数据、加载栅格数据、退出应用程序等功能。

　　3.3.2专题数据库

　　为确保文档数据与项目实际状况同步，定期或按需更新和校正是必要的。设计的文档数据搜索功能依据项目地理位置，旨在让用户能迅速依据项目层级的检索条件定位到相关文档信息。该功能包含矩形选取和自由查询选项，用户需先加载“修规－项目”图层并置为当前视图，之后才能利用查询工具挑选宗地项目并展示包含所有项目详情的文档内容。主要分为以下两类。

　　（1）综合信息检索：查询规划成果文档时，需先选定成果类型，接着输入项目编号、数据名称或配置文件等关键词，即可获取所需信息。

　　（2）直接文件搜寻：通过输入文件名进行检索。在搜索栏输入待查找文件的关键字或全名，选定规划成果类别，选择欲访问的文件类型，即可获得对应内容。

　　结语

　　本文构建了一个基于大数据的城市规划与管理信息系统，实现了对城市数据的全面收集、存储、管理、处理、分析、可视化和服务，为城市规划与管理提供了数据支撑和智能决策。同时，展示了几个典型的城市规划与管理的应用案例，评价了信息系统的效果和价值，以及存在的优势和局限。本文的研究具有理论和实践意义，为城市的可持续发展和居民的幸福生活作出贡献。未来，可以进一步完善和拓展数据来源和类型、数据处理和分析、数据可视化和服务、数据应用和评价等方面。

　　参考文献：

　　[1]徐蕾,黄梦欣,姚水林,等.融合多源大数据的街道品质评估方法及应用策略研究——以厦门市中山路街区为例[J/OL].中外建筑,1-18[2024-07-10].http://kns.cnki.net/kcms/detail/43.1255.TU.20240425.0909.002.html.

　　[2]余诗跃.浅析大数据时代的城乡规划与智慧城市[J].城市建设理论研究(电子版),2024(10):216-218.

　　[3]梁毅.智慧规划大数据平台建设思路研究[J].中国建筑金属结构,2024,23(3):192-195.

　　[4]李翰雄,徐旭.大数据技术在测绘地理信息工程中的应用分析[J].产业创新研究,2024(6):82-84.

　　[5]黄竞雄,党安荣,李翔宇,等.中国城市规划管理现代化发展进程与趋势[J].科技导报,2024,42(6):51-60.

　　[6]逯禹涵,孙娅玮.赋能数字中国建设看组图海报了解“山东省地理空间数据十大应用创新案例”[EB/OL].(2023-09-06)[2024-07-10].https://www.sohu.com/a/718116870_121332524.

　　[7]国内外14个智慧城市大数据建设应用案例分析[EB/OL].(2019-03-27)[2024-07-10].https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4MzczNzIzNw==&mid=2247484168&idx=3&sn=d6c29f4cac5213c46d11398844851b1f&chksm=fda5c9f2cad240e427fef5759ec09b9119fc3601a40da6d4f74722d4dc48c3db7e03c55c7c44&scene=27.

　　[8]周亚楠.2023环境互联网创新案例揭晓！“智慧大脑”为环境管理“出谋划策”[EB/OL].(2023-12-08)[2024-07-10].https://res.cenews.com.cn/hjw/news.html?aid=1100758.

　　作者简介：张守璞，本科，助理工程师，zhangshoupu@sd.chinamobile.com，研究方向：5G技术的行业应用；张林芃，本科，研究方向：金属功能材料在通信领域的应用。

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