多源数据下的商业设施布局规划评估方法探索,以青岛市中心城区为例,刘彬，杜臣昌，陈天一,摘要：随着信息技术的发展，将大数据运用到规划中成为众多学者和规划师追捧的热点，新的技术手段为 规划提供了更多支撑。本文以青岛市总体规划（2010-2020）实施评估中商业设施布局的实施评估为例， 在高德地图兴趣点数据分析的基础上，结合传统的商业设施用地面积、建设情况等数据进行核密度分析、 校核，识别中心城区商业集聚区；以及通过百度人口热力数据、手机信令等数据分析居民空间活动情况， 从关系密切强度判断商业集聚区所服务的腹地，从而实现对商业设施辐射能力进行评价。通过多源数据结 合的评估方法的创新探索，使规划实施评估工作更加理性、更加科学。,关键词：多源数据结合，商业中心，总规评估，青岛中心城区,1 研究背景,自中华人民共和国城乡规划法颁布以来，定期对规划实施情况进行评估成为城市 规划工作中不可或缺的部分。城市总体规划的评估中主要针对总体规划中设立的城市各方面 发展的目标或是计划的建设工作，通过一系列的数理测度方式实现对实施结果的量化。对于 商业设施的实施评估，以往数据来源主要依靠实地调研以及社会经济、建设项目等统计数据 来评估，具有较强的单向的“结果检验”特征。由于受事权划分限制，难免出现数据收集困 难或因统计口径不同数据存在偏差、时效性差等问题，直接影响评估结果的科学性和准确性。 近年来随着 LBS（基于位置服务）发展和互联网技术的广泛运用，诸多新兴数据运用 到规划中。网络数据爬取技术能够获取运用传统方法无法获取的海量数据，外部定位方式能 够获取移动终端用户的位置信息，为定量描述区域内人群流动轨迹提供了可能。新兴大数据 具有样本数量大、覆盖范围广等特点，具有更好的实时性和连续性。因此在本次青岛市城 市总体规划（2011-2020）实施评估中商业设施布局评估中，探索采用传统小数据与新兴 大数据多源结合方法，在传统调研、评价方法的基础上，发挥大数据优势，使规划评估结论 更加理性、更加科学。,2 研究方法与数据来源,2.1 研究思路与方法,城市商业中心具有土地高度集约利用、经济活动密集等特征，是城市功能核心体验区， 是城市居民公共活动的重要场所。本文是基于商业设施用地、建筑面积、高德地图兴趣点 （POI）、百度人口热力等数据，以青岛市中心城区范围内的零售商业、批发市场、餐饮服 务及酒店住宿四种商业设施为研究对象，利用核密度分析和借鉴正态分布规律的分析方法对,商业聚集区进行识别、范围界定以及商业腹地的分析，对中心城区商业设施布局进行实施评 估（图 1）。,2.1.1 多源数据的核密度识别商业聚集区,将通过传统调研方式获取的商业用地属性和建筑面积统一录入 ArcGIS 建立数据库，分 别进行聚合、赋值到点，和 POI 设施数据一样进行加权叠加，进行核密度分析。利用各要素 的空间聚集性特征，通过传统数据与新兴大数据的要素核密度比对1、校核，识别出中心城 区商业聚集区，此方法避免了单一数据的局限性。,2.1.2 设施分布特征明晰商业中心边界,传统的商业区边界概念较为模糊，主要依靠实地调研，通过空间实体特征对用地进行 分类。新兴数据中 POI 数据的分布特征能够反映城市商业活动的空间分布，本文利用商业设 施位置数据与概率统计中正态分布相关的特征，通过最优搜索半径生成区域核密度，再结合 商业设施实际分布特征选择最优标准差，从而确定商业中心边界。,2.1.3 网络联系强度划分商业腹地,商业设施以满足居民的日常生活为目标，具有属地性。人口密集程度能反应城市经济 社会发展的空间结构，这方面数据依靠传统的技术手段调研较难实现。本文运用百度人口热 力及手机信令等数据获取居民空间活动情况，分析人流行为的时空规律，将分析结果与该范 围内常住人口差值比对，通过关系密切强度值来判断商业腹地。,图 1 多源数据评估技术路线,2.2 数据来源,2.2.1 传统数据来源,（1）商业设施用地,青岛市分别于 2010 年和 2017 年对中心城区范围内土地使用情况进行了全面调研，获,取了土地现状信息，并录入 ArcGIS 数据库，可用于计算商业设施用地构成、比例及分布情,况。,（2）建筑信息,利用地形图提取建筑轮廓线，根据现状用地功能、建筑层数进行属性链接，从而实现 对商业设施建筑面积统计。,2.2.2 新兴数据来源,（1）高德地图兴趣点（POI）,兴趣点（Point of Interest，POI）数据是基于位置服务的最核心数据，具有精度高、 实时性强、数据量大、覆盖面广的特点。本次使用的数据是利用 Python 的 Request 库和 URLLIB2 库爬取了 2017 年 12 月青岛市中心城区范围内的高德地图兴趣点，经过去重、纠偏 和空间匹配，选取了商业设施兴趣点。,（2）百度人口热力数据,由百度慧眼数据平台提供 2018 年 3 月人口网格数据，以 200m200m 网格作为统计单 元，该数据分为周末和工作日两部分，24 小时内每 1 小时一记，得出该时间段人群密度分 布。,（3）手机信令数据,中国移动信令数据，记录时间为 2015 年 8 月-9 月，每条手机信令包括了经加密脱敏 后的匿名用户识别号、信令发生时间，记录活跃用户数量约为中心城区人口的 1/2。,3 布局识别与特征分析,3.1 研究范围,青岛市中心城区包括市南区、市北区、李沧区、崂山区、城阳区（含红岛经济区）、 经济技术开发区，面积 1408 平方公里，其中胶州湾东岸（市南区、市北区、李沧区、崂山 区）面积为 581 平方公里，胶州湾北岸（城阳区）面积为 553 平方公里，胶州湾西岸（经济 技术开发区）面积为 274 平方公里。,3.2 商业空间布局与中心识别,3.2.1 商业设施用地布局分析,青岛中心城区内商业设施用地总面积 17.5 平方公里，占城区城市建设用地面积的 3.6%，人均商业设施用地面积 4.1 平方米。商业设施用地规模位于前两位分别是市北区和城 阳区，最少的是市南区和李沧区（表 1）。按各区商业用地与其建设用地比例关系看，商业,用地占比最高的分别是市南区、城阳区，分别占其建设用地 7.5%和 5.3%。商业设施用地聚 集区主要位于市南东部香港西路浮山湾、崂山麦岛及青大片区、市北哈尔滨路沿线、城阳正 阳路城子片区以及经济技术开发区唐岛湾等区域。,表 1 商业设施用地面积统计,建设用地面积 （ha）,商业设施用地 面积（ha）,分区,人口2（万人）,占比（%）,市南区 市北区,2598.9 5426.6 6364.6 4827.3 11078.3 18245.4 48541.1,58.5 109.3 56.1 43.9 81,195.3 277.3 137.7 183.2 590.3 366.4 1750.2,7.5% 5.1% 2.2% 3.8% 5.3% 2.0% 3.6%,李沧区,崂山区,城阳区,经济技术开发区 合计,74.1 423,3.2.2 商业建筑分布情况,青岛中心城区商业建筑总面积 2773.8 万平方米，其中零售商业建筑面积 1342.9 万平方 米 ，人均建筑面积 3.2 平方米。各区中商业设施建筑规模位于前两位分别是市北区和城阳区， 规模最小的是崂山区（表 2）。商业建筑集中分布于市南中山路和香港西路浮山湾区域、市 北台东和延吉路 CBD、李村商圈、崂山秦岭路周边、城阳世纪公园和正阳路城子片区、经济 技术开发区香江路周边和唐岛湾等区域。,表 2 商业建筑面积统计,商业建筑面积 （万平方米）,零售商业建筑面 积（万平方米）,人均建筑面积 （平方米/人）,分区,占比（%）,市南区 市北区,707.8 465.1 174.1 268,197.4 436.9 126,3.4 4.0 2.2 2.2 2.0 4.4 3.2,15.4 24.2 15.9 10.6 21.1 12.9 100,李沧区,崂山区,97.3,城阳区,752,158.4 326.9 1342.9,经济技术开发区 合计,406.8 2773.8,3.2.3 兴趣点数据分析,青岛中心城区商业设施总数 61766 个，主要以零售商业为主。各区商业设施数量位于前 两位的分别是市北区和城阳区，后两位分别是经济技术开发区和崂山区（表 3）。从商业 POI 数据分布可以看出市南形成东西两个商业集聚区，即位于西部老城区的中山路周边区域和东,部新城区的行政中心区；市北区以台东至人民路区域为核心，向北延伸至哈尔滨路沿线；李 沧区以李村商圈为聚合，沿京口路向西延伸至板桥居住区；城阳区沿正阳路城子片区与青岛 农大之间形成商业集聚区，上马镇驻地与东方城区域也形成一定程度的聚集；崂山区以秦岭 路周边为主；经济技术开发区以香江路为核心向东与唐岛湾区域相连，向北延伸至辛安街道 周边区域。,表 3 商业设施 POI 统计,分区,POI 数量 9517,占比（%） 零售商业 批发市场 餐饮服务,酒店住宿 1003,市南区,15.4% 24.2% 15.9% 10.6% 21.1%,5058 9813 6309 3822 8377,2 16 11 2,3454 4276 3145 2166 4036,市北区 李沧区 崂山区 城阳区,14943 9818,838 353 529 592,6519,13014,9,经济技术开 发区,7955,12.9%,4659,25 65,2634,637,合计,61766,100.0%,38038,19711,3952,3.2.4 数据校核,通过 ArcGIS 将商业用地数据、商业建筑数据和商业设施数据一同进行核密度计算，形 成商业用地分布核密度图、商业建筑分布核密度图以及商业设施分布核密度图（图 2）。,b.商业建筑核密度图,a.商业设施用地核密度图,c.商业设施核密度图,图 2 商业核密度综合分析,通过 3 种数据源核密度结果比对后可以看出，3 个维度得出的商业集聚区数量基本一致， 但分布结果却不尽相同（表 4）。,表 4 商业聚集区比对3,区域 中山路区域,用地面积统计,建筑面积统计,设施数量统计,市南区 市北区, , ,香港中路浮山湾 团岛片区, ,台东商圈,延吉路 CBD 哈尔滨路沿线 人民路海云庵区域 辽宁路片区 浮山后片区 李村商圈, , , ,李沧区 城阳区, ,板桥片区,正阳路沿线 世纪公园, ,上马区域,惜福镇区域 秦岭路周边 麦岛及青大周边 沙子口,崂山区, 13, 13,经济技术开 发区,香江路片区 唐岛湾, 12,辛安片区,合计数量（个）,3.3 明晰商业聚集区边界,在通过用地、建筑和设施核密度集聚的基础上，能够基本判断中心城区商业聚集区。为 进一步识别聚集区等级和边界，借鉴正态分布标准差的概念，以最优搜索半径4生成核密度 图后，采用 3 种标准差曲线作为阈值，生成标准差面。通过表 5 可以清楚的看到，标准差曲 线值增大，所获取的热点数据也随之增加。3st 标准差曲线获取了最小面积、最少 POI 数量 和最高的密度，所以 3st 标准差曲线所确定的范围即是青岛中心城区商业核心聚集区。,表 5 3 种标准差面商业 POI 数量统计,区域,面积(km) 面积比(%) POI 个数 个数比(%) POI 密度(个/km),中心城区,1408 115.9 63.7 36.1,100 8.2 4.5 2.6,61766 41523 32539 23916,100,29.2 238.3 339.6 440.8,1st 标准差曲线 2st 标准差曲线 3st 标准差曲线,67.2 52.7 38.7,通过标准差面比较可以看出（图 3），青岛中心城区一级商业聚集区共有 7 处，每个行 政区均有 1-2 处商业聚集区，呈多中心分布。东岸市南区老城中心中山路周边、新城中心香 港中路浮山湾区域和市北区台东至人民路 3 处聚集区已形成三足连绵区，成为青岛中心城区 最强极；李沧商业集聚区仍以李村商圈为主；北岸城阳区形成以正阳路城子片区