地理國情監(jiān)測(cè)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用,計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)論文摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展,新興大數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的源動(dòng)力蓬勃發(fā)展,反映了人流、物流、信息流等在城市空間上的集聚和流動(dòng),是對(duì)傳統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)的有益補(bǔ)充,在城市功能辨別、職住關(guān)系挖掘、交通出行模擬等方面得到了廣泛應(yīng)用,逐步成為研究城市問題的熱門?；厥琢说乩韲槠詹楹捅O(jiān)測(cè)的經(jīng)過以及主要內(nèi)容,分析了大數(shù)據(jù)在地理國情監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用前景,以自然資源部2021年國家地理國情監(jiān)測(cè)立項(xiàng)課題武漢市大數(shù)據(jù)城市空間格局變化監(jiān)測(cè)試點(diǎn)為例,討論了地理國情+大數(shù)據(jù)的研究思路,旨在通過監(jiān)測(cè)城市土地利用靜態(tài)地理空間和辨別人口、經(jīng)濟(jì)、交通等動(dòng)態(tài)社會(huì)空間,從區(qū)域城市格局、城鄉(xiāng)體系格局和城市空間格局3個(gè)方面辨別與監(jiān)測(cè)城市空間格局特征和變化,反映土地利用與其上人類活動(dòng)的關(guān)系,深層次揭示空間格局變化的內(nèi)在規(guī)律和機(jī)制。本文關(guān)鍵詞語：大數(shù)據(jù);城市空間;變化監(jiān)測(cè);Abstract：WiththedevelopmentofInternetandinformationtechnology,thenewbigdata,asthedrivingforceofinnovation,isdevelopingquicklyanddynamically,whichreflectstheconcentrationandflowofpeople,logistics,informationandsoonintheurbanspace.Itisabeneficialsupplementtothetraditionalstaticdata,andiswidelyusedintheaspectsofurbanfunctionidentification,job-housingrelationmining,traffictripsimulationandsoon,whichhasgraduallybecomeahottopicinthestudyofurbanproblems.Inthispaper,wereviewedtheprocessandmaincontentsofthegeographicalconditionscensusandmonitoring,andanalyzedtheapplicationprospectofbigdatainthegeographicalconditionsmonitoring.TakingtheprojectoftheMinistryofNaturalResourcestheChangeMonitoringofWuhanUrbanSpatialPatternBasedonBigDataforexample,wediscussedtheresearchideasoftheGeographicalSituation+BigData.Bymonitoringthestaticgeographicalspaceofurbanlanduseandidentifyingthedynamicbehaviorspaceofpopulation,economyandtraffic,wewillidentifythecharacteristicsandmonitorthechangesofurbanspatialpatternfromthethreeaspectsofregionalurbanpattern,urbanandruralsystempatternandurbanspatialpattern,whichwillreflecttherelationshipbetweenlanduseandhumanactivities,andrevealtheinherentlawsandmechanismsofspatialpatterntransformation.Keyword：bigdata;urbanspace;changemonitoring;地理國情監(jiān)測(cè)包括基礎(chǔ)性監(jiān)測(cè)和專題性監(jiān)測(cè)兩方面,前者主要針對(duì)地表覆蓋和地理國情要素開展年度變化更新,定期反映自然資源環(huán)境和城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展;后者利用基礎(chǔ)性監(jiān)測(cè)成果和各類專題資料,結(jié)合地理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等方式方法,開展一系列跨學(xué)科的專項(xiàng)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析研究,努力實(shí)現(xiàn)從地理數(shù)據(jù)、地理信息到地理知識(shí)的轉(zhuǎn)變。大數(shù)據(jù)的蓬勃發(fā)展為深化地理國情監(jiān)測(cè)提供了新的契機(jī),在詳實(shí)反映土地利用變化的基礎(chǔ)上,開展大數(shù)據(jù)的收集、爬取、清洗和挖掘分析,可進(jìn)一步辨別和監(jiān)測(cè)土地利用上的人口、經(jīng)濟(jì)、交通等空間分布特征和活動(dòng)規(guī)律,有效克制傳統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)的局限性,突顯地理國情的情字,有助于地理國情監(jiān)測(cè)從土地利用走向社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng),從靜態(tài)專業(yè)工作走向動(dòng)態(tài)群眾生活,在促進(jìn)城市精細(xì)化管理和經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展方面發(fā)揮更好的支撐作用。1、地理國情普查與監(jiān)測(cè)大概情況地理國情是空間化、可視化的國情信息,是從地理的角度分析、研究和描繪敘述國情,是重要的基本國情之一。地理國情普查與監(jiān)測(cè)是綜合利用當(dāng)代測(cè)繪技術(shù)和各時(shí)期已有測(cè)繪成果檔案,對(duì)地表覆蓋和地理國情要素等進(jìn)行全面普查和監(jiān)測(cè),并統(tǒng)計(jì)分析其分布特征與差異、變化量和變化頻率以及互相關(guān)系等,構(gòu)成反映各類自然資源、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素的空間分布及其發(fā)展變化規(guī)律的地理國情數(shù)據(jù)、地圖和報(bào)告[1,2]。、高度重視地理國情普查與監(jiān)測(cè)工作。2018年5月23日,李克強(qiáng)同志在視察中國測(cè)繪創(chuàng)新基地時(shí)指出,地理國情是重要的基本國情,是搞好宏觀調(diào)控、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的重要決策根據(jù),也是建設(shè)責(zé)任、服務(wù)的重要支撐[3]。2020年2月28日,下發(fā)了國發(fā)[2020]9號(hào)(關(guān)于開展第一次全國地理國情普查的通知〕;2020~2021年統(tǒng)一部署組織完成了第一次全國地理國情普查,摸清了我們國家陸地地表自然和人文地理要素的家底,2021年4月發(fā)布了全國普查公報(bào)。普查之后是監(jiān)測(cè)。2021年4月十二屆全國人大常委會(huì)第二十七次會(huì)議通過了新修訂的(中國測(cè)繪法〕,要求依法開展地理國情監(jiān)測(cè)。2021年5月和7月,原國家測(cè)繪地理信息局先后印發(fā)了(關(guān)于全面開展地理國情監(jiān)測(cè)的指導(dǎo)意見〕和(專題性地理國情監(jiān)測(cè)技術(shù)指南(2021~2020年)〕,對(duì)地理國情監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行了全面部署。2021年1月原國家測(cè)繪地理信息局印發(fā)了(2021年測(cè)繪地理信息工作重點(diǎn)〕,要求全力打造地理國情監(jiān)測(cè)品牌,全面開展常態(tài)化地理國情監(jiān)測(cè)工作。2021年2月中國測(cè)繪科學(xué)研究院發(fā)布了(中國地理國情藍(lán)皮書(2021版)〕。2021年5月新組建的自然資源部印發(fā)了自然資辦發(fā)[2021]12號(hào)(關(guān)于下達(dá)2021年國家地理國情監(jiān)測(cè)項(xiàng)目生產(chǎn)計(jì)劃和任務(wù)書的通知〕,全面部署了2021年國家地理國情監(jiān)測(cè)工作。武漢市在按要求完成普查任務(wù)后,率先實(shí)現(xiàn)了由普查到監(jiān)測(cè)的轉(zhuǎn)段,分別于2021年7、8月下發(fā)了武政辦[2021]85號(hào)(武漢市十三五時(shí)期地理國情監(jiān)測(cè)工作方案〕和武政辦[2021]104號(hào)(武漢市基礎(chǔ)測(cè)繪發(fā)展十三五規(guī)劃〕,調(diào)整市地理國情普查領(lǐng)導(dǎo)小組為監(jiān)測(cè)領(lǐng)導(dǎo)小組,明確了工作目的任務(wù),落實(shí)了財(cái)政經(jīng)費(fèi)保障,基本到達(dá)了國家關(guān)于地理國情監(jiān)測(cè)進(jìn)法律、進(jìn)預(yù)算、進(jìn)職責(zé)、進(jìn)規(guī)劃的四進(jìn)要求。2021年起武漢市測(cè)繪研究院持續(xù)按年度組織開展常態(tài)化監(jiān)測(cè)工作,在自主完成基礎(chǔ)性監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,聯(lián)合中國測(cè)繪科學(xué)研究院、武漢大學(xué)、華中師范大學(xué)等單位創(chuàng)新開展了一系列跨學(xué)科的專題性監(jiān)測(cè),包括城市空間格局變化監(jiān)測(cè)、開發(fā)區(qū)規(guī)劃施行監(jiān)測(cè)、綜合交通網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、濱江濱湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)(藍(lán)網(wǎng)綠網(wǎng)、低碳城市、海綿城市、資源環(huán)境承載力)、基本公共服務(wù)監(jiān)測(cè)和綜合地理國情指數(shù)等6個(gè)方面,并完成了古田老工業(yè)區(qū)搬遷改造監(jiān)測(cè)和青山海綿型城市建設(shè)示范區(qū)施行效果監(jiān)測(cè)兩項(xiàng)國家級(jí)監(jiān)測(cè)試點(diǎn)項(xiàng)目[4]。普查與監(jiān)測(cè)期間,武漢市測(cè)繪研究院參編國普辦技術(shù)規(guī)定1部,主編地方規(guī)范1部,完成的12個(gè)項(xiàng)目先后獲得各級(jí)獎(jiǎng)勵(lì),華而不實(shí)武漢市地理國情普查與成果應(yīng)用等3個(gè)項(xiàng)目連續(xù)3a獲得中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)優(yōu)秀工程金獎(jiǎng)。2021年4月武漢市測(cè)繪研究院出版了首部城市地理國情監(jiān)測(cè)專著,在漢主辦初次城市地理國情監(jiān)測(cè)高端技術(shù)論壇2021年1月發(fā)布首本城市地理國情普查公報(bào);2021年9月被國普辦表彰為第一次全國地理國情普查先進(jìn)集體,也是全國唯一獲此殊榮的市級(jí)測(cè)繪單位。2、大數(shù)據(jù)在地理國情監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用前景2.1、地理國情數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)地理國情監(jiān)測(cè)以每年6月30日為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn),對(duì)地表覆蓋和地理國情要素進(jìn)行變化更新。地表覆蓋包括種植土地、林草覆蓋、房屋建筑(區(qū))、鐵路與道路、構(gòu)筑物、人工堆掘地、荒漠與裸露地和水域,分為伸縮型變化和新生型變化,重點(diǎn)針對(duì)正處于變化中的地類、非人工建設(shè)變更為人工建設(shè)的地類、建造強(qiáng)度發(fā)生顯著或根本變化的地類;地理國情要素包括鐵路與道路、水系、構(gòu)筑物、城鎮(zhèn)功能單元(寓居小區(qū)、工礦企業(yè)、單位院落等),分為伸縮移位型變化、新生型變化和滅失型變化。地理國情監(jiān)測(cè)以所見即所得為原則,以真實(shí)、客觀、準(zhǔn)確為特點(diǎn),具有全覆蓋、內(nèi)外業(yè)、年度更新的優(yōu)勢(shì),也為各類信息的集成管理提供了公共基底。從自然地理要從來看,全面摸清了山水林田湖草等自然資源家底,反映了自然資源稟賦、狀態(tài)和壓力;從人文地理要從來看,詳實(shí)反映了城市空間格局和建設(shè)發(fā)展情況,定期反映了城市的變化區(qū)域、數(shù)量、強(qiáng)度和類型,如主城外圍新增的房屋建筑(區(qū))和道路反映了城市外延增長(zhǎng)的邊界、規(guī)模、速度和軸線,主城內(nèi)部新增或完工建設(shè)工地反映了城市更新改造和存量增長(zhǎng)情況,房屋建筑(區(qū))的密度和高度反映了城市建設(shè)集約程度,城鎮(zhèn)綜合功能單元(寓居小區(qū)、工礦企業(yè)、單位院落等)反映了城市功能布局的基本情況,道路密度以及主次支路比例反映了城市道路建設(shè)的合理程度。2.2、大數(shù)據(jù)的發(fā)展和應(yīng)用大數(shù)據(jù)是指無法在一定范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合,是海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等的興起,全球數(shù)據(jù)信息量呈幾何指數(shù)爆炸增長(zhǎng),大數(shù)據(jù)應(yīng)運(yùn)而生。在新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的支撐下,大數(shù)據(jù)是物理空間運(yùn)動(dòng)經(jīng)過加速向網(wǎng)絡(luò)空間映射的結(jié)果,表現(xiàn)為規(guī)模宏大、種類多樣和內(nèi)在關(guān)聯(lián),具有5V特征:(1)數(shù)據(jù)體量(Volume)宏大,從TB級(jí)躍升到PB級(jí);(2)數(shù)據(jù)生成、存儲(chǔ)、分析、處理的速度(Velocity)非常快;(3)數(shù)據(jù)模態(tài)多樣(Variety),多源、異構(gòu)特征突出;(4)數(shù)據(jù)真?zhèn)坞y辨(Veracity),由于數(shù)據(jù)噪音、缺失、不一致性、歧義等引起的數(shù)據(jù)不確定性顯著;(5)價(jià)值密度低、商業(yè)價(jià)值(Value)高。大數(shù)據(jù)存在宏大的潛在價(jià)值,但與其呈幾何指數(shù)爆發(fā)式增長(zhǎng)相比,某一對(duì)象或模塊數(shù)據(jù)的價(jià)值密度較低,給海量數(shù)據(jù)的挖掘增加了難度和成本[5]。與地理國情相關(guān)的大數(shù)據(jù)類型繁多,主要包括12類:(1)地理國情普查與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),包括地表覆蓋分類數(shù)據(jù)、變化圖斑和變化屬性,具有自然屬性強(qiáng)、年度更新的特點(diǎn);(2)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),包括數(shù)字線劃圖(DLG)、數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字柵格地圖(DRG)、數(shù)字影像地圖(DOM)和地名數(shù)據(jù)等,是其他數(shù)據(jù)定位和集成的公共基礎(chǔ);(3)遙感對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù),主要包括衛(wèi)星影像、航片、LiDAR點(diǎn)云和夜光遙感等;(4)地面觀測(cè)數(shù)據(jù),包括大地測(cè)量數(shù)據(jù)、地表形變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),遙感解譯樣本,氣象、環(huán)境、地震、水文、地質(zhì)災(zāi)禍、森林火災(zāi)、疫情等在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);(5)行業(yè)普查與調(diào)查數(shù)據(jù),包括全國性的土壤普查、水利普查、林業(yè)普查、污染源普查、經(jīng)濟(jì)普查、地名普查、交通設(shè)施普查、營業(yè)狀況調(diào)查、土地利用現(xiàn)在狀況調(diào)查等,以及區(qū)域性或城市范圍的公眾介入問卷調(diào)查、交通O-D調(diào)查、舊城和文化古跡調(diào)查、鄉(xiāng)村地理調(diào)查等,具有很強(qiáng)的行業(yè)特征和管理屬性;(6)社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),主要包括以行政區(qū)劃為單元定期采集、匯總、整理構(gòu)成的人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、城市建設(shè)等方面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),具有定期發(fā)布、指標(biāo)統(tǒng)一、可比性強(qiáng)等特點(diǎn);(7)行業(yè)管理數(shù)據(jù),包括人口,公共服務(wù)設(shè)施,企業(yè),不動(dòng)產(chǎn),各類審批信息,居民或企業(yè)用水、用電、用氣等數(shù)據(jù);(8)志愿者地理數(shù)據(jù),是由大量非專業(yè)人員利用智能手機(jī)、GPS終端、iPad以及各種定位傳感器獲取、標(biāo)注和上傳的地理空間數(shù)據(jù)、圖像和視頻等多媒體數(shù)據(jù);(9)社交媒體數(shù)據(jù),包括博客、微博、微信、維基、社交網(wǎng)站、點(diǎn)評(píng)社區(qū)、論壇等,反映人們對(duì)社會(huì)事件的輿情;(10)移動(dòng)大數(shù)據(jù),是由移動(dòng)GPS設(shè)備記錄的用戶活動(dòng)的原始時(shí)空軌跡數(shù)據(jù),包括手機(jī)信令、百度熱力、公交刷卡、浮動(dòng)車、分享單車、刷卡消費(fèi)等,為從微觀層面觀察社會(huì)提供了有效手段;互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù),如新浪、搜狐網(wǎng)的閱讀信息,百度、谷歌等搜索本文關(guān)鍵詞語,房地產(chǎn)掛牌銷售和二手房交易信息等;物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),如路口線圈、監(jiān)控圖像和視頻、物流數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)、水網(wǎng)數(shù)據(jù)等[6]。大數(shù)據(jù)增長(zhǎng)迅速,應(yīng)用廣泛,在城市管理、公共服務(wù)、商業(yè)智能和市場(chǎng)營銷方面具有宏大的應(yīng)用潛能,十分是關(guān)于城市問題的研究層出不窮。大數(shù)據(jù)以其獨(dú)特的視角,通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察城市,為提取潛在信息、挖掘蘊(yùn)藏知識(shí)、開展城市體檢與問題診斷,提供了全新的技術(shù)手段,對(duì)于最終實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的城市管理具有重要意義。2.3、地理國情+大數(shù)據(jù)的融合研究潛力地理國情監(jiān)測(cè)詳實(shí)地反映了土地利用分布、構(gòu)造和變化,但有很大的局限性,沒有能反映土地利用上的人類活動(dòng)。統(tǒng)計(jì)年鑒包括人口、經(jīng)濟(jì)等資料,但往往是基于一定統(tǒng)計(jì)單元(全市、區(qū)、街道或鄉(xiāng)鎮(zhèn))的統(tǒng)計(jì)指標(biāo),無法反映統(tǒng)計(jì)單元上人口、經(jīng)濟(jì)等要素空間分布的非均質(zhì)性。地理國情以地塊為單元,屬于微觀尺度的物理空間;統(tǒng)計(jì)資料以行政區(qū)劃為單元,屬于宏觀尺度的社會(huì)空間。當(dāng)前開展的地理國情統(tǒng)計(jì)分析往往是利用上述兩種數(shù)據(jù),因而出現(xiàn)了尺度上不匹配的問題,結(jié)論也往往是宏觀意義上復(fù)雜的指標(biāo)體系,難以生動(dòng)反映微觀環(huán)境下土地利用對(duì)應(yīng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng),在實(shí)際應(yīng)用上有很大的局限性,難以落地。大數(shù)據(jù)的核心之一是人,能夠展示微觀層面上社會(huì)空間中以個(gè)體為尺度的活動(dòng)、移動(dòng)和溝通,為開展微觀環(huán)境下的社會(huì)經(jīng)濟(jì)研究和精細(xì)化城市模擬提供了可能。大數(shù)據(jù)具有樣本量大、動(dòng)態(tài)性強(qiáng)、時(shí)效性高等特點(diǎn),可有效反映土地利用上人口、經(jīng)濟(jì)、交通等要素的動(dòng)態(tài)分布、活動(dòng)規(guī)律和互相聯(lián)絡(luò),是對(duì)傳統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)的有益補(bǔ)充,逐步成為研究城市問題的突破口和熱門[7,8]。在區(qū)域聯(lián)絡(luò)方面,鐵、水、公、空等對(duì)外交通設(shè)施和、人口規(guī)模等傳統(tǒng)數(shù)據(jù),只反映了經(jīng)濟(jì)學(xué)上城市輻射、吸引的潛在能力;而基于大數(shù)據(jù)的等時(shí)圈則反映了交通影響的范圍,人流、物流、資金流和信息流則深入揭示了區(qū)域范圍內(nèi)城市經(jīng)濟(jì)聯(lián)絡(luò),以春運(yùn)人流為代表的網(wǎng)絡(luò)遷徙大數(shù)據(jù)則反映了城市的人口吸引力。在功能布局方面,房屋建筑區(qū)、城鎮(zhèn)綜合功能單元反映了土地利用的功能布局;手機(jī)信令、百度熱力、POI等大數(shù)據(jù)有助于辨別商業(yè)、商務(wù)、休閑娛樂等不同城市功能中心及其邊界,并分析典型區(qū)域的活力空間。在職住關(guān)系方面,城鎮(zhèn)綜合功能單元反映了寓居區(qū)、工業(yè)區(qū)、單位院落的分布;糧食人口調(diào)查和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)反映了人口分布格局、年齡和學(xué)歷構(gòu)造、人口戶籍遷移;手機(jī)信令、百度熱力、社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有助于分析人口集聚、流動(dòng)等行為特征,深入揭示職住關(guān)系。在房屋建筑方面,房屋建筑區(qū)數(shù)據(jù)具體反映了房屋建筑區(qū)和獨(dú)立房屋建筑的面積、高度和密度;夜光遙感數(shù)據(jù)、用水和用電數(shù)據(jù)則可分析房屋的空置率;房?jī)r(jià)、職業(yè)等數(shù)據(jù)可反映寓居人群的收入差異不同和住宅區(qū)的空間分異。在道路交通方面,地理國情數(shù)據(jù)具體反映了城市主次支路、高架立交、橋梁隧道、公共交通、停車場(chǎng)等;公交刷卡、浮動(dòng)車、百度熱力等大數(shù)據(jù)可深切進(jìn)入分析城市公共交通廊道,辨別主要交通樞紐,具體表現(xiàn)出不同區(qū)域、不同線路、站點(diǎn)的交通出行壓力。綜上所述,地理國情+大數(shù)據(jù)融合研究的宗旨為:發(fā)揮地理國情、大數(shù)據(jù)二者的優(yōu)勢(shì),在利用地理國情數(shù)據(jù)詳實(shí)反映城市土地利用狀況和變化的基礎(chǔ)上,利用大數(shù)據(jù)挖掘分析其上的人口、經(jīng)濟(jì)、交通等活動(dòng)特征和規(guī)律,并將土地利用與其承載的社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素進(jìn)行綜合分析,研究宏觀、微觀層面上物質(zhì)空間與社會(huì)空間各類要素之間的互相關(guān)系與作用,評(píng)價(jià)土地利用效率、城市增長(zhǎng)質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性。換言之,地理國情數(shù)據(jù)是只見物、不見人,反映的是微觀、靜態(tài)的物理空間;而大數(shù)據(jù)的核心是人,通過觀察社會(huì)空間中諸多的微觀個(gè)體活動(dòng),挖掘群體性活動(dòng)規(guī)律,反映微觀、動(dòng)態(tài)的社會(huì)空間。地理國情+大數(shù)據(jù)的融合研究,是克制一般統(tǒng)計(jì)分析宏觀、靜態(tài)、難以落地局限性的突破口,有效建立了人與地、物理空間與社會(huì)空間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了從對(duì)地觀測(cè)到對(duì)人觀測(cè)的轉(zhuǎn)變,建立了真正意義上的社會(huì)地理計(jì)算體系,為開展城市仿真模擬提供了新途徑[9]。當(dāng)然,大數(shù)據(jù)有海量、多源、異構(gòu)等特點(diǎn),挖掘分析方式方法成為其有效利用的關(guān)鍵,同時(shí)要注意大數(shù)據(jù)樣本的數(shù)量、代表性和穩(wěn)定性,保證結(jié)果的可檢驗(yàn)性。3、武漢市試點(diǎn)項(xiàng)目的總體設(shè)想2021年5月自然資源部印發(fā)的自然資辦發(fā)[2021]12號(hào)(關(guān)于下達(dá)2021年國家地理國情監(jiān)測(cè)項(xiàng)目生產(chǎn)計(jì)劃和任務(wù)書的通知〕明確要求,為持續(xù)全面把握我們國家陸地范圍內(nèi)地表自然和人文地理要素的現(xiàn)在狀況與變化情況,更好地為自然資源管理和生態(tài)文明建設(shè)提供地理國情信息保障服務(wù),2021年將繼續(xù)開展國家地理國情監(jiān)測(cè)工作。華而不實(shí),武漢市大數(shù)據(jù)城市空間格局變化監(jiān)測(cè)試點(diǎn)(下面簡(jiǎn)稱本項(xiàng)目)獲批立項(xiàng),也是2021年度自然資源部批復(fù)立項(xiàng)的國家專題性地理國情監(jiān)測(cè)6大專項(xiàng)中唯逐一個(gè)城市級(jí)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,其他5項(xiàng)為京津冀協(xié)同發(fā)展重要地理國情監(jiān)測(cè)、國家級(jí)新區(qū)空間格局變化監(jiān)測(cè)、全國海岸帶開發(fā)利用變化監(jiān)測(cè)、洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)地理國情監(jiān)測(cè)和巢湖流域地理國情監(jiān)測(cè)。3.1、項(xiàng)目目的本項(xiàng)目以武漢市為試點(diǎn),開展大數(shù)據(jù)城市空間格局變化監(jiān)測(cè),以地理國情成果為基礎(chǔ),融合基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、行業(yè)專題數(shù)據(jù)以及手機(jī)信令、百度熱力、實(shí)時(shí)路況、公交刷卡、興趣點(diǎn)等多源大數(shù)據(jù),從宏觀到微觀,從區(qū)域城市格局、城鄉(xiāng)體系格局和城市空間格局3個(gè)方面,圍繞土地利用、人口分布、產(chǎn)業(yè)分布、交通出行、公共服務(wù)等辨別與監(jiān)測(cè)城市空間格局的特征和變化,反映土地利用與其上人類活動(dòng)的關(guān)系,深層揭示空間格局變化的內(nèi)在規(guī)律和機(jī)制,為城市科學(xué)發(fā)展和管理提供決策支持。3.2、總體框架本項(xiàng)目以地理國情成果為基礎(chǔ),利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)相結(jié)合的模型方式方法,從歷史演變、辨別與監(jiān)測(cè)、綜合分析3個(gè)層次開展武漢市大數(shù)據(jù)城市空間格局變化監(jiān)測(cè),總體框架如此圖1所示。圖1武漢市大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)試點(diǎn)總體框架圖1)數(shù)據(jù)獲取與清洗。本項(xiàng)目牽涉的數(shù)據(jù)非常龐雜,華而不實(shí)大數(shù)據(jù)按獲取渠道分為商業(yè)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)爬取數(shù)據(jù)3類,商業(yè)數(shù)據(jù)包括手機(jī)信令數(shù)據(jù)(聯(lián)通)、百度地圖數(shù)據(jù)(百度遷徙、百度熱力、POI)和工商企業(yè)數(shù)據(jù),從數(shù)據(jù)源頭供給商采購;管理數(shù)據(jù)包括居民用水(電、氣)數(shù)據(jù)、城鎮(zhèn)職工基本醫(yī)療參保數(shù)據(jù)、軌道交通流量數(shù)據(jù)、城市貨運(yùn)物流數(shù)據(jù)和公共交通刷卡數(shù)據(jù),從相關(guān)行業(yè)管理部門收集;網(wǎng)絡(luò)爬取數(shù)據(jù)包括招聘信息、城市人口遷徙、房?jī)r(jià)數(shù)據(jù)和社交網(wǎng)絡(luò)(微博、騰訊)等。大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、多源異構(gòu)、語義差異等特點(diǎn),因而數(shù)據(jù)清洗與處理非常關(guān)鍵。(1)數(shù)據(jù)清洗,根據(jù)不同類型的大數(shù)據(jù),定義相應(yīng)的清洗規(guī)則,設(shè)計(jì)相應(yīng)的清洗算法,開展數(shù)據(jù)清洗,包括有效性清洗、構(gòu)造清洗和語義清洗;(2)地理編碼和空間化,對(duì)部分非空間化的大數(shù)據(jù)(如安居客房?jī)r(jià)數(shù)據(jù)、居民用水用電數(shù)據(jù)、社保數(shù)據(jù)等)進(jìn)行空間化處理,包括地址匹配、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等;(3)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制,大數(shù)據(jù)具有很多不確定性,除在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)加強(qiáng)質(zhì)量控制外,還需運(yùn)用多套數(shù)據(jù)進(jìn)行穿插驗(yàn)證,克制大數(shù)據(jù)的有偏性。2)研究思路。本文從歷史演變、辨別與監(jiān)測(cè)、綜合分析3個(gè)層次展開研究。(1)歷史演變,從近當(dāng)代到現(xiàn)代,以定性分析與定量推演相結(jié)合的方式,分析城市空間格局要素在長(zhǎng)時(shí)間序列上的演化規(guī)律。(2)辨別與監(jiān)測(cè),從區(qū)域城市格局、城鄉(xiāng)體系格局和城市空間格局3個(gè)方面展開。宏觀層面上分析武漢市在全國、東中西部和城市圈中的城市定位與區(qū)域聯(lián)絡(luò);中觀層面上刻畫武漢市中心城區(qū)、功能區(qū)和新城區(qū)之間的城鄉(xiāng)體系差異和圈層特征;微觀層面上重點(diǎn)圍繞主城區(qū)的外延擴(kuò)張和內(nèi)涵增長(zhǎng),從土地利用、人口分布、產(chǎn)業(yè)布局、交通出行和公共服務(wù)等方面深切進(jìn)入挖掘空間格局變化的內(nèi)在機(jī)理與外部表現(xiàn)。(3)綜合分析,從不同尺度和視角,分析用地、人口、經(jīng)濟(jì)與交通要素之間的耦合關(guān)系以及城市空間格局演變的驅(qū)動(dòng)力因素和相關(guān)性。綜合分析就是根據(jù)各項(xiàng)研究需要,建立相應(yīng)的人地關(guān)系模型,開展各項(xiàng)專題監(jiān)測(cè)與研究,從海量數(shù)據(jù)中挖掘、提煉出規(guī)律性的知識(shí),切記大數(shù)據(jù)本質(zhì)是樣本分析,避免以偏概全;注重實(shí)用化,既有圖形的表現(xiàn)效果,又構(gòu)成定量化的指標(biāo);保持連續(xù)性,既如實(shí)反映現(xiàn)在狀況,又突出變化分析,具體表現(xiàn)出監(jiān)測(cè)的目的。3.3、主要研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目在不同空間尺度上,選取不同時(shí)間顆粒度,構(gòu)建地理國情+大數(shù)據(jù)研究框架,通過監(jiān)測(cè)城市土地利用靜態(tài)地理空間和辨別人口、經(jīng)濟(jì)、交通等動(dòng)態(tài)行為空間,從區(qū)域城市格局、城鄉(xiāng)體系格局和城市空間格局3個(gè)方面研究武漢市空間格局,主要研究?jī)?nèi)容為:1)區(qū)域城市格局。把城市作為一個(gè)點(diǎn),從戰(zhàn)略格局、交通樞紐、經(jīng)濟(jì)聯(lián)絡(luò)、人口流動(dòng)和公共服務(wù)5個(gè)方面開展區(qū)域城市格局分析,并與典型城市開展橫向比照,評(píng)價(jià)武漢市在全國、東中西部和城市圈的區(qū)域地位。(1)結(jié)合國家發(fā)展政策,分析武漢市的戰(zhàn)略地位;(2)基于鐵、水、公、空運(yùn)輸能力,評(píng)價(jià)武漢市的中部交通樞紐地位;(3)綜合利用企業(yè)產(chǎn)品供銷、貨運(yùn)出口、投融資等多源大數(shù)據(jù),從物流、資金流和信息流等方面分析與其他城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)絡(luò)度及其對(duì)周邊城市的輻射影響力;(4)基于網(wǎng)絡(luò)遷徙大數(shù)據(jù)反映對(duì)其他不同區(qū)域人口和人才的吸引力;(5)通過不同城市的比照,具體表現(xiàn)出武漢市在科教、醫(yī)療、會(huì)展、商業(yè)等領(lǐng)域的公共服務(wù)優(yōu)勢(shì)。2)城鄉(xiāng)體系格局。從總體格局、城鎮(zhèn)體系、圈層構(gòu)造和農(nóng)業(yè)農(nóng)村4個(gè)方面開展城鄉(xiāng)體系格局研究。(1)基于地理國情數(shù)據(jù),反映武漢市地形地貌特征以及空間差異,分析山水林田湖草等自然地表分布和變化特征,具體表現(xiàn)出大江、大湖、大武漢的地域特色和大建設(shè)、大發(fā)展、大變化的建設(shè)現(xiàn)在狀況;(2)結(jié)合歷史和規(guī)劃數(shù)據(jù),分析行政區(qū)劃調(diào)整與變遷,基于夜光遙感影像辨別城鎮(zhèn)的等級(jí)規(guī)模;(3)結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),從中心城區(qū)、功能區(qū)和新城區(qū)3個(gè)圈層分析城鄉(xiāng)人口、產(chǎn)業(yè)分布差異;(4)結(jié)合地理調(diào)查,開展農(nóng)村空心村辨別和農(nóng)業(yè)種植土地實(shí)際利用情況分析。3)城市空間格局。重點(diǎn)圍繞主城區(qū)的外延擴(kuò)張和內(nèi)涵增長(zhǎng),從空間格局、土地利用、人口分布、產(chǎn)業(yè)布局、交通出行和公共服務(wù)等6個(gè)方面開展城市空間格局監(jiān)測(cè)和分析。(1)基于地理國情數(shù)據(jù),辨別主城區(qū)江湖分割、山水軸線、圈層構(gòu)造(環(huán)線、放射線)等空間形態(tài);利用歷史地圖、檔案等資料,定性反映從三鎮(zhèn)時(shí)代到長(zhǎng)江時(shí)代的空間格局演變經(jīng)過,具體表現(xiàn)出武漢悠久的發(fā)展歷史。(2)開展土地利用格局研究,利用全覆蓋、內(nèi)外業(yè)、年度更新的地理國情數(shù)據(jù),辨別主城區(qū)外延擴(kuò)張的邊界和軸線,以及內(nèi)涵增長(zhǎng)的區(qū)位和類型,分析城市空間擴(kuò)張規(guī)模、方向、速率和構(gòu)造,客觀、真實(shí)、準(zhǔn)確地反映城市土地利用變化;利用城市用地轉(zhuǎn)移矩陣,分析增量與存量增長(zhǎng)并存、平面擴(kuò)張與立體增長(zhǎng)共生的空間增長(zhǎng)格局;結(jié)合國土規(guī)劃數(shù)據(jù),辨別和分析城市功能布局、房屋建筑格局、土地價(jià)值格局、舊城更新格局等。(3)結(jié)合人口、經(jīng)濟(jì)、交通、公共服務(wù)等專題數(shù)據(jù)與手機(jī)信令、百度熱力、社交網(wǎng)絡(luò)、POI、公交刷卡、公共自行車、用水用電等大數(shù)據(jù),挖掘城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)特征,包括城市功能中心的范圍和活力,寓居分布、收入水平與住房空置率,產(chǎn)業(yè)分布、就業(yè)格局與樓宇經(jīng)濟(jì),職住關(guān)系、人口流動(dòng)、交通壓力與公交換乘,公共服務(wù)分布、服務(wù)區(qū)范圍與出行時(shí)間成本等,進(jìn)而分析土地利用與人口、經(jīng)濟(jì)、交通的協(xié)調(diào)關(guān)系,評(píng)價(jià)城市增長(zhǎng)的質(zhì)量。(4)利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)相融合的方式方法,運(yùn)用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)開展模型研究,建立微觀層面上人與地、物理空間與社會(huì)空間的動(dòng)態(tài)關(guān)系,開展多尺度、多視角的數(shù)據(jù)挖掘和社會(huì)地理計(jì)算,辨別與監(jiān)測(cè)土地利用及其上人類活動(dòng)的特征和變化規(guī)律,為最終實(shí)現(xiàn)城市仿真、模擬預(yù)測(cè)和精細(xì)化管理提供技術(shù)支撐。4、結(jié)束語武漢市大數(shù)據(jù)城市空間格局變化監(jiān)測(cè)試點(diǎn)項(xiàng)目是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,需在總體設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下分階段推進(jìn),不斷豐富數(shù)據(jù)資源和完善研究方式方法,發(fā)揮地理國情監(jiān)測(cè)和大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì),