空間大數(shù)據(jù)的決策支持基于規(guī)劃、安全、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)視角

大數(shù)據(jù) 空間大數(shù)據(jù) 可視化

楊曉雯 | 2016-12-08 12:04

【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】空間的大數(shù)據(jù)的可視化主要用于城市管理的公共參與環(huán)節(jié)，以保證城市開發(fā)的透明度。比如波士頓規(guī)劃局網(wǎng)站上的區(qū)域土地規(guī)劃圖，點(diǎn)擊任何一塊土地，市民都可以看到用地性質(zhì)、發(fā)展許可證等信息

空間大數(shù)據(jù)的決策支持基于規(guī)劃、安全、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)視角

2016年11月25日，上海同濟(jì)規(guī)劃院系列講座、智能城鎮(zhèn)化第179期可持續(xù)發(fā)展研討課，邀請(qǐng)到麻省理工學(xué)院(MIT)楊曉雯博士來做“空間大數(shù)據(jù)的決策支持”的學(xué)術(shù)分享，通過城市大數(shù)據(jù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)學(xué)進(jìn)行房地產(chǎn)、公共健康、公共安全等領(lǐng)域的分析。本次講座由同濟(jì)大學(xué)協(xié)同創(chuàng)意中心和同濟(jì)城市規(guī)劃院協(xié)同主辦，同濟(jì)規(guī)劃院城市空間與生態(tài)規(guī)劃研究所承辦，研究所匡曉明所長(zhǎng)主持。

本文根據(jù)講座錄音整理。

空間大數(shù)據(jù)的可視化應(yīng)用

空間的大數(shù)據(jù)的可視化主要用于城市管理的公共參與環(huán)節(jié)，以保證城市開發(fā)的透明度。比如波士頓規(guī)劃局網(wǎng)站上的區(qū)域土地規(guī)劃圖，點(diǎn)擊任何一塊土地，市民都可以看到用地性質(zhì)、發(fā)展許可證等信息。另外，大數(shù)據(jù)視覺化對(duì)于科學(xué)研究也非常重要。科研人員可以根據(jù)視覺信息提出假設(shè)，展開分析。比如從美國(guó)癌癥發(fā)病率分布圖，可以看出高發(fā)病率區(qū)域死亡率并不高，究竟什么因素導(dǎo)致這樣的結(jié)果?科研人員可以提出病情初期檢測(cè)率高的假設(shè)，再?gòu)娜司t(yī)生數(shù)量、地方醫(yī)療保險(xiǎn)率等公共衛(wèi)生角度的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，歸納具體的導(dǎo)致因素。再比如泰國(guó)的經(jīng)濟(jì)分析，對(duì)空間大數(shù)據(jù)可視化所顯示的經(jīng)濟(jì)繁榮地段，結(jié)合當(dāng)?shù)厝司杖胨郊捌髽I(yè)類型和數(shù)量進(jìn)行分析，可以看到大企業(yè)所在的區(qū)域人均收入并不高，從而證實(shí)中小企業(yè)對(duì)地方經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)更大的假設(shè)。

空間大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

空間大數(shù)據(jù)融合

數(shù)據(jù)融合以及產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)，是空間大數(shù)據(jù)的另一個(gè)重要的應(yīng)用。比如將人口數(shù)據(jù)和稅務(wù)數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，就可以得到一個(gè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。再如波士頓地區(qū)的暴力犯罪分析，過去房地產(chǎn)領(lǐng)域普遍認(rèn)為犯罪率高是導(dǎo)致該地房?jī)r(jià)停滯的重要因素，其實(shí)不然。從當(dāng)?shù)鼐炀炙哪甑姆缸飻?shù)據(jù)結(jié)合街區(qū)進(jìn)行聚類分析，再與房?jī)r(jià)數(shù)據(jù)融合，就會(huì)看到房?jī)r(jià)的變化規(guī)律和未來的走勢(shì)。再如利用手機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行職住平衡分析。融合手機(jī)數(shù)據(jù)和房?jī)r(jià)數(shù)據(jù)，包含住地房?jī)r(jià)和工作地房?jī)r(jià)、租金(工作地房租與工資成正比關(guān)系)，就會(huì)得出一些生活中意識(shí)不到的職住規(guī)律。發(fā)展中國(guó)家最大的問題是小微企業(yè)沒有信用檔案，得不到貸款，起步困難。如果將手機(jī)數(shù)據(jù)和信用卡數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，就會(huì)看到電話聯(lián)系雙方的信用度。倘若一個(gè)商人電話聯(lián)系的大部分是信用卡賴賬或者信用不高的人，那么這個(gè)人的信用也不會(huì)高。這樣就可以解決沒有信用卡的人的信用評(píng)分問題，P2P貸款就會(huì)進(jìn)入正向循環(huán)，對(duì)小微企業(yè)的發(fā)展將會(huì)起到大的推動(dòng)作用。

大數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計(jì)分析

空間分析常用的是聚類分析和回歸分析。比如犯罪時(shí)空集聚的聚類分析，對(duì)于入室盜竊行為，犯罪人會(huì)比較理智地考慮投入產(chǎn)出比，通常是在熟悉的環(huán)境連續(xù)作案，以達(dá)到效率最大化。因此，對(duì)于美國(guó)郊區(qū)化的獨(dú)立式住宅，如果在300米之內(nèi)加強(qiáng)巡邏，犯罪率降就會(huì)降低1/3，這個(gè)趨勢(shì)在新西蘭也得到了驗(yàn)證。對(duì)于垂直城市，還要加上樓層的數(shù)據(jù)。聚類分析也常用在公共健康領(lǐng)域，比如SARS這樣的疾病，起初病情表征不明顯，通常以感冒或其它常見病情表現(xiàn)，不能被立刻確診。比如特定區(qū)域正常情況感冒或者感冒重癥的人數(shù)比例是3%，如果某一時(shí)段突然增長(zhǎng)到10%，這就是一個(gè)早期預(yù)警信號(hào)。這樣的分析對(duì)于城市的防災(zāi)預(yù)警都有重要意義。

犯罪時(shí)空集聚的聚類分析

回歸分析的應(yīng)用，比較典型的是對(duì)不同社會(huì)階層并置的分析。新城市主義希望富有社區(qū)和不富有社區(qū)能夠并置，不富有社區(qū)可以享受到富有社區(qū)的資源。但是從犯罪分析角度，這樣的社區(qū)貧富對(duì)比度加強(qiáng)，相對(duì)剝離感更強(qiáng)，恰恰是導(dǎo)致犯罪率上升的一個(gè)公共的范式?；貧w分析的解決方式是避免兩個(gè)收入懸殊的社區(qū)并置。比如波士頓規(guī)劃局規(guī)定每個(gè)樓盤建設(shè)20%的經(jīng)濟(jì)適用房，只有收入不超過一定數(shù)額的人才能購(gòu)買。這樣既保證了社會(huì)階層并置，又不會(huì)引發(fā)高犯罪率。政府還可以通過補(bǔ)貼租金等政策調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)社會(huì)階層良性并置。再如新城市主義提倡網(wǎng)格路網(wǎng)，但是基于城市大數(shù)據(jù)GIS分析發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)格路網(wǎng)也是推高犯罪率的因素之一。人流稀少的社區(qū)道路其實(shí)很安全，因?yàn)橐坏┯心吧诉M(jìn)入，就會(huì)受到注意和警惕。繁華的街道，人流量大，需要有足夠有效的監(jiān)控。犯罪率最高的是監(jiān)控不足，誰(shuí)來都不覺得自己是陌生人的道路。從大數(shù)據(jù)分析來看，最好的路網(wǎng)是有機(jī)路網(wǎng)而非網(wǎng)格路網(wǎng)。

空間大數(shù)據(jù)的不動(dòng)產(chǎn)分析

美國(guó)房地產(chǎn)發(fā)展，過去100年的平均回報(bào)率6%，股票市場(chǎng)是7%，但是在明知道房地產(chǎn)投資回報(bào)率低于股票市場(chǎng)1%的情況下，為什么還有人投房地產(chǎn)?原因是已經(jīng)證明投資房地產(chǎn)能夠?qū)雇ㄘ浥蛎?。歷史上，美國(guó)真正的房地產(chǎn)發(fā)展有三個(gè)周期：1940年以前，房?jī)r(jià)市場(chǎng)基本與建設(shè)費(fèi)用正相關(guān);1950年到1970年，美國(guó)實(shí)行整體區(qū)劃，土地控制開始嚴(yán)格，促進(jìn)了房地產(chǎn)的發(fā)展;2008年，次貸危機(jī)驅(qū)動(dòng)房地產(chǎn)驟漲，導(dǎo)致原本買不起房的人、不應(yīng)該買房的人也在買房，價(jià)格最低的區(qū)域房?jī)r(jià)漲幅最大。波士頓的房?jī)r(jià)變化邏輯恰巧就是這樣。而洛杉磯卻是房?jī)r(jià)最高的區(qū)域漲幅最大，房?jī)r(jià)最低的區(qū)域漲幅最低。現(xiàn)在房地產(chǎn)的增值邏輯是最基本的供需平衡，人多、錢多、地少，房?jī)r(jià)就會(huì)上漲。滿足這三個(gè)條件的地方，才是美國(guó)的北上廣，才值得投資。當(dāng)城市無(wú)限擴(kuò)張，攤大餅的時(shí)候，房地產(chǎn)其實(shí)不漲，所以美國(guó)城市房?jī)r(jià)漲勢(shì)最快是波士頓、紐約、舊金山三個(gè)城市。

就美國(guó)前十大城市的行情來看，房?jī)r(jià)的長(zhǎng)勢(shì)50%在于所選擇的城市，35%在于選定的地點(diǎn)，15%在于所選擇的房型。地段(包含城市和城市的地段)決定了房?jī)r(jià)的85%。但是前十大城市中有三個(gè)城市不推薦去買房。第一是芝加哥，房?jī)r(jià)的平均增長(zhǎng)低于全美的平均值。第二是拉斯維加斯，存在過度擴(kuò)展的問題，2008年房?jī)r(jià)下跌了2/3，是標(biāo)準(zhǔn)的投機(jī)性城市。第三是邁阿密，也是一個(gè)投機(jī)型城市，城市基本面還沒有建好，2008年前房?jī)r(jià)猛增，經(jīng)濟(jì)危機(jī)時(shí)跌到原來的1/10。邁阿密受南美局勢(shì)的影響非常大，在南美經(jīng)濟(jì)繁榮和政治動(dòng)蕩的時(shí)候，都是買房投資的好時(shí)機(jī)，因?yàn)闀?huì)有大批的資金流入邁阿密，房?jī)r(jià)會(huì)猛增。

房?jī)r(jià)變化50% 源于所在城市，“人多、錢多、地少”才是值得投資的“北上廣”

大數(shù)據(jù)分析：

美國(guó)的城市更新發(fā)生在哪里?

美國(guó)的郊區(qū)化進(jìn)入了第二次城市化，但不是發(fā)生在所有的城市。目前，前十名的城市中波士頓、紐約、舊金山已經(jīng)開始第二輪的城市化，即城市更新。最終的結(jié)果肯定是城市貧民被擠到了城市邊緣。現(xiàn)在美國(guó)房?jī)r(jià)情勢(shì)是市中心高峰、郊區(qū)小高峰，二者之間的峽谷地帶，就是將來城市貧民被擠過去的地方。1990年到2000年，美國(guó)城市更新地塊原來的房?jī)r(jià)、人口收入都低于城市平均值50%，波士頓、紐約、舊金山更新地的情況都低于城市的30%。2000年到現(xiàn)在，美國(guó)城市更新的面積在加速增加。同濟(jì)大學(xué)規(guī)劃院與波士頓規(guī)劃局的交流中，波士頓方面也談到現(xiàn)在接到的開工建設(shè)許可的量是過去60年都沒有的。

城市更新發(fā)生地的分析既有直接的投資指導(dǎo)意義，也有學(xué)術(shù)好奇。從大數(shù)據(jù)分析來看，一是距離富有社區(qū)一公里之內(nèi)，可以共享富有地段的資源，也可以享受到富有階層的溢出效應(yīng);二是犯罪率中等的地段，治安不太好，也不太糟;三是交通方便，決定了城市更新區(qū)什么樣的房子最容易出租。滿足著三個(gè)條件的地段，最有可能進(jìn)行城市更新。通常25~35歲的單身是第一波搬到城市更新區(qū)域的住戶，對(duì)犯罪率有一定的容忍度。當(dāng)這些人的數(shù)量超過了閾值，就會(huì)與當(dāng)?shù)鼐用襁M(jìn)行置換，改變當(dāng)?shù)氐娜丝诮Y(jié)構(gòu)，治安會(huì)突然變好。之后35~45歲的更富有的家庭會(huì)大量流入，城市更新就真正穩(wěn)定下來了。

美國(guó)的房?jī)r(jià)變化的小周期差不多與四年前正相關(guān)，與五年以前負(fù)相關(guān)。五年前房?jī)r(jià)上漲的區(qū)域，現(xiàn)在下跌的風(fēng)險(xiǎn)很大。另外一個(gè)更重要的周期是基尼指數(shù)。隨著全球化的發(fā)展，世界各國(guó)的基尼指數(shù)都在升高。美國(guó)現(xiàn)在的基尼指數(shù)基本與1929年的相近。從1929年的數(shù)據(jù)來看，當(dāng)時(shí)全國(guó)的房地產(chǎn)價(jià)格都下降，但降幅最大的是紐約的豪華地產(chǎn);當(dāng)全國(guó)房地產(chǎn)市場(chǎng)都已復(fù)蘇的時(shí)候，紐約的豪華地產(chǎn)仍然未有起色。當(dāng)前基尼指數(shù)居高不下，據(jù)大數(shù)據(jù)分析，宏觀的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)很大，不建議再去投資美國(guó)的豪華地產(chǎn)。

大數(shù)據(jù)分析一定要有背景知識(shí)，先來猜測(cè)背后可能的機(jī)制，再通過相關(guān)數(shù)據(jù)融合證實(shí)或者證否。對(duì)于空間大數(shù)據(jù)分析，重要的是空間單位?？臻g單位的選擇需要對(duì)所研究的社會(huì)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)有充分的了解，不至于太大或者太小，否則會(huì)錯(cuò)過很多特征和規(guī)律。

楊曉雯

佛羅里達(dá)大學(xué)都城市規(guī)劃博士，現(xiàn)為麻省理工學(xué)院(MIT)經(jīng)濟(jì)系的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)科學(xué)家，負(fù)責(zé)中國(guó)地產(chǎn)與金融分析項(xiàng)目，具有多年的經(jīng)濟(jì)分析、公共健康、公共安全的科研應(yīng)用、決策支持和軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，利用大數(shù)據(jù)挖掘房?jī)r(jià)、股價(jià)及城市公共安全等內(nèi)在關(guān)聯(lián)，創(chuàng)立了以數(shù)據(jù)化服務(wù)為特色的房地產(chǎn)經(jīng)紀(jì)公司“美吉居”。

來源：城市中國(guó)雜志

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