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龙瀛:基于GeoHey平台的中国城市系统可视化

我们用GeoHey的数据做了一些可视化的表达。如果采用这种在线可视化,我相信公众的参与程度和广度会推广到另外的一个尺度和深度。

  2017年 6月13日,由泰伯网主办、主题为“空间大数据的崛起”的WGDC2017,在北京国家会议中心盛大开幕。大会由空间信息产业创新创业服务平台泰伯主办,秉承不断引领和促进空间信息技术创新与变革的宗旨,WGDC已走过六个年头,如今成为全球最具前瞻性的跨界创新风向标。

  14日,空间大数据+人工智能峰会(极海纵横专场)开幕。峰会上,清华大学建筑学院副教授,北京城市实验室的创始人龙瀛发表了以“基于GeoHey平台的中国城市系统可视化”为题的精彩演讲。以下为演讲实录(未经本人核实):

泰伯网

  龙瀛:我今天和诸位讨论的内容,主要是我作为极海的用户,从我使用他们这个平台开始开发至今我们也用了一年多,我们有很多工作也都是基于极海的平台来做的,主要作为一个用户的身份来做这样的讨论。

  我们主要做的工作针对整个中国城市系统,在我的研究里面可能跟极海刚才做开发商的案例可能稍有不同,我们的很多研究都是覆盖整个中国的所有的城市,用到非常细致的范围,尺度很细,范围很广,这是我们研究的特点。在这样的特点之下我们的一个发现是作为用户或者作为一个感受,我们觉得GeoHey的这样的一个平台非常适合我们,做成果的表达,成果的传输,还有把我们的成果推送给更广大的市民。

  关于我们在中国做了很多工作,我们主要侧重于从空间的领域来做研究工作,比如说我们从不同的尺度,我们从乡镇街道办事处的尺度,我们还有在街道的尺度。我们甚至还有地块的尺度,甚至还有一些更稍微大一点网格的尺度,所以这我们研究的尺度。我们研究中国整个城市系统有若干个尺度,我们关注到很多维度的工作。像这个图主要是我们所做的工作,左边还是非常细部的尺度,类似于国家会议中心我们走出这个房子之外看到这个街道,这样的一个例子,我们研究在这样的密度我们覆盖了整个中国国土的范围,这我们研究的特点。

  刚才我们从不同的维度来做研究工作,比如说我们刚才从零售业的角度,从开发商的角度,比如说这是极海的角度。那么我们研究中国城市系统,从什么维度呢?我们从5个维度,我们关注中国的城市开发,中国的城市形态,中国的城市功能,还有我们的城市活动。当然最终我们会落到城市活力或者说空间品质这样的一个角度。所以这是我们研究中国整个城市系统从空间维度的5个方面。

  下面来稍微的示意一下我们用极海GeoHey这样一个平台我们做了什么。实际上诸位可能有一部分老朋友,在极海的门户上面也能够看到北京BCL所展示的一些成果。下面可能有一部分还属于偏内部的。从学术研究的角度,因为最底层我们还是做学术研究工作的,当然我们用GeoHey最主要的目的是把我们的成果可视化。还有把它推广到我们的同行还有更多的民众。

  总体上我们还是用大模型这样的研究范式来做的,无论是做城市的数据的可视化或者说城市研究,我认为都有两种模式,第一种模式是这种我们做整个国家,但是我们把中国分成30多个省或者说650多个城市,里面每个城市是一个点。也就是说我们范围很大,力度很粗,每个城市是一个点。当然还有一种可视化或者城市研究,它是这样的特点,我们关注一个城市或者一个城市的某一个部分,但是我们会做到比较细的范围,这是两种。当然我们现在有一种研究范式是我们致力于又大又细,这就是我们的特点。

  下面的图是示意一下,第一个方面,我们和美国自然资源保护协会我们有一个合作,这是一个NGO,他们每年都会发布中国城市可步行性的报告。现在我们和他们的合作,是因为这个还没有最终发布,所以我只能比较简单的来介绍一下,这个图展示的是北京的北城,长安街以北的每一个街道通过内部的研究工作能够算出每一个步行的指数,可步行性,我们能够看到北二环,北三环,北土城路等等。这是这样一个力度。

  能够看到我们有北京的中心城的范围,北京的主城区的范围。看到廊坊,看到天津,看到秦皇岛,再往北看到东北,往西部。这是我们整个全国的一个示意,用GeoHey这样的平台,我们可以细致到中国的每一个道路,每一个街道,我们有它的属性表达在上面,同时可以覆盖到很多城市,两百个,三百个。

  另外是街道的尺度,也是全国的范围,我们关注的每个街道的绿化效果,传统上一说绿化都是平面上的绿化,用遥感的影像,我们有不同尺度的遥感的影像,也可以用高分辨率。这种特点都是自上而下的识别,我们从天文中来看这就是遥感。我们这个里面用到的是一些深度学习的方法。我们针对中国每个城市的每个街道的不同位置的街景,我们找到四张或者八张我们对他进行深度学习,从颜色,从文理特征,从他和建筑的相互的关系等等。我们来识别什么地方是街道。最终可以评估出每个点,每个街道甚至每一个地块,街道绿化的水平。当然最终可以对北京的绿化相对比较好的街道进行识别,最后用于我们的规划设计。比如说我们的慢行系统健身布道这么受重视。这个是公益性的产品的选址,不是地产商的选址。

  这张图反映的是我们做的全国的一个。当然刚刚我们也做了这样的一个工作,对我们规划设计来说我们城市的形态,城市空间结构往往是一个非常受关注的,也是我们最为核心的,我们现在的城市长什么样子,我们的建筑物如何塑造出不同的城市,我们一说到北京,可能说北京塔楼很多,有很多高层,但是是低密度的,一说到上海是另外一种风貌,我们用极海的平台也做了可视化,针对中国60多个城市,我们用建筑物的数据计算出每一个地块,他的建筑密度,他的容积率,它的平均的层数,这样我们就能够看到,这是遵义的城市形态,然后这是北京。相当于每一个地块我们都有若干个指标。

  但是在GeoHey的平台上我们可以放大,缩小查询每一个地块。同时还有一个好处,现在最新的,是我认为非常方便的一个新功能是什么呢?我们可以有图层的选择,一个指标的选择可能有5个,可能有10个,如果没有图层的选择,他相互之间都盖着了,我可以选择打开容积率的图层,也可以打开平均层数的图层。然后我们可以放大缩小,关注你所感兴趣的地块,这是北京的效果,这是前面的效果,全国我们有北京,天津,60多个城市。

  总体上我们用GeoHey的数据做了一些可视化,一些成果的表达。时间有限,我只是介绍我们的几个案例,诸位感兴趣可以访问我们的门户。

  在教学上,从我个人,从研究的层面上,我们觉得用起来还不错之后,我们在教学上也让我们的同学做了一个尝试,比如说在课上和同学们来讲GeoHey大概怎么操作,他们发现这个比xAd简单多了,地产商都可以操作,我们负责商务的合伙人都可以在上面操作。总体来说这是非常容易的,这是我课上的图,告诉同学们怎么样做数据上传,数据表达,工程设置,数据分享,我们50多个同学,14组,每一组差不多都用到GeoHey来做他们研究成果的可视化的表达。

  比如说,这个就是我们BCL的GeoHey的门户,我们在上面。当然,最后如果让我个人做一个总结的话,从几个方面,刚才我说了我们做什么?对于我们来说我们认为GeoHey这样一个产品,对于很多学生和初学者来说是轻量级别的ArcGIS,这是一组没有任何ArcGIS背景的学生来做的,他们来做北京城市系统,绘制出每一个街道声音有多少分贝,他们拿着这个设备走到旧城的很多街道来做,把数据上图,上传数据,数据上图,图层渲染,我们同学发到朋友圈里面很多同学给他点赞,类似于他研究成果的推广或者说是一个传播。

  我个人认为还是提到了一个轻量级别的ArcGIS,对于没有用过ArcGIS的人,我们可以相对比较容易的用GeoHey来做一些工作。当然另外一个我使用的经验来看,从学术研究的角度,我们认为现在的一个新功能可以非常好的用于我们做成果的验证。原来我告诉别人我研究整个中国城市系统,同时到每个地块这样的密度或者到每个街道的尺度,整个大屏幕这么大的纸,我们也无法把你的成绘制出来,你可能要出很多张图才能把你的成果非常细致的表达出来,因为我们研究的是整个中国城市系统。

  所以说传统的纸质的媒体无法做到我这种尺度和密度成果的表达。我们发现最新的一个功能可以做到定位,比如说我有的时候出差到广州、到厦门,虽然我不是住在这些城市,但是这些城市都是我研究过的城市。我关心我们司机开的街道绿化怎么样,我会打开极海的平台,打开我们工程的文件,然后用右上角的第三个图标可以定位到你所在的位置,这个时候发现我的研究成果上绿化率60%,相当好的,我看真的不错,相当于自我验证了我的研究成果,因为你可以切身实地的,在我本人的尺度来。这个地图是我们研究什么地方是这个城市活动的中心,常州有两个中心。我想放大到,定位到每一个人所在的位置这样一个功能,对于我们来验证,来感受我们的研究发现还是非常好的一个环节。当然我们还有另外的一个认识,比如说城市增长、城市再开发,我们做了很多,也是六百多人,这个图展示的是一部分。比如说每个地块要在过去5年,要得到城市扩张。这个时候可能有的开发商会关注,有的老百姓也会关注,我们把我们的预测的结果放在网站上面,这是基于极海平台我们来做的,这样很多市民,很多规划师很多开发商都可以看到我们的成果,他可以有他自己的判断。 我们用在线地图可以验证我们的成果,原来我们做地图成果的验证都是设计者自己验证,我们通过把这个推向公众,可以让老百姓验证,他看到这个地块在他旁边,从他个人认识这是不是可能下一步会城市开发的。所以不同的决策的人都会有这个。

  当然我们还可以做什么呢?我们还可以做历史地图的系统,我们对北京城做的非常详细的测绘,把过去的乾隆北京,每一个胡同,每一个街坊放在现代的地图上,看到当时是什么样子,现在是什么样子。相当于以后在手机上就可以放大到你所在的位置,比如说你去前门做游览,你放到你的位置,当年的这个历史的地图是呈现的什么样的一个态势?所以你想这也是一个不错的对于我们旅游的感受,对于我们休闲活动的一个。对于我们学术研究也可以有些这个好处。

  还有一个经验是什么呢?原来我们发了一篇论文,我们的很多同行,很多学生,能够读到的只是我们文字和图片图表反映的内容。现在我们已经注意到,有了这种新的平台,我们很多时候发论文都会最后注明,我们所有的成果数据非常微观的,全国各个城市的,都在一个链接上,比如说我会在在我的文章的结尾注明,这个时候很多读者打开这个链接,扫描二维码,放大缩小来判断你的研究中你用的是这样的数据,相互的关系,细致的程度,数据的规模,覆盖城市,还有研究结果,这个是研究中国的鬼城,什么是鬼城,哪些地方是鬼城,鬼城不可能整个城市都是鬼城,只能说是一个城市的一部分,我们的研究可以关注中国所有的城市,最终我们的效果,这是可视化的一个效果。相当于每一个读者都可以来看了我们的论文,看了我们的报道之后,来访问我们的可视化的效果。

  当然这个可视化的效果我们后来通过我们的研究,通过我们个人的经历我们也得到一个判断,你只有对你的研究足够有信心的时候,你才能做这样的工作。如果你对你的数据质量你都担心,你做这个可能把你的整个名声都给毁了,包括当年生物学界的很多,你公开测试的序列,原始的样本。对于我们研究城市的,你把你的原始的数据都放在网上,别人可以质疑你,当然有一些也可以赞扬你,感受一下你所用到的数据的震撼和所研究的成果可感受性,可感知性。

  我们在媒体的报道里面也把这样的链接放到网上,对于我们规划来说我们认为我们规划工作参与,也可以用GeoHey,这是中国各个城市总规,控规,详规等等等等。这样的图纸,原来我们做规划,就是打出一个A0的图放在规划展览馆的展板上,让老百姓来看,以后呢是不是可能有这样的形式,比如说把这样的图,放在北京日报上面,说北京总规要做规划,每个老百姓一扫二维码就可以获得这个链接,然后来进入在线的地图,他来查询,原来我们家旁边这个地块以后要搞成什么,我所在的位置的密度要改善,要提高。所以我想以后的规划工程师,如果真正做到这个,也真正能够做到公众的参与。要不我们正常的只是一个纸,如果采用这种在线可视化,我相信公众参与的程度和广度推广到另外的一个尺度,另外的一个深度。总体上刚才和各位分享的是作为一个用了一年多的用户,也得到极海非常大规模的支持,作为一个免费的用户,你是无法能够享受到这样的便利的。所以我个人也非常感谢极海能够给我们提供这么好的一个机会,这么高级的帐户,让我们把我们这么大规模的,这么细致的,这么广泛的,这么多维度的学术研究工作,放到极海的网站上面,让我们的同行,让我们的学生,当然还有一部分得到很多公众的关注,得到很多网民的关注,这还是非常愉快的经历。

  最后,我个人再次感谢诸位的聆听,因为马上就要吃午饭了,谢谢。

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