大数据时代规划数据管理的分析与思考

大数据时代规划数据管理的分析与思考王时光摘要：大数据，英文名称bigdata，顾名思义就是数据量巨大的数据集合，不能在一定时间内利用传统技术工具对其进行操作、管理和分析。我国大数据刚刚起步，各企事业单位相继建立了各具特色的规划数据管理系统，对规划数据管理者而言，如何对海量数据深度挖掘和高效运用，成为了新一轮热点话题。我们拟通过文献研究、定量分析、交叉研究等方法撰写本文，首先通过现状回顾，阐述了大数据时代的到来对规划数据管理的影响；其次通过需求变异，提出大数据时代对规划数据管理的新要求；再次通过对新技术应用的探讨，为解决大数据时代规划数据管理中的问题打开思路，最后展望大数据时代规划数据管理的发展趋势，为智慧城市服务。关键词：大数据；规划数据管理；智慧城市。1现状回顾最早提出“大数据”时代到来的是全球知名咨询公司麦肯锡，麦肯锡公司在研究报告中称：“数据，已经渗透到当今每一个行业和业务职能领域，成为重要的生产因素。”【1】2014年3月16日，新华社发布中共中央、国务院印发的《国家新型城镇化规划（2014—2020年）》，印发通知中指出，“四化同步，统筹城乡。推动信息化和工业化深度融合、工业化和城镇化良性互动、城镇化和农业现代化相互协调，促进城镇发展与产业支撑、就业转移和人口集聚相统一，促进城乡要素平等交换和公共资源均衡配置，形成以工促农、以城带乡、工农互惠、城乡一体的新型工农、城乡关系。”这些内容将拓宽我国新型城镇化发展道路，并为规划信息化发展指明方向，正如习近平总书记指出的那样“没有信息化、就没有现代化”。1.1我国规划信息化发展现状规划信息化是一个多技术结合、管理复杂、工期长的综合信息工程，涉及大量人力、物力投入，我国规划信息化发展普遍缺乏战略性的规划，面对日益突出的矛盾问题显得办法不足。我国规划信息化发展在过去一直受到IT技术制约，发展缓慢。现如今随着我国IT产业的快速发展，技术紧跟时代潮流革新，规划信息化领域的整体格局也从数字化到信息化转变。IT主流技术的介入让我国规划信息化管理更加科学合理，并向全面化、可持续方向发展。全面化的规划信息化可以提高规划管理水平，减少冗杂工作量，显著改善各环节工作效率。规划信息化的可持续发展，在空间地理信息服务、城市建设动态监测、规划编制与审批决策等方面的影响尤为明显，大到城市规划布局，小到购物出行路线，人们生活越来越离不开现势性的规划信息。在为人们带来便利的同时，不间断的更新工作使得规划数据不仅数量庞大，而且种类繁多，难以用常规技术及时管理和分析，问题主要表现在以下3个方面：1)“信息孤岛”现象目前的信息化建设成果的取得，无论是数据库建设、应用系统建设，还是基础设施的建设，大多是从某一项的具体业务需求出发，是遇到一个问题解决一个问题，往往解决的是局部问题，缺乏整体的考虑，在解决这些问题时候所采用的技术体系不一、标准规范不一、应用接口不一，导致各个部门、各个应用系统之间数据交换困难，产生“信息孤岛”现象，更不用说在此基础上进行信息的深入挖掘与应用。2)多系统“不协同”的作业现象由于早期的系统多是仅仅解决某一局部问题而建立的，而这些问题之间在业务上是项目关联的，导致规划业务人员为完成一项审批业务，需要登录多个应用系统，以手工的方式在不同的系统间来回切换，即出现了一个业务需要多系统“不协作”的作业来完成的现象。3)信息系统制约了规划业务的调整与改善这在一些信息化开展较早的城市，信息化不但没有成为推动业务流程演进和优化的工具，反而因为流程改变必须获得信息系统的支持，而信息系统的技术路线庞杂、标准多样、开发商不能提供及时服务等因素，导致信息系统的应变迟缓，反而制约业务流程和规章制度的适时改善1.2国内外规划数据管理情况在全国“智慧城市”发展的驱动下，各地相继开发出诸多功能各异，平台多样化的规划数据管理平台，有针对多规合一的“一张图”平台，也有针对电子报批的“电子政务”平台，还有针对综合数据管理分析的“专题应用”平台等等，其核心内容是建立统一的数据和管理平台。但随着“大数据”时代的到来，规划管理要求也在不断提升，各地区规划局对规划数据的内容和范围有了更高更具体的要求，需要从内容上全面整合各类规划专题数据，空间上统筹各区、县（县级市）范围信息，形成纵贯地上、地面、地下，横穿过去、现在、未来的规划信息综合展示平台将地图作为入口实现所有规划信息的业务关联，以更加简单，方便的方式有效展示规划信息，增强对大规模数据的分析挖掘能力，让数据库内的数据不再“沉睡”。以“常州市规划局一张图展示系统（2013）”【2】为例，常州市规划局规划信息化已有多年经验和成果积累，其中各类规划成果资源的数据量已经达到一定规模，但数据应用率低，服务性差。此次一张图展示系统以地图作为所有规划信息的统一入口，按照业务关联组织逻辑模型，使系统作为串联所有规划业务的终端窗口，使不同人员可以快捷获取所需的信息参考。其特色是通过规划专题资源目录梳理，完成对专题数据的整合，建成内容涵盖地上（三维数据）、地面（用地、道路）、地下（综合管线），时间上纵贯过去（历史影像）、现在（业务审批）、未来（规划用地）的全维度数据支撑，并进一步针对各类专题数据的特性，采用专题叠加，分屏和时间轴等方式进行推送展示，为“智慧常州”服务。大数据技术引入国内已有几年时间了，多数处在数据管理分析的初级阶段，但在大多数发达国家和部分发展中国家与地区，企业结合城市规划与城市地理信息系统建立的城市规划与管理的数字化工程，可以更加便利的开展实际业务，在数据的结合与分析应用方面相比国内更为成熟，可以实际工作中发挥显著效益。据不完全统计，应用地理信息系统的城市和地区的比例由1992年的40%迅速上升到2011年的90%以上，为企业的大数据应用提供了数据基础。以美国旧金山DPR建筑公司【3】为例，DRP建筑公司是加州旧金山分校医学中心价值15亿美元的建筑合同的总包商。这也是首个完全基于大数据模型建设的医学中心建筑。DPR使用了Autodesk公司的三维技术，设计师们能整合空气流动、建筑朝向、楼板空间、环境适应性、建筑性能等多种数据，形成一个虚拟模型，各种数据和信息可以在这个模型中实时互动。通过这种方式，建筑师、设计师以及旗工队伍能够以可视化方式掌握遍布整个运作环境下的数亿个数据标记。1.3规划数据管理的一些共性问题大数据时代是一个信息化的时代，规划数据的获取和应用已经摆脱时间和空间的限制，使用者通过互联网客户端上传下载规划数据，管理者通过服务端管理、整合和分析规划数据。二者是结合又矛盾的关系，管理者既要在规则允许下最大限度的为使用者服务，尽量满足需求的同时，又要限制使用者的权限，经过梳理后我们发现，当前规划数据管理的共性问题主要有以下3点：1)重数据轻系统目前许多规划局通过多年信息化发展，积累了丰富的信息系统资源，除数据资源外，还包括应用软件、硬件和网络设施等。大数据时代，数据资源是呈几何级数增长，“小马拉大车”的情况时有发生。2)资源重复建设严重大数据时代的资源建设是在不断磨合中进行的，特别是应用系统配套的基础设施和数据资源，经常随着应用系统建设而重复购置，一般的，越底层的信息资源，发生重复建设的可能性越大。3)内外部协调性差大数据时代数据寿命被不断降低，各规划局组织优化和业务调整较频繁，但是支撑已有系统的基础平台只是一个工作流建模平台，内外部协调沟通能力差，很多系统的应用之间存在交叉和重复，系统速度不断降低，造成了大量的投资浪费。2需求变异《纽约时报》2012年2月的一篇专栏中所称，“大数据”时代已经降临，在商业、经济及其他领域中，决策将日益基于数据和分析而作出，而并非基于经验和直觉。规划业务的全面电子化和充分信息化，带来了规划数据资源的加速生产和持续堆积，在全面渗透到各业务条线的同时，数据规模也呈现出爆炸性增长趋势，规划数据管理正迈入“大数据”时代！2.1规划理念变更大数据时代规划理念正在从场所空间向流动空间（移动空间）转变。传统规划主要表现为孤立建筑的唯美性，辅以可视化形式区域展示成果。现在规划的主旨是不把空间作为一种消极静止地存在，而是把它看做一种生动的力量。在空间设计中，避免孤立静止地体量组合，而追求连续的运动空间。空间在水平和垂直方向都采用象征性地分隔，而保持最大限度的交融和连续，实现通透、交通无阻隔性或极小阻隔性。为了增强流动感，往往借助流畅的、极富动态的、有方向引导性的线型。规划理念的变更需要我们不仅在规划设计时分析巨量的规划数据，最大限度融入周边环境。2.2规划数据来源大数据时代规划数据来源正在从单一化向多元化方向发展。随着谷歌、百度等一系列互联网地图的开放与共享，越来越多的人使用苹果、三星等带有地理信息标记功能的智能手机，规划数据的获取更加方便快捷。我们认为经过上述方式获取的规划数据通过图形规整、指标核算、数据入库、行政审批等步骤，同样可以保证法定规划数据的质量。随着城乡一体化的发展，越来越多的乡镇规划数据与城市规划数据融合，政策性纳入城乡规划管理范畴，进一步完善了规划数据管理内容。多元化的获取方式让越来越多的人真正参与到规划中，规划数据不再神秘，更加“接地气”。2.3规划成果展示大数据时代的规划成果展示不再局限于看，我们认为要更具操作性。一些经典案例证实了将可视化地图作为所有规划信息的统一入口是可行的，也是最方便快捷的方式之一，可以按照业务关联组织数据逻辑模型，使系统作为串联所有规划业务的终端窗口，傻瓜式操作使不同知识层面的人员可以快捷获取所需的信息参考。规划成果在规划服务中介机构、数据管理部门、行政审批部门的应用已十分广泛，相关研究也层出不穷。（如图1所示）当下移动终端大屏触摸浏览方式的流行，更是将规划成果展示向移动平台方向发展，出色的硬件设备可以极大增强规划成果的展示效果，适应不同人群的需要。3新技术的应用我们要想实现规划数据的高效利用，就必须采用新的方法来捕捉、存储、分析规划数据。传统的AUTOCAD平台+WINDOWS文件夹存储方式已然淘汰，协同管理平台（OA系统）、地理信息平台（GIS系统）、电子报批平台（SOA系统）正在流行，其在规划数据管理工作中被广泛应用。大数据时代的快速到来，使这些刚刚流行起来的工具和基础设施也不能高效处理如今快速生成的更大型、更多样的规划数据集。一些新技术的出现，让大数据分析变得可能，同时更加经济高效。这些新技术充分利用了分布式计算资源网络的优势，重新定义管理和分析规划数据的方式，为规划数据管理服务。3.1面向大规模可扩展系统的无共享架构无共享架构可以满足大数据的庞大容量、多样性和生成速度的要求，它可以将规划数据管理工作分散在数十、数百、甚至数万台服务器上，以并行方式独立处理数据。目前例如淘宝、亚马逊等在线服务提供商均使用这项技术，相对成熟，每个节点都是独立的并且无状态，因此该架构可以轻松施展，只要添加节点即可，从而使得系统能够处理不断增长的负载。利用无共享架构的这一特性，可以极大缓解规划数据管理系统压力，在高速同步规划数据的同时，可以面向大规模可拓展系统开展规划数据服务。我们以城乡统筹发展为例，一部分数据部署在市局，一部分数据部署在区县，如果可以在市局部署节点，在区县部署服务，可以在规划数据管理的过程中，最大程度上减小地域的影响因素，管理者通过对节点数量的控制，既能达到对规划数据的权限管理（节点数为0），又能保证使用者可以流畅调用分析数量巨大的规划数据。随着无共享架构技术的发展，建立全省乃至全国统一的规划数据管理平台将成为可能。3.2Hadoop技术Hadoop技术诞生了很多年，但随着大数据的热潮迅速进入人们的视野。Hadoop原本仅仅是一个基于分布式计算环境的开源软件库，由于其符合大数据计算环境的分布式要求，犹如当年的LINUX开源软件系统一样，成为了研究和设计大数据解决方案的主流平台。大数据应用平台Hadoop是一套系统平台，主要采用Hadoop分布式文件系统（HDFS）实现高速可靠的数据存储，并通过MapReduce技术实现高性能数据处理。Hadoop的优势主要体现在以下4个方面：1)以原生格式存储任意数据