2016年11月11日,第三届中国智慧城市(国际)创新大会在沈阳召开。会上,中国城市和小城镇改革发展中心规划院主办了“基于智慧城市的多规合一与大数据应用论坛”,邀请到中科院院士、四部委专家、城市管理者和业内知名学者等十位嘉宾,共商交流多规合一工作经验,探索空间规划改革路径,推进大数据在规划领域的创新应用。中国城市和小城镇改革发展中心副主任、规划院院长沈迟到场致辞并进行了总结发言。
詹庆明,武汉大学教授、武汉大学数字城市研究中心主任
GIS、RS和气象大数据的城市风道规划研究
在座的各位专家、领导、同行,大家好!感谢主办方的邀请,今天有机会同大家交流和分享一下我们前期做的工作。我们的工作一方面是希望能更智慧的解决城市发展与智能的关系,目前还没做到;另一方面是如何利用大数据帮助我们理解自然规律,如何使城市更聪明、更低碳的跟大自然融合。
我想讲五个方面的内容,第一是城市风道规划,这是个比较新类型的规划,我们直接参与了福州和漳州的城市风道专项规划。第二想介绍通风资源怎么理解和认知,如何跟气象大数据结合。第三是热岛效应与遥感大数据。第四是找到这个城市建成区里的通风潜力,这也要用到大量的GIS数据,对大数据有个整体的思考和理解。
一、城市风道规划简介
通过管控的方式把通风廊道留出来,如何找到合适的廊道不是拍脑袋决定的,而是需要大量数据支撑的。南方和北方的通风系统差异很大,刮的风向会有调整,早上和下午都会有区别。还有海陆风,特别是沿海城市,白天刮海风,晚上刮陆风。另外还有热压差,冷空气往下降,热空气往上升,这些都是大自然的规律,是我们颠覆不了的,我们要学会了解它、掌控它、适应它。
这是福州的风道规划编制流程,首先是资料的搜集,气象资料包含几十年的资料,每天有8个小时,我们做了两部分,一个是对福州地理环境的分析,二是研究风向的规律是什么。对城市道路的通风性能进行评价,哪些道路是顺风的,哪些道路是不顺风的,下一步疏导应该怎样去调整,我们用技术方法对风资源进行分析,如GIS的评价。另外在微观层面有空气动力学,空间模拟对局部区域进行指导,用通风廊道图指导规划。
前面讲的几类专项分析,从宏观到微观,查找一级风道、二级风道和三级风道如何来控制通风口,如何来控制风道上的宽度,包括如何来化解一些指标冲突的问题,要拿出比较科学的解决办法。
二、通风资源与气象大数据
第二个讲讲通风资源与气象大数据。这个是武汉市的气候分析,真实的气温是蓝颜色的,夏季远远高于舒适的温度需要空调,这时如果能利用通风使温度得到控制,开空调的时间就可以减少,这是一个定性的分析。
在分析具体数据的时候,不仅分析过这个图,还用了很多气象专业的分析方法,用空气动力学的气象模型。我们分析福州的地形如何影响到气流,如何影响到城市,只有根本的方向规律找准了规划才有重要的依据。白天和晚上的流向是有不同的,我们要关注的是1.5m高的通风情况及比较大的地面通风角度。大数据给我们带来更精准的分析、更科学的决策,从这张图上可以看出来。
右边是春夏秋冬的风玫瑰,其主导方向是不一样的,要解决夏天的问题就要看夏天的风玫瑰,武汉有东南风、西南风及旋转的风向,从早上到夜间24小时的风玫瑰的风向都会不一致,我们要把时空规律搞准。
这是武汉市的风玫瑰,左边的风玫瑰是我1985年做毕业设计时用的,现在的风玫瑰就发生了变化。武汉市内不同地方的风玫瑰也是不一样的,武汉有8500平方公里的面积,规划行业还是要依靠数据来提高认识而实现精细化。
三、热岛效应与遥感大数据
第三个是热岛效应,到底哪里热,如何解决,与遥感大数据结合可以知道到底温度变化了没,导致热岛效应的原因是城市建成区扩大造成的。
这个是1989年和2014年的变化,福州已经是全国高温时间最长的城市了,福州政府也很重视这个事情,直接提出要做专项规划。
武汉市也做了很多,只有6年时间变化就比较明显,拿这个图给规划局看,告诉他们开发密度太大,他们说没事,最后有事了,有的说刚性不足,有的说底气不足,通过数据说话以后规划就会好做一些。
四、通风潜力分析与GIS大数据
这些问题都已经造成了,要怎么解决,刚才讲到气流的大气模型,讲它的粗糙度,因为建筑的朝向跟风向是不一样的,根据福州的风向分析出来,用三维的方式表达通风廊道,福州周围还有山谷风,山谷风跟城市是怎么互动的。
另外知道主导风向后,有哪些道路受到了影响,道路更宽一点儿可以吗,这是评价模型,这是福州现状道路评价。
这是福州已经编制的道路,这是武汉市的粗糙密度分析,左边这张图是我们找的一些宏观的大的风道,右边是更微观的细微的风道,这样定一级二级风道时有更多的依据,至少在编制规划和管理时多一些考虑因素,特别是南方热的地区,将来有可能雾霾多,我们这方面的数据还不太够,武汉市虽然在做雾霾数据但还有点儿不太成熟,这次介绍通风为主。
五、规划大数据
第五个结合实践感悟及做这个项目的认知来回答大家比较关心的几个问题,到底规划大数据是什么呢?
个人认为规划大数据是更广义的数据,不一定是大,不一定是每分每秒的数据,手机、交通、视频这些数据也好,在某些方面特别好用,规划大数据不仅仅局限于这个大本身,更要强调的是数据种类很多,城市有很多宏观和微观的方法,大到市区,小到一个街道和房子,就算遥感的话,以前的遥感是10年、20年的一个间隔,现在是几天几个小时就可以拿到,武汉市现在几个小时就可以接到气象数据,这些数据怎样去共享,怎么去发挥它的作用,我觉得也是需要各个部门来配合的。
另外这个大数据的大还体现在土地利用的、人口的、空间分布与密度、日常生活圈的,这些大数据都应该考虑在内。
第二是什么是我们规划的主要数据和次要数据?反过来说我们的人口、交通,相对稳定的数据是主要数据。另外需要注意的是,数据的变化性可能很强,如果用这些数据来做中长期规划也许会有局部偏差,所以怎样去控制。
第三是如何更新?根据需要来更新,有的是按小时来更新,有的是按年份,有的是按10年,都没关系。其实是跟预算有关,给多少钱能做多少事情,要不然只能做一两年就做不下去了。
另外规划大数据怎么用?我的建议是根据服务对象来做,如构建交通模型那就需要大量的交通大数据模型服务。以及最主要的规划分析和决策服务,要围绕这些问题来组织数据。还有是与相关部门有关,有些是规划做了其实对其他部门也有用的,也可以跟传统规划结合,再有是为市民公众服务。
这些是我的一些粗浅的感悟和认知,在这里和大家交流,有不对的地方希望大家批评指正,谢谢大家。
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文中图片摘自演讲者ppt