基于多源大数据的城市街道数字画像研究与验证 ——以南京中心城区为例

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自改革开放以来,我国城镇化快速迈入高速发展阶段,城市空间规模在短时间内呈现出爆炸式增长的态势。但受功能主义规划和粗放式管理等因素的影响,长期以来我国城市空间的风貌品质建设却未能跟上城市扩张发展的步伐,进而引发了城市空间风貌趋同、公共空间特色缺失等一系列城市形象问题,即“千城一面”问题。而当前,我国的城镇化进程已逐步由增量式粗放发展转向了存量式品质发展阶段,在城市空间品质化与精细化管理需求下,如何提升城市公共空间形象、凝练城市空间特色成为城市发展的重要议题。而街道作为公共空间的重要组成,表征着城市的人文历史、政治经济等诸多内涵,是城市市民观察城市形象与特色的重要途径与窗口。换言之,人眼视角下的街道空间特征研究可成为认识城市形象、破解“千城一面”难题的重要切入点。因此,本文基于“人城互动”的视角,以人性化需求为价值导向,以南京中心城区为实例,展开了对街道空间内在属性与外在风貌特征的全面评价与精细分类研究。同时,本文通过对用户画像、数字画像理论的归纳与推演,提出采用街段数字画像与街道数字画像的形式来展开对街道的标准化、全面化测度与精细化分类。通过对街道空间特征的大规模测度与分类研究,可以识别特定城市或不同城市之间街道空间风貌的差异性或趋同性,进而可帮助挖掘城市中独特的空间形象要素或空间类型,为提升城市形象与特色提供参考。与此同时,随着城市多源大数据的规划应用和机器学习技术的逐步完善,数字化、智能化的空间分析方法逐渐在城市空间研究中得到广泛运用。在新的技术背景下,本文也采用Mobile Nets网络和Res Net残差网络框架来识别街道街景图像中隐含的内在属性信息和外在风貌特征信息。在此基础上,本文通过SPSS统计分析平台和Arcgis空间分析平台对城市多源大数据信息进行汇总计算与可视化表达,以获取街道数字画像构成标签的测度结果,进而通过标签罗列和标签分类组合的方式分别生成了南京8750条街段和6845条街道的数字画像,并分别表达了南京街道空间特征的数值信息和类别信息。在完成数字画像分析的基础上,本文将进一步遴选出5种具有典型风貌特征的街道数字画像类型并展开深入画像解析,并从中选择五条示例街道进行实地验证调查,通过实地调查结果与街道数字画像分析成果的横向对比,对研究误差因素及其误差机制进行汇总与讨论,最终反思了街道数字画像刻画模型的不足与可优化之处。本文总共包含六个章节,其章节内容具体如下:第一章为绪论,该章节主要表明了本文的研究背景与研究目的,并梳理了本文的主要技术方法与研究思路。第二章为理论部分,该章节首先对理论发展背景与发展脉络进行了梳理,包括解释街道的相关概念和街道研究的历史发展背景,并着重梳理了从街道数字化研究到街道数字画像研究的理论发展过程,同时也对街道数字化分析的实地验证研究进行了反思讨论。其次,基于上述理论发展梳理,本文明确了街道数字画像的定义、生成逻辑以及街段数字画像与街道数字画像的两幅画像内涵,并着重讨论了街道数字画像理论的研究尺度与范围、标签体系等相关内容。第三章为方法模型部分,根据上述画像理论,本文选取了南京中心城区作为研究案例,并构建了一套完整的街道数字画像刻画模型,明确了画像所需的数据类型和技术方法。同时,该章节选择了其中最重要的两大刻画模块进行展开讨论,分别包括用以生成街段数字画像的标签测度模块和用以生成街道数字画像的类型生成模块。第四章为初步结果分析部分,即根据标签测度模块的流程测度了南京中心城区所有街段的标签数值,并讨论了不同标签的数值特征和空间分布特征,最终基于这些标签结果生成了街段数字画像。第五章为结果深入分析部分,即根据类型生成模块的流程,在街段数字画像的基础上进一步通过标签分类组合生成了街道数字画像类型,并通过识别同类街段链的方式生成了南京中心城区的街道数字画像,分析了其数值特征与空间分布特征。最后,该章节选取了具有典型风貌特征的五种街道数字画像类型进行深度解析,并遴选出五条街道以展开实地验证调查。第六章为总结与展望部分,根据研究成果总结了本文的主要结论和研究创新点,并反思了本文研究的不足,为后续优化研究提供了参考方向。
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