基于市政服务数据的细粒度城市住宅空置感知研究

来源 :中国地质大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xpz_peng
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举世瞩目的中国城镇化,或许是历史上最大人居历程,被认为是对全球人类文明与发展具有深远影响的事件。中国经济改革和对外开放以来,土地财政助推土地城镇化,户籍制度阻碍人口城镇化,导致人口城镇化滞后于土地城镇化。这种以土地为中心的不可持续的城镇化模式,直接导致并加剧了中国住宅空置现象。近些年,中国空置住宅规模庞大,呈上升态势,给中国经济、社会和环境带来了一系列重大的负面影响,有悖于以人为核心的新型城镇化,阻碍了中国城镇化健康发展。监测空置住宅时空动态,解析住宅空置驱动机理,对于整治住宅空置问题至关重要。国内外学者已估算了城市空置程度、空置面积或者空置可能性。在此基础上,从空置驱动视角,解释了社会经济、住房特性与市场、物理环境三个层面多种驱动力对住宅空置的影响;从空置类型视角,基于城市发展与空置成因,定性判定城市空置类型。洞察了住宅空置现象,但是仍然存在一些挑战:(1)忽略了城市内部局部区域内住宅空置的特征、局部区域间住宅空置的差异,难以描述细粒度空置住宅的时空动态;(2)忽略了与居民密切相关、在住宅问题中必须加以考虑的设施服务对住宅空置的影响,罕见剖析住宅空置和住宅邻域服务环境的驱动力之间的关系;(3)忽略了城市系统的复杂性和多样性,掩盖了住宅空置的异质性和易变性,尚未充分探究细粒度住宅空置的分异与混合。针对上述挑战,本文引入市政服务数据(具体为市政水耗数据),旨在感知细粒度住宅空置,提出三个独特问题:(1)如何基于市政水耗识别家户尺度住宅空置?(2)如何量化住宅邻域服务环境的驱动力对住宅空置的动态的影响?(3)如何基于市政水耗挖掘家户尺度住宅空置类别,并评估建筑尺度空置多样性?解答这三个问题,将加深对中国城镇化进程中住宅空置问题的理解,试图通过“精准识别问题区域+双维度定制缓解政策”,为城市管理者和规划者提供减缓住宅空置的决策支持,助力实现中央提出的以人为核心的城镇化的可持续发展。相应地,本文开展以下三项研究,主要的研究内容及结论如下:(1)家户尺度住宅空置的时空动态。基于市政水耗数据,本文构建了家户尺度住宅空置识别框架。首先,提出了住宅空置判识方法(RVIM),从而判定了每个住宅任意时刻的占用/空置状态,构建了住宅状态时序。其次,采用时空分布分析方法,描绘了住宅与空置住宅的时空特征。以中国常熟市为研究区,揭示了住宅的“衰退的内城—繁荣的中心城区—近郊区—远郊区”同心环结构、停滞衰退和繁荣扩张的双重特征,以及空置住宅的“核心—边缘”二元结构。结果还表明,通过替代和增生两种形式,城市住宅形态发生了变化,例如,内城的衰退和副中心的崛起。相比评估整个城市的空置程度、面积或者可能性,本文构建的住宅空置识别框架可以描绘城市内部空置住宅的空间扩张和内部转换,为地方决策者指明了住宅问题区域,例如,衰退的内城、空置住宅密集区等。住宅问题区域的精准识别,是因地制宜定制缓解住宅空置政策的基础。(2)家户尺度住宅空置的服务环境驱动机理。本文基于市政水耗数据构建了家户尺度住宅空置的服务环境驱动机理剖析框架。首先,定义了多粒度住宅邻域,并针对每个住宅提取了表征住宅环境中设施服务各种特征的多粒度住宅邻域服务因子(NSFs)。其次,采用随机森林构建了NSFs与住宅空置相关关系模型,评估因子对住宅空置的影响。仍以常熟市为研究区,有效的模型(OOB为0.086,总体MSE和Med AE分别为0.125和0.242,约70%住宅空间绝对误差小于2个月)揭示企业、工业和生活服务(或政府和公共服务)这三种设施服务对于住宅是否空置最重要。结果还表明,设施服务的多样性对住宅空置影响最大;随着设施服务的富集程度接近于1或者其占比/多样性增加,住宅空置长度减小,其中占比和多样性对住宅空置的贡献具有显著的规模依赖性。本文关注住宅邻域服务环境,构建的驱动机理剖析框架可以为地方决策者提供通过优化设施和服务布局来缓解问题区域空置的建议,譬如,(i)在小规模住宅邻域内提高设施服务的多样性;(ii)相较于整个城市,确保住宅邻域内设施服务不过于丰富或贫瘠;(iii)在大规模住宅邻域内部署特定功能区,如科技园区。(3)细粒度住宅空置分异与混合。基于市政水耗数据(具体为住宅状态时序),本文构建了住宅空置家户尺度分异与建筑尺度混合分析框架。该框架由三部分组成:首先,构建源自住宅状态时序的空置住宅语料库,采用Doc2Vec算法将空置住宅语料库转换为向量表达——空置住宅向量,并采用K-means++对其分类。其次,探讨家户尺度的多类空置住宅的空置模式的差异。最后,采用熵指数测度建筑尺度的住宅空置混合,进而剖析建筑尺度的混合住宅空置的空间分布及其随时间的演变。该框架被应用于中国常熟市,确定四类家户尺度的空置住宅:季节性空置住宅、长期空置住宅、新建住宅和偶然空置住宅。第一类空置住宅与旅游业和季节性产业高度相关,而后三类空置住宅则表现出“马太效应”。除了揭示显著且增强的空间聚类、空置混合三种变化模式(即出现、消失、增减),还识别了特定的建筑尺度的空置住宅(比如极端低熵的长期多户建筑)。本文构建的住宅空置分异与混合分析框架,可以在无任何先验知识的情况下,为地方决策者提供应将其有限资源集中于特定类型空置住宅的建议,例如,重视长期空置住宅,对其采取改善其所在邻里的措施(诸如增加设施服务的多样性),从而最大化地方对问题区域空置的干预和投资。
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