面向城市社区规划的参与式感知与计算——概念模型与技术框架
发布时间：2021-01-10 09:38
科学准确地感知社区居民参与现状、诊断存在问题,及时广泛地了解社区居民需求与诉求,对于提升新形势下社区居民参与城市社区规划的能力与水平意义重大。借助网络和移动设备等技术手段,采取以人为主体的参与式感知方式获取数据,可实时感知和分析居民的情感、行为和所处的环境,进而提高社区居民参与的广泛性和时效性。国内外该领域的研究刚刚起步,对面向城市社区规划的参与式感知与计算尚缺乏系统深入的机理探索和方法研究。本文针对中国城市社区规划的实际需求,构建了面向城市社区规划的参与式感知与计算概念模型,提出实现参与式感知与计算的技术框架,并探讨其中涉及的具体技术研究内容。本研究将深化面向城市社区的参与式感知与计算的相关理论与方法研究,为城市社区规划的公众参与和科学评估提供新思路、新方法。
【文章来源】：地理研究. 2020,39(07)北大核心CSSCI
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
面向城市社区规划的参与式感知与计算概念模型
参与式感知是通过各类硬件设备和软件应用采集用户行为、活动、感受等多维度的数据。目前，根据感知的途径不同，可将感知数据的收集方法分为：利用摄像头、环境监测设备、可穿戴设备等传感设备采集人和环境的信息；利用基于手机等通讯设备收集手机信令、基于位置服务的手机应用等数据；利用社交媒体、网络论坛、参与式平台等基于互联网的媒介收集用户主动或被动提供的数据。随着互联网、智能移动设备、可穿戴设备等的普及，数据采集的手段日趋多样，需构建完善的方法体系，指导感知数据的合理采集。首先，应结合社区规划的需要，构建系统性的方法框架。与城市研究不同，由于社区的空间尺度相对较小，更加需要高精度的时空行为数据。因此，除了常用于城市感知的手机信令、互联网大数据等，基于GPS的精确活动日志数据应是面向城市社区规划的参与式感知的核心感知方法。从感知内容上看，应重点获取居民行为活动、主观感受、环境感知、社交关系等方面的内容，以支撑社区规划相关的分析决策。其次，利用智能移动设备或可穿戴设备的感知数据采集需要居民的主动参与，如何设计感知任务，如收集感知数据的类型、时间、地点、收集者等都将影响感知数据收集的效率和结果。因此，需从感知数据采集的目的和过程出发，构建面向城市社区规划的参与式感知手段从网络媒介获取用户的主观感受、意见等信息。为及时获取和利用这些信息，需构建实时采集、处理被动式感知数据的技术方法框架。3.2 面向城市社区规划的感知计算方法
对感知数据进行处理，从中抽取出可支撑规划分析的有效信息，是实现面向城市社区规划的参与式感知与计算的基础。对于城市大数据、新数据的研究目前虽已取得了很大进展，但对于感知数据的处理仍至少面临两方面的关键技术问题。第一，已有研究大多限于单一来源的感知数据。而单一维度的信息往往只能反应居民行为、感受等某一方面的特征，例如，利用手机信令等记录的居民活动数据只体现了居民活动的位置和轨迹，缺乏活动类型、居民感受等语义信息[28]。对多源异构数据的融合仍是目前研究的一项难点，缺乏规范化的、可整合多源数据的模型和计算方法[29,30]。虽有学者提出了利用计算机本体建模方法的解决思路，但仍需结合城市规划的具体需求和领域知识，构建完备的方法模型[30,31]。第二，文本、图片等非结构化或半结构化的数据中包含丰富的与居民行为、感受等相关的信息，为理解居民共同诉求提供了基础，是感知数据的重要组成部分。但需对其进行语义分析、地址匹配、空间化等处理，形成量化的空间信息，进而用于城市社区规划的相关分析。目前计算机领域虽已形成了基于机器学习、深度学习、自然语言处理等分析方法，但对于情感和认知、社交关系等主观信息的地理空间表达方法仍有待进一步研究，需要结合相关心理学、社会学等理论，建立适合的空间表达模型[32,33]。因此，应发展支持多源数据融合、对非结构化数据进行解析的方法和技术。图3结合计算机领域的技术和方法，提出了面向城市社区规划的感知数据融合和信息抽取的方法思路。首先，建立基于共享的领域知识、解决异构数据语义信息不匹配问题的知识表达概念模型是解决多源数据融合的一种可行路径[31]。知识表达概念模型是明确定义了与分析内容相关的概念、实例及关系的层次化模型，其建立需经过确定模型的用途，界定模型描述的范围、术语收集、术语分类、概念定义、模型构建、测试和应用等步骤。知识表达概念模型的建立应从社区空间和设施的功能及评估内容入手，理清评价要素、构建社区分析评估的指标体系。例如，从空间和设施的功能来看，其具有承载居民休闲活动、健身活动、社交活动等功能；从空间的评价内容看，包括对其物质环境的评价，如空间质量、环境污染等，也包括居民主观认知的评价，如视野开阔程度、安静、拥挤等感受。然后，从活动和行为、情感和认知、环境信息和社会关系四个方面，厘清感知的内容和属性。例如，对活动和行为的感知包括活动的类型、时间、时长、范围等；情感和认知感知包括不同的情绪、对现状问题的描述等；环境信息的感知包括噪音、绿化程度、空气状况、空间开放程度等；社交关系感知包括人在空间的互动行为、互动关系等。最后，厘清感知要素和评价指标间的语义联系（例如，活动的数量和类型可反应的公共空间的活动功能，对环境信息的感知可反应公共空间的环境噪音、空间质量等）。在此基础上，明确知识表达概念模型的内容（如感知要素、评价指标、语义关系等），进而利用本体建模等工具，实现知识表达概念模型的构建、管理和维护。在知识表达概念模型构建的初期，需要发挥专家的主体作用，按照上述步骤，对城市社区规划的知识概念模型进行定义。但随着知识的不断扩充，应逐步地走向半自动或自动化，研究从领域文献、规划文本中实现知识的自动化关联方法，实现知识表达模型的自动化生成和更新。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of Community Community Communication Technology（ICT） Usage on Community Satisfaction: Case Study in Nanjing, China[J]. ZHEN Feng,QIN Xiao,JIANG Yupei,CHEN Hui. Chinese Geographical Science. 2019(05)
[2]城市社区生活圈划定模型——以北京市清河街道为例[J]. 柴彦威,李春江,夏万渠,王珏,张雪,孙道胜. 城市发展研究. 2019(09)
[3]城市生活圈规划:从研究到实践[J]. 柴彦威,李春江. 城市规划. 2019(05)
[4]行为量化分析视角下的公共服务设施有效使用评估研究[J]. 李颖,颜婷,曾艺元,刘洁贞,周永杰. 规划师. 2019(02)
[5]改革开放40年社区规划的兴起和发展[J]. 杨贵庆,房佳琳,何江夏. 城市规划学刊. 2018 (06)
[6]智慧社会下的城市地理学研究——基于居民活动的视角[J]. 王波,卢佩莹,甄峰. 地理研究. 2018(10)
[7]“厚数据+大数据” 激活老旧社区公共生活——以北京鸭子桥社区为例[J]. 张希煜,茅明睿,邢晓旭,高硕,张鹏英,姜冬睿. 北京规划建设. 2018(05)
[8]城市大数据在规划设计中的应用范式:从数据分维到CIM平台[J]. 杨俊宴. 北京规划建设. 2017(06)
[9]面向问题和需求的上海社区规划编制方法和实施机制探索[J]. 过甦茜. 上海城市规划. 2017(02)
[10]“群体智慧”引入历史地段规划的进展[J]. 王英姿,顾朝林. 城市规划学刊. 2016(04)
本文编号：2968490
【文章来源】：地理研究. 2020,39(07)北大核心CSSCI
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
面向城市社区规划的参与式感知与计算概念模型
参与式感知是通过各类硬件设备和软件应用采集用户行为、活动、感受等多维度的数据。目前，根据感知的途径不同，可将感知数据的收集方法分为：利用摄像头、环境监测设备、可穿戴设备等传感设备采集人和环境的信息；利用基于手机等通讯设备收集手机信令、基于位置服务的手机应用等数据；利用社交媒体、网络论坛、参与式平台等基于互联网的媒介收集用户主动或被动提供的数据。随着互联网、智能移动设备、可穿戴设备等的普及，数据采集的手段日趋多样，需构建完善的方法体系，指导感知数据的合理采集。首先，应结合社区规划的需要，构建系统性的方法框架。与城市研究不同，由于社区的空间尺度相对较小，更加需要高精度的时空行为数据。因此，除了常用于城市感知的手机信令、互联网大数据等，基于GPS的精确活动日志数据应是面向城市社区规划的参与式感知的核心感知方法。从感知内容上看，应重点获取居民行为活动、主观感受、环境感知、社交关系等方面的内容，以支撑社区规划相关的分析决策。其次，利用智能移动设备或可穿戴设备的感知数据采集需要居民的主动参与，如何设计感知任务，如收集感知数据的类型、时间、地点、收集者等都将影响感知数据收集的效率和结果。因此，需从感知数据采集的目的和过程出发，构建面向城市社区规划的参与式感知手段从网络媒介获取用户的主观感受、意见等信息。为及时获取和利用这些信息，需构建实时采集、处理被动式感知数据的技术方法框架。3.2 面向城市社区规划的感知计算方法
对感知数据进行处理，从中抽取出可支撑规划分析的有效信息，是实现面向城市社区规划的参与式感知与计算的基础。对于城市大数据、新数据的研究目前虽已取得了很大进展，但对于感知数据的处理仍至少面临两方面的关键技术问题。第一，已有研究大多限于单一来源的感知数据。而单一维度的信息往往只能反应居民行为、感受等某一方面的特征，例如，利用手机信令等记录的居民活动数据只体现了居民活动的位置和轨迹，缺乏活动类型、居民感受等语义信息[28]。对多源异构数据的融合仍是目前研究的一项难点，缺乏规范化的、可整合多源数据的模型和计算方法[29,30]。虽有学者提出了利用计算机本体建模方法的解决思路，但仍需结合城市规划的具体需求和领域知识，构建完备的方法模型[30,31]。第二，文本、图片等非结构化或半结构化的数据中包含丰富的与居民行为、感受等相关的信息，为理解居民共同诉求提供了基础，是感知数据的重要组成部分。但需对其进行语义分析、地址匹配、空间化等处理，形成量化的空间信息，进而用于城市社区规划的相关分析。目前计算机领域虽已形成了基于机器学习、深度学习、自然语言处理等分析方法，但对于情感和认知、社交关系等主观信息的地理空间表达方法仍有待进一步研究，需要结合相关心理学、社会学等理论，建立适合的空间表达模型[32,33]。因此，应发展支持多源数据融合、对非结构化数据进行解析的方法和技术。图3结合计算机领域的技术和方法，提出了面向城市社区规划的感知数据融合和信息抽取的方法思路。首先，建立基于共享的领域知识、解决异构数据语义信息不匹配问题的知识表达概念模型是解决多源数据融合的一种可行路径[31]。知识表达概念模型是明确定义了与分析内容相关的概念、实例及关系的层次化模型，其建立需经过确定模型的用途，界定模型描述的范围、术语收集、术语分类、概念定义、模型构建、测试和应用等步骤。知识表达概念模型的建立应从社区空间和设施的功能及评估内容入手，理清评价要素、构建社区分析评估的指标体系。例如，从空间和设施的功能来看，其具有承载居民休闲活动、健身活动、社交活动等功能；从空间的评价内容看，包括对其物质环境的评价，如空间质量、环境污染等，也包括居民主观认知的评价，如视野开阔程度、安静、拥挤等感受。然后，从活动和行为、情感和认知、环境信息和社会关系四个方面，厘清感知的内容和属性。例如，对活动和行为的感知包括活动的类型、时间、时长、范围等；情感和认知感知包括不同的情绪、对现状问题的描述等；环境信息的感知包括噪音、绿化程度、空气状况、空间开放程度等；社交关系感知包括人在空间的互动行为、互动关系等。最后，厘清感知要素和评价指标间的语义联系（例如，活动的数量和类型可反应的公共空间的活动功能，对环境信息的感知可反应公共空间的环境噪音、空间质量等）。在此基础上，明确知识表达概念模型的内容（如感知要素、评价指标、语义关系等），进而利用本体建模等工具，实现知识表达概念模型的构建、管理和维护。在知识表达概念模型构建的初期，需要发挥专家的主体作用，按照上述步骤，对城市社区规划的知识概念模型进行定义。但随着知识的不断扩充，应逐步地走向半自动或自动化，研究从领域文献、规划文本中实现知识的自动化关联方法，实现知识表达模型的自动化生成和更新。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of Community Community Communication Technology（ICT） Usage on Community Satisfaction: Case Study in Nanjing, China[J]. ZHEN Feng,QIN Xiao,JIANG Yupei,CHEN Hui. Chinese Geographical Science. 2019(05)
[2]城市社区生活圈划定模型——以北京市清河街道为例[J]. 柴彦威,李春江,夏万渠,王珏,张雪,孙道胜. 城市发展研究. 2019(09)
[3]城市生活圈规划:从研究到实践[J]. 柴彦威,李春江. 城市规划. 2019(05)
[4]行为量化分析视角下的公共服务设施有效使用评估研究[J]. 李颖,颜婷,曾艺元,刘洁贞,周永杰. 规划师. 2019(02)
[5]改革开放40年社区规划的兴起和发展[J]. 杨贵庆,房佳琳,何江夏. 城市规划学刊. 2018 (06)
[6]智慧社会下的城市地理学研究——基于居民活动的视角[J]. 王波,卢佩莹,甄峰. 地理研究. 2018(10)
[7]“厚数据+大数据” 激活老旧社区公共生活——以北京鸭子桥社区为例[J]. 张希煜,茅明睿,邢晓旭,高硕,张鹏英,姜冬睿. 北京规划建设. 2018(05)
[8]城市大数据在规划设计中的应用范式:从数据分维到CIM平台[J]. 杨俊宴. 北京规划建设. 2017(06)
[9]面向问题和需求的上海社区规划编制方法和实施机制探索[J]. 过甦茜. 上海城市规划. 2017(02)
[10]“群体智慧”引入历史地段规划的进展[J]. 王英姿,顾朝林. 城市规划学刊. 2016(04)
本文编号：2968490
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