4月30日下午,北京市城市规划设计研究院高级工程师、北京城市实验室(BCL)创始人龙瀛博士来访城市与环境学院,并做大数据与智慧城市研究学术讲座之“大模型——全国范围微观尺度城市研究的若干案例”。该讲座由城市与环境学院智慧城市研究与规划中心主任柴彦威教授主持。除北大师生,来自北京清华同衡规划设计研究院、清华大学、北京联合大学、中国电信等单位的多名学者、技术人员亦听取讲座并参与了讨论。
龙瀛博士首先介绍了大模型的概念与内涵。他指出,传统的城市增长模型(urban expansion models)中,研究尺度和模拟单元的精细化程度往往相互矛盾,不能兼顾。而大模型(Mega Models)则通过较高的矢量模拟单元数目、较大的研究范围克服了这一矛盾,此外,大模型具有由大规模数据驱动,建模方法简单、直观等特点,并形成了新的研究范式。在当今大数据、开放数据时代背景下,借助日益提高的计算能力与日臻成熟的自下而上研究方法,响应新型城镇化、以人为本的规划理念,大模型的研究方法对于突破传统模型规划决策支持的困境,全面兼顾不同规模等级城市、精细化分析与模拟、城市形态与网络定量评价等方面有着重要的应用价值。
随后,龙瀛博士结合其团队的近期研究介绍了大模型的实践,其中包括:1)用以划分模拟单元,即地块(Parcel)并对其属性进行定义的基本方法——AICP。该方法利用OSM数据与POI数据,通过形成缓冲区、地块划分、确定用地性质等步骤,得到地块数据;2)用以模拟城市用地扩张的MVP-CA模型。该模型包括三个模块,宏观模块采用2007-2012年间城区变化得到用地扩张速率,并结合国家城市发展战略,为进行不同情景下的增长模拟作铺垫,地块生成模块则以AICP方法为基础,采用测绘数据替代OSM数据进行地块数据的生成,约束性元胞自动机(vector CA)模块则用以模拟未来5年的城市扩张;3)以街道、乡镇为空间统计单元的人口密度演变,该研究统计2000-2010年间人口密度的演变,进而识别我国2000年以来城镇化格局。
除上述较为成熟的研究案例之外,龙瀛博士还介绍了结合人口普查数据的PM2.5暴露评价、城市增长边界评价、全国地块尺度人口的空间化与属性合成、居民生活质量评价、能源和环境影响微观评价、城市群发育质量评价、城市都市区范围识别等尚未发表或正在开展的大模型研究,进一步诠释了大模型的应用方向。
柴彦威教授对讲座进行了概括与评价,他总结到:当前,GIS、信息技术等技术革新促成了新一轮的学科交融,新的学科交叉点需要众多年轻学者的不断创新、探索。龙瀛博士对于大模型的思考已经突破了方法层面,进而走向了对科学范式的发展的思考,是地理学研究范式从描述、解释走向模拟、评估、决策支持的典范,为中国城市模式、中国城市理论的探索做出了贡献,并且也是城市规划的人本化转型过程中的一次尝试。此外,BCL团队以数据、研究结果开放的形式,加强了城市规划与建设中的公众参与环节,其包容开放的精神值得褒扬。
提问环节,龙瀛教授深入浅出,认真详实地回答了POI数据的获取、地块研究尺度的意义、元胞自动机的算法、大数据的融合问题、人在城市中的流动性、研究的垄断性等问题。他强调,与国外研究相比,我们的研究优势并不在于技术力量,而是我们对于中国城市的深刻理解和认识,这也是广大学者在研究工作中必须长期坚守的研究意识。
(供稿:孙道胜)