随着自然资源部门改革的落实，国土空间规划体系顶层设计和“四梁八柱”基本形成。为加快推进空间治理现代化进程，空间规划编制模式将从定性分析向定量分析转型、从经验判断向科学决策转型。
如何增强规划的合理性与科学性，是当前规划技术提升和转型的重要工作。
为探索新技术在国土空间规划中的应用，湖南省建筑设计院有限公司（以下简称HD）城市规划研究设计院于2019年8月启动湖南设计大数据平台建设项目，集成手机信令、企业法人、POI、基础地理等多源时空大数据，更好地服务于规划新技术研究与创新。
认识：数据的优势
信令数据是手机用户在网络活动中留下的信号数据。手机开关机、主叫、被叫均会与基站蜂窝网产生信号交换，这个信号交换会被记录下来，从而获得手机用户当前的空间位置，利用手机信令数据可以记录一个人一天连续的出行轨迹。
▲湖南省手机信令数据
手机信令以其覆盖范围广、颗粒精细、采样均衡、动态性好的特点，可以观测居民连续出行链，从而精准反映人与物理空间关系，具有其它数据源难以比拟的优势。
HD城市规划研究设计院大数据平台集成了覆盖我省2019年6月各时段的手机信令数据，并附带年龄、性别、收入等相关属性，为国土空间规划和城市发展研究提供了新的数据支撑。
探索：我们的实践
HD城市规划研究设计院大数据团队围绕手机信令数据在空间规划中的应用，从区域联系、城镇体系、城市体检等方面开展了系列实证研究，并取得了一定的研究成果，为我司国土空间规划工作积累了大量技术经验。
1. 区域联系测度
传统的区域联系分析多为“自下而上”的工作思路，通过传统统计数据测算城市势力，再基于引力模型计算区域间城市联系强度。此方法受收集数据的约束，不能较客观反映区域城市间的真实城市流关系。
而手机信令可以提取区域范围内有效出行记录，分析片区之间的人口流动特征，能够较真实反映区域间的实际联系。
▲湖南省各城市跨城人流量分布图
以湖南省全省为例，利用逐日分时手机信令流动数据，将各网格出行的起终点按照行政区单元进行聚合，在此基础上形成省域范围各市县的人口出行OD矩阵。
通过分析，湖南省各地市日均跨城人口流动量约为270万人次/日，跨市交通出行集中在长株潭三市及其与岳阳衡阳的联系为主，5个城市的跨城交通量占全省总量的58%。
湖南省的交通分布总体呈现以长株潭为核心都市圈，向周边城市辐射的格局。
2. 交通走廊识别
交通走廊识别是交通设施布局的重要依据，是各层级交通规划前期量化分析的基础。
以湖南省为例，将手机信令出行数据以区县为单元进行聚合，同时对交通网络拓扑处理和网络参数设置构建全省各层级道路交通网络综合模型，将区域交通OD矩阵分配至交通网络上，形成全省客流走廊。
▲湖南省跨区县交通流量分布
通过分析，湖南省跨域交通流量形成以长株潭城市群为核心，分别向湘西北、湘南、湘中延伸发展的趋势，呈现一心三轴的发展形态，与湖南省“十三五”规划中提出的建设“一核三极四带多点“区域发展格局仍存在一定差距。
3. 城镇体系测度
手机信令数据反映了一定地域内的人口活动强度，为城镇空间结构测度提供了有效的监测方法。
以醴陵市为例，首先构建醴陵市全域评价单元，按乡镇聚合统计人口活动分布情况，通过聚类分析和空间统计，再结合“最强优势流”算法，测算乡镇城镇体系。
▲基于手机信令的人口热力和出行分布
▲基于手机信令人口热力密度的乡镇等级聚类
通过分析，醴陵市街道乡镇尺度人口活动强度结构呈典型的金字塔状，醴陵市街道乡镇尺度人口活力首位度为6.41，具有明显的中心集聚优势。
从人口热力的空间分布和“最强优势流”上来看，现状醴陵市全域已初步形成“一核、三轴”的空间结构。
4. 服务人口检测
城市实际服务人口作为城市研究最重要的问题，对城市等级定位、设施配置具有有重要参考依据，目前从常规统计口径很难得出令人信服的数据，因此通过手机信令数据的实证人口是当前人口分析的重要补充手段。
▲长沙市手机信令识别人口与统计数据对比
以长沙市为例，通过提取凌晨4点的手机信令数据（人口活动热力）进行长沙市各区县人口识别，可以看出其与户籍人口、常住人口的差异。
长沙市的7个区县中，信令识别人口均大于户籍人口。官方统计六区一县常住人口549.5万人，信令识别人口551.6万人。
长沙县、望城区的信令识别人口明显小于官方统计常住人口，而雨花区、岳麓区、天心区的信令识别人口大于官方统计常住人口，开福区与芙蓉区识别人口和官方统计接近，为长沙市人口规模论证能够提供量化支持。
5. 夜间活力分析
城市夜间经济是一种基于时段性划分的经济形态，一般指从当日下午6点到次日凌晨6点所发生的三产服务业方面的商务活动，是以服务业为主体的城市经济在第二时空的进一步延伸。
▲长沙市夜间活动人口统计情况
以长沙市夜间8点至12点的手机信令数据（全目的OD）按街道统计人口流动频次，可以看出夜间街道活力。根据结果可以看出，长沙市夜间街道活力呈从主城区中心向四周降低的规律，其中夜间人群流动量最大的区域是天心区和雨花区。
6. 职住平衡分析
职住平衡是探索居住与就业的空间组织平衡关系，是城市空间结构的重要组成要素。通常用职住比、职住通勤来评价一个地区的职住平衡状况。
▲长沙市各街道职住比统计
▲长沙市各街道通勤出行分布
以长沙市为例，首先聚合某工作日的各网格间职住通勤OD，分别统计各街道就业岗位数量和在区域内居住的就业人口数量，计算得到各街道职住比。
结果表明，职住比较高的区域主要分布在五一商圈各街道、高新区麓谷街道、开福区金霞街道及经开区长龙街道。
对工作日的各网格间职住通勤OD人次按街道（镇）进行标识、聚合，落图后得到各街道通勤OD关系，从分布结果来看，市区内形成较为密集的通勤网络，老城区以五一路和湘江路为核心形成了通勤密集区域，外围则以麓谷街道和星沙街道与周边形成了较强的通勤交通联系。
7. 公共空间评估
手机信令够精确识别公共空间的人口时空分布，通过公共空间人口来源来分析城市内各公园绿地系统的实际服务范围与交通可达性，从而评估公共服务设施并开展相应规划。
▲长沙市洋湖湿地公园游客主要来向分布
以长沙市洋湖湿地公园为例，提取公园周末白天时段来洋湖公园的起讫数据进行聚合并形成空间分布图，从公园服务范围来看，洋湖湿地公园主要服务于洋湖北侧居住区及含浦片区为主，其次是湘府路沿线区域。
同时从服务联系来看，来洋湖湿地公园的人群与主要商圈有较强联系，如五一商圈、德思勤、天虹等，形成“休闲、娱乐、游憩的假日出行链条”。
展望：广阔的前景
手机信令数据可以精确测度城市间的人流联系，描绘人与生活空间、生产空间和生态空间的关系，并与交通、用地、设施、景观等要素进行关联。
通过手机信令数据深度挖掘人群时空规律特征，有效弥补了常规数据在空间流方面研究的缺陷，其应用前景广阔。
HD城市规划研究设计院大数据团队在区域联系、交通走廊、城镇体系、人口检测、活力测度、职住平衡、空间评估等方面的研究成果，为我司开展国土空间规划工作奠定了良好的技术基础。
下阶段，我司将进一步深度挖掘手机信令数据在国土空间规划“五级三类”体系中的应用，健全应用体系，全面赋能规划科学性。
供稿 | 郭湘
部门 | HD城市规划研究设计院
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