Seminar课程

城市空间分析技术与应用 / 建筑与城市规划学院 / 辜智慧

       随着城市空间信息及大数据的不断涌现,城市空间分析技术已越来越受到城乡规划师的重视。本课程是在研究生基础课程《地理信息系统基础与应用》的基础上,新增开设的一门高级城市空间分析技术课程。以GIS空间分析技术应用为基础,引导学生将GIS和SPSS等研究方法相结合,解决城市空间分析问题。

       课程分为两部分:一是高级空间分析技术操作指导;一部分是城市大数据分析研究。高级空间分析技术操作主要包括:网络分析、适宜性分析、地统计学分析以及空间建模。通过理论讲解、案例分析和上机操作让学生们学会基本的空间分析方法。大数据研究部分则以“全国研究生智慧城市创新技术大赛”为驱动力,鼓励学生们提出自己的创意,通过师生间的交流探讨,逐步实现自己的创意课题,最后提交成果参赛。

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第一次讨论会

       通过前期《地理信息系统基础与应用》的学习,和对“全国研究生智慧城市与创意技术大赛”的了解,学生们对本期课程想要学习的技术内容和研究课题提出了自己的想法,指导老师在充分听取学生们的意见和想法,最终确定了四个主要技术方法的指导,和四个课题的深入研究。

        主要城市空间分析技术包括:网络分析;适宜性分析;地统计学分析及空间建模。网络分析在城市交通中应用非常广泛,可解决城市空间中的各种可达性分析和距离分析。适宜性分析,则是研究土地利用中最为常见的一种方法,通过各要素的加权叠加得到空间上最适宜的空间;地统计学方法通过空间分异理论,以已知点信息推导未知空间信息;空间建模则是学会将不同的空间分析工具组合,构建一个完整的空间分析模型。

主要研究课题包括:

  1. 公交可达性分析比较:通过对公交线路及站点的梳理,比较不同的公交可达性分析方法带来的可达性分析结果差异;

  2. 社区活动信息共享平台设计:通过对不同官方社区文化活动的收集整理,进行共享平台的设计,为居民生活带来便利;

  3. 共享单车的垂直衔接研究:通过对共享单车的路径分析,调查高频使用的过街天桥,并对其骑行舒适性进行改进;

  4. 共享单车的智能投放研究:通过对共享单车在不同区域的停放特点分析,研究智能投放和管理的策略与技术。

本课程结合全国研究生智慧城市与创新技术大赛,在基本城市空间分析技术的教授基础上,为参与同学提供相应的大数据基础和技术支撑,积极鼓励学生们进行创新研究,各组同学在团队合作、师生讨论的氛围下,既锻炼了技术工具的应用能力,也锻炼了自主思考、创新研究的科研能力,总的来说,师生均受益匪浅。


主要的创新思路分述如下:

1)课题1将几种不同的公交可达性方法进行了横向比较,并以深圳市为例,验证其可靠性,对公交可达性的计算方法提出了相应的优化建议;

2)课题2在比较了已有文化休闲活动社交平台的不足的基础上,提出了以人为本、推送型的文化休闲活动社交平台的设计框架及界面;

3)课题3进行了详细的社会调查,比较了不同天桥设计元素对自行车垂直交通体系的影响,提出了深圳市南山区天桥的改善措施;

4)课题4通过对深大地铁站周边24小时的共享单车数量监测,提出了共享单车智能投放的基本原则和可行性方案

课题1的分析与论证过程——三种公交可达性方法的计算与比较过程

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课题2的讨论及论证过程:深圳文化休闲活动的开展及场所分析,以及不同社交平台的不足

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课题3的讨论及论证过程:对共享单车使用的热点分析及不同天桥实地调查

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课题4的讨论及论证过程:深大地铁站附近24小时共享单车移动追踪过程

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相关附件:

论证_组1.pdf

论证_组2.pdf

论证_组3.pdf

论证_组4.avi


        经过反复的讨论和深化,最终各课题组均形成了较好的研究成果,基本达到了课程设置目标。可见,采取技术解析和创新应用的教学过程,综合了学生讲授模式、全员讨论模式、教师点评模式的多教学模式,极大的激发了同学们的学习兴趣,使得每个课题组都具有一定趣味性和深入性,并取得了较好的教学效果,大部分学生得到了较为全面的锻炼、树立了自信心,学生们对该课程产生了兴趣,并继续从事自己的科学研究。但也有个别同学缺乏创新性和主动思考的积极性,这也是今后课程中需要提醒和帮助学生的地方。


课程成果如下:


课题1:形成了学术型论文初稿

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课题2:成果汇报ppt

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课题3:成果汇报ppt

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课题4:项目报告书

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相关附件:

最终成果_组1.pdf

最终成果_组4.pdf

最终成果_组3.pdf

最终成果_组2.pdf


hello world

课题1:公交可达性

实验/调研方案

通过文献查找,选取了三种较为常用的公交可达性分析方法,作为主要比较对象;

通过GIS及百度爬取等手段,获取公交线路及站点信息,并进行整理;

通过SPSS及GIS等技术方法,对数据进行综合分析


课题2:社区文化共享平台

实验/调研方案

通过网络爬取,选取不同官方网站的文化娱乐活动信息;

通过SPSS和GIS等技术方法,对信息进行综合整理,建立空间信息数据库

通过平台设计,构建针对普通用户和举办方的共享平台


课题3:共享单车的垂直衔接

实验/调研方案

通过网络爬取,获取共享单车的OD出行路线;

通过GIS空间分析,查找高频使用的天桥

选取天桥,进行重点观测,并提出相应的优化意见。


课题4:共享单车的微循环调研

实验/调研方案

通过网络爬取,获取共享单车的OD出行线路;

针对不同类型的地铁站点,获取其作为起止点的出行特征,是否存在一定范围内的自我平衡和循环

根据地铁站点周边共享单车的微循环特征,提出相应的共享单车投放和管理策略

本学期一共进行了六次研讨,对应研究过程的三个阶段:

第一阶段:介绍课程内容及教学方式,督促学生们进行自主选题,并由学生们汇报基本选题方法和研究思路,两位指导老师进行评论和指导,最终确定各组的研究方向

如课题3:共享单车的垂直衔接的讨论过程

  • 同学汇报阶段,由该组成员汇报总框架:

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  • 同学提问:其他同学对该研究框架提出疑问和建议

Q1:我们这个方案该怎么样扣住智慧城市创新这个点?

Q2:关于GIS技术问题,能不能批量导入OD点生成最优路径?

  • 老师答疑阶段:针对同学汇报及提问,给出相应的指导意见

  1. 评价:总体有实质性的进展,思路较为清晰。

  2. 回到问题:

    A1:针对Q1问题,智慧城市旨在实行精准的按需服务。

    A2:针对Q2问题,这个批量生成最优路径在GIS当中会比较难,建议通过大量的调研去发现问题,进一步统计单车过街的数量和行人过街数量,并进行比较。

  3. 建议:

    S1:建议根据天桥下的自行车停车数判断天桥的自行车通行量

    S2:根据天桥通行量进行分级

    S3:选取几个不同的点进行实地调研

    S4:统计四种自行车过街数量及所占比例


第二阶段:由学生们汇报前期的文献及数据处理结果,两位指导老师进行评论和指导,进一步完善分析方法和调研内容

 如课题1:公交可达性在进行文献综述后进行的讨论会议纪要


深圳市的公交可达性研究

小组成员:张正颖、陈云霞、覃颖逢、汤唯多    日期:2017515

会议记录:

  1. 汇报内容:

       本组选题为《深圳市公交可达性研究》,此次课程汇报主要汇报了选题的研究背景、研究目的、研究区域和研究方法。

    研究背景:为了改善城市交通状况和城市环境,我国提出了“优先发展公共交通”的战略。“优先发展公共交通”前提就是对城市交通网络进行改善和优化,城市公共交通系统可以抽象为由公交线路和停靠点构成的网络,具有典型复杂网路的特征。乘客对公交网络便捷性的本质诉求是提高公共交通的时间可达性和空间可达性,即公交可达性。

    研究目的:城市公共交通网络构成了城市的骨架,研究城市公交系统网络的可达性问题,对城市公共交通网络结构和布局以及城市土地的合理化使用等方面起到了重要作用。同时也优化了公共交通,提高了居民出行的便捷度,一定程度上缓解交通拥挤和城市停车难以及环境污染等问题。

    研究区域:深圳市。

    研究方法:通过对公交可达性相关文献的解读,选取了四种公交可达性的四算方法分别为:

    1、在覆盖域和覆盖率的基础上,考虑公交线路的长度、线路的非直线系数、运行速度、发车频率、拥挤程度和换乘次数等因素构建可达性度量模型,从而研究公交车的可达性。

    2、提出一种影响因子符合公交车自身特点与人们日常乘车习惯,所需数据较易获得便于计算且符合实际情况的公交可达性的计算方法。对于空间任意一点,均可以通过计算得到其公交可达性系数,为各种决策过程提供一个直观的量化指标。即借助于GIS 空间分析方法,研究过程中建立了研究区范围内包括交通网络信息的地理空间数据库,选择站点权重值、 步行距离、 边缘点这三个影响公交可达性因子来评价某点的 公交可达性,提出了一种公交可达性指数的计算方法,可为选址分析等各类问题提供相对定量化的公交可达性信息。

    3、公交可达性包括公交站点可达性和公交网络可达性。其中公交站点可达性用该站点到公交网络其他所有节点的最短时间平均值,公交网络可达性用各个公交站点可达性的平均值来表示。具体计算方法:

     

    4、某个地点的公交可达性水平计算涉及到许多不同的因素,包括指定地点附近的公交站场、公交停靠站、地铁站等公交设施的分布情况.公共交通工具的发车频率与间隔。以及所采用的公共交通方式(主要为公交与地铁)与路线等等。计算某个地点的公交的可达性水平,可以用可达性指数来评价公交的可达性水平。

      

  2. 老师点评:

        参考第三种方法,即从《广州市地铁可达性时空演化及其对公交可达性的影响》一文中提取出来的公交车可达性计算方法来计算深圳市公交车的可达性。

     

第三阶段:由学生们汇报研究进展,两位指导老师进行评论和指导,确定研究内容的深入,最终汇成初步研究结果,由学生们汇报研究成果,邀请其他老师加入作为评委,对各组研究成果进行评议。

如课题4:共享单车的微循环调研的最终汇报成果,得到了朱文健老师高度评价。

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课程评论

【张正颖】

时光飞逝,一个猝不及防,GIS课程就结束了。依稀记得,第一堂GIS课程的上课情景恍如昨日,从告知竞赛事宜到我们选题、分析、调研、处理数据、过程成果汇报,一路走来学到了不少知识,也收获了巨大的成长。

GIS是一门综合性学科,在上学期GIS基础操作的学习中,我们已经掌握了软件的基本使用,但是对于系统地利用软件来进行实际的空间分析、空间统计等的能力还很缺乏,本学期课程的开设正好沿袭了上学期课程设计的内容,通过小组的形式自己选题,在小组讨论、合作的前提下对自己的选题进行研究,这是一个很好的教学方式,让我们不仅从中学到了数据处理和空间分析的技能,还加强了团队合作的能力。

我们小组是帮辜老师研究深圳市公交车站点的可达性。起初,老师提供了参考文献和深圳市公交站点的数据,让我们从参考文献中提取数据处理的方法,我们小组看了参考文献后头都大了,可以说是第一次接触如此深奥的数据处理方法,导致我们直接放弃了英文文献中讲述的方法,因为我们深知能把中文文献中的方法弄清楚就已经很成功了。经过仔细研究,我们提取出了三种可行的方法。方法提取出来后就是按照方法对数据进行处理,这是个庞大的工作量,也正是因为这个数据处理让我真正体会到了GIS实际运用中的强大功能,也真正从中学到了利用相关功能处理分析数据。现在我对网络分析这一块已经从小白晋升为“小专家”了,感谢老师给我们这次自己探索的机会,我也深知,想用好GIS分析城市规划领域中的相关问题就要我们不断地学会自我思考、自我探索,只有在不断地实际操作中才能真正掌握这项技能。

另外,我还想夸赞一下这门课的授课方式,以小组课题和课堂理论知识讲解交叉进行的方式来教学是一个非常好的模式,任课老师也很负责任地指导我们,很庆幸选了这门课,它让我收获巨大。

 

【汤维多】

这已经是第二学期学GIS课了,但是时间真的太快,原以为很漫长的课时竟然转眼之间就过去了。这学期的GIS课在上学期的基础之上加入了许多新的知识,授课方式也更为主动。

我很喜欢这门课的授课方式,老师首先让同学们总结汇报自己想学或比较感兴趣的知识点,经过老师的整合筛选等多方面因素考虑之后决定本学期授课的主要内容。此外,老师以会让每个组的同学以竞赛为目标选择一个方向进行研究,从技术层面的学习把本门课的学习延伸至研究。尽管我们没有参加竞赛,但是这学期我们在辜老师的指导之下以公交可达性为方向进行了一定的学习研究以及技术处理手段的学习,就我个人而言,我起初阶段是和同学们一起处理数据,后来与同学谈论方法与总结对比结果并书写成果。不足之处在于,我对于软件的操作还是比较生疏并且感觉自己还是没有融会贯通,我想这还需要我在课后继续努力。

总的来说,尽管我有许多不足,但是这门课真的收获许多,每一次汇报课听同学们的进度以及讨论其实也是一种收获,另外老师每隔一周的方法课增加自身的理论基础,当然如果要真的要学以致用,在以后的学习研究中我还是会继续对这部分知识进行学习。最后,感谢两位老师在这门课的付出,因为你们的付出我们才可以成为更好的人。

 

【陈云霞】

通过本学期对GIS课程的相关学习,以及深圳市公交可达性课题的研究让我对GIS有了很大的改观,不再是停留在上学期中不会操作GIS,并且认为超级难学的状态。这学期的学习,让我更加扎实的掌握了GIS操作的基本知识和一系列相关规划问题是如何通过GIS来分析的,大大的提高我的专业水平和动手能力。尤其是关于深圳市公交可达性课题的研究,它让我对运用GIS来分析问题有很大的促进作用。用GIS来分析问题,首先要对问题进行分析与揣摩研究,理清思路,在整体上把握住方向,清楚数据间的逻辑关系,接下来,就是把它细化,通过运用相关的GIS工具来一步一步完成每一个实验模块。尽管过程非常曲折,常常伴随着失望,如在汇总计算深圳市每一公交站点所经过的公交站线包含的站点总数,运算结果要九个多小时,出来的结果只有一列,你得去找问题,找到解决方法再重新去实验。在此过程中,人会感到烦躁,感觉什么都不会,不懂的地方实在太多了,上网找不到相关的问题解决方法,或找到了方法,打开一看却是一大串的编程语言,让我望而却步。但不可否认就是这样的一次次重复或失败的实验过程,让我熟练的掌握了相关的GIS操作,也会去独立的思考问题,出现困难也会去翻阅专业书籍或积极上网或找老师寻求解决方法。正是这个不断发现错误和不足,不断改正的过程让我对GIS有了更深的领悟,收获了很多的知识。相对于上学期的对这门课程的迷茫,这学期我能自己去试着去摸索,对GIS的学习也有了信心。

很遗憾的是,关于公交的可达性研究最终试验操作的结果与预想的有很大的出入,虽然在此过程中,我尝试按照用数据库去处理数据的一对多连接关系,但是最后用Access数据库打开数据却是乱码,上网查了很多方法解决乱码问题的方法,安装了相关的软件,但最终还是没有解决数据乱码问题,造成最后我的实验结果无论多少次实验都与现实有很大的出入,我还是没找到好的方法去解决,这让我很失落与无助。

  虽然这学期课程结束了,但是GIS的学习过程还刚刚开始,未来还需努力,自己学习,为以后城市规划相关研究打好基础,提高自己的专业素养。

建议:

我觉得这学期的学习方法很好,辜老师一边教我们新的知识点,一边又让我们自己针对某一课题,自己寻找解决方法,在此过程中锻炼了我们的动脑动手以及独立思考的能力,加强和巩固了GIS的基本方法与理论,对GIS的学习有很大的提升。

 

【覃颖缝】

GIS 是一门实践性强的学科,虽然我上学期也学习了GIS的相关知识,但是到了这学期感觉还是很欠缺。这学期的GIS课,我们跟着辜老师研究深圳市公交站点的可达性。通过学习GIS的相关操作,让我对如何计算公交可达性有了很大认识,使我更加扎实的掌握了创建渔网、点统计、属性表的连接和计算等操作。  过程中虽然遇到了不少的问题,但经过一次又一次的思考,一次又一次的实践,并通过查阅资料、同学间互相帮助以及向老师的询问,最终完成了公交可达性的计算。在这个过程中也暴露出了自己在这方面的知识欠缺和对软件不熟悉。实践出真知,通过亲自动手操作,使我们掌握的知识不再是纸上谈兵,只有将理论与实践结合起来才是最好的效果。此次课程学习给自己最大的感触是,不管什么样的软件,懂的也好不懂的也好,都要动手去用,只有自己操作了,才会真正明白其中的用处,其次是,在遇到困难的时候,不要总是一个人在那捣鼓,应该学会向老师、同学请教,这样比自己一个人在哪儿毫无头绪的摸索更好。最后,对于老师采用现场教学,实行边讲授边操作的授课方式我很受用。这样的授课让我们形成对课堂讲授内容的感性理解以及对其的运用,通过操作来进一步加深认识。


【杨一鸣】

感想:本次课程以大赛为核心,实行技术教学与大赛辅导并行的单双周教学模式。将技术应用于实践可以很好得检验技术掌握程度,同时也会加深对于技术的理解,该模式是一种非常合理的搭配模式。对于本次大赛而言,智慧和城市是其主题,智慧意味着人力的解放或生产力的提升,大赛结果似乎指向可重复的程式,这对于不会数学、编程的我们是非常大的挑战。

建议:望可适当加重技术教学的比重。

 

【曾玛丽】

感想:通过两个学期的GIS课程学习,尽管不能和其他同学处理并应用数据的能力相提并论,但至少也打开了一扇新的技术之门,现在也不会像以前听到大数据、技术处理会发懵会排斥,已然从心理上接受arcgis这个强大的技术工具。

这学期的课程编排上有些出乎意料,毕竟当初是抱着来加强gis技术操作最好能技多不压身的想法却一不小心要组队参加竞赛的。被称为命运最坎坷小组的我们经历了多次换题,无数次讨论与交流,熬过低迷,最后摆脱传统思维不走寻常路,结果竟像是咸鱼翻身了。在这一过程中,于我,不仅是慢慢向老师和同学们、队友们学习知识和技术应用,同时也磨炼了意志与耐性。不论结果好与坏,我们都收获颇丰,这应该算是最有意义的事了~

建议:尽管我是个技术小白、数据小白,也不是特别喜欢数据处理,但是老师们的传道受业依然能让我对GIS充满激情!不过对于像我这种毫无基础并且刚接触这类强大数据操作反映没有很迅速的小白,希望老师能够把基础强化再强化,毕竟夯实底基最重要了。另外希望老师在教新知识点的时候,可以顺带回顾旧知识点,很多细小操作细节一闪而过,一不留神就没抓住~囧。

谢谢老师的辛苦授课,祝老师假期快乐!

 

【张潇越】

一、对课程的感受:

本学期的GIS课程将课程作业与智慧城市竞赛结合起来,十分有意义。一方面可以增加竞赛的经历;另一方面小组每半个月给老师汇报一次竞赛的内容和进度,督促小组内部课下时间的学习和讨论。

老师对小组作业给出了很多明了的建设性意见,让人豁然开朗。

开始的时候我小组将精力集中在GIS数据的整理和处理上,后来由于数据的严重缺失,导致我小组重新换了题目,但柳暗花明发现了更有创意的点。我认为或许可以不要局限于大数据的处理,在没有足够的数据资源的情况下,走创意小清新路线也可以是一个比较好的选择。

二、对课程的建议:

我觉得GIS难在理解为什么要这么处理数据,有时候看了老师的操作,操作步骤记下了,但是还是不太明白原理,导致拿到新的数据还是不太会处理。或许老师能在讲原理的时候稍微详细一点,速度慢一点,同学们更能接受。

再次感谢老师,祝老师假期愉快!


 

【何萧桐】

这学期的地理信息系统(GIS)课程通过两方面来指导我们学习进步。一是通过征集我们想学的知识点,针对性的软件操作教学,让我们学到了一些最实用的的知识。二是通过参加竞赛的方式,将我们学到的知识灵活应用于比赛,同时,也是发挥我们自己的自主学习能力,去自己探索GIS软件。

在参加竞赛的过程中,我认识到,学习软件不是我们的根本目的,通过软件去解决实际的问题才是我们的目的。在解决问题的过程中,需要的不仅仅是软件方面的能力,还包括其他各个方面,比如逻辑架构、方案策划、思维导图等多个方面的能力。

当面,在参加比赛的过程中,间接的让我学会了更多原来没有接触到的GIS技术,它促使我去学习教程或者自己揣摩出很多的操作技巧。

另一方面,在机房教学部分,因为老师讲的比较详细,每次也都给了我们充裕的时间让我们自己练手,所以基本上把老师教学的知识点有了一个大概的了解。老师所教学的一些知识,给我们的竞赛提供了有力的技术支持。