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参选城市数据师:张海平

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2017-02-02

点击上图查看《2016全国十大城市数据师个人贡献奖》评选介绍,活动正在进行中,欢迎报名参与,最新截止日期为2月6日。





本人主要承担分析与技术实现部分。本项目是国家科技支撑项目中关于城镇群的一个子项目。研究区域为山东半岛以青岛为中心的城镇群,研究目标为城市设施的空间规划技术。其中,数据采集与处理均涉及海量空间大数据;分析与建模过程中也涉及大数据分析的相关技术。


在数据采集、处理和数据库建设阶段,对山东全省近TB级大小的高空间分辨率和多光谱分辨率数据进行各种处理加工和入库,此类海量空间大数据的处理,不能采用传统的处理手段,因此本人通过构建一系列海量数据处理方法和模型进行处理加工。其中的技术包括并行处理、数据工作流构建、批处理建模等。此外,通过开发网络爬虫系统,采集与基础设施相关的基础空间大数据作为本项目的辅助数据。


数据分析与建模过程中,使用的数据包括山东半岛基础地理信息数据(如道路、水系、DEM等);社会经济与基础设施数据(如人口、经济和交通等);专题数据(土地利用、生态保护区和建成区等);影像数据(高空间分辨率和高光谱分辨率高分数据);空间基础大数据(如城市POI等)。基于以上多源、海量空间大数据构建分析和统计模型,完成了本项目核心的任务。





本人主要承担数据采集和分析部分。

全民健身活动倡导健康、文明、快乐的生活方式,在全社会得到普遍认可与积极响应。因为受健身场地、资源限制,很多市民无法及时了解身边的体育场馆及可以利用的健身设施,极大的影响了健身的热情及参与度。本课题通过对相关数据的调研与采集、分析与建模对南京城区健身资源的分布进行分析评估,同时以小区为单元,评价南京城区现有健身资源的可达性和不同级别的服务指数。

 

本课题的数据源主要包括南京市的人口调研数据、主城区健身设施数据、小区数据和各个级别的道路及其它基础地理信息数据。基于以上多源数据,采用GIS常规空间分析方法、同位模式分析方法、空间统计和网络分析等方法,综合评价南京市城区的健身资源状况和服务指数。并且同第一等级(北京、上海);第二等级(杭州、成都);第三等级(济南、沈阳)的分析结果进行对比分析和评价。


南京城区住宅分布


  

南京城区健身服务指数空间分布


南京城区健身资源热力图




本人主要承担数据处理分析和相关内容写作。

本篇论文中,基于香港海洋公园的GPS行为轨迹与问卷调查数据,其中,包含60.81万个GPS轨迹点,511个游客的有效样本,历时5天的游客全程轨迹时空数据和基于调查日志的个人属性数据,采用全新的数据处理方式,提取精确的各项指标,并基于提取和变换的十几个指标,探索这些因子与旅游者行为的关系。


本文使用的数据粒度细;具有明显的时空特征;定量定性需综合考虑;同时需要剔除错误的数据点,某些因子的提取计算模型复杂,计算量大。基于以上特点,需要对多源异构数据进行处理、清洗和综合地探索性因子分析,为此做了大量的工作。本文为基于GPS时空大数据探索旅游者行为的研究者提供了研究基础。


  


GPS轨迹指标提取与分析


旅游者时空路径




本报告采用海量城市和区域POI数据作为主要的数据源,结合城市用地、城市道路和相关数据进行城市空间结构的研究,同时对基于各类数据和方法进行城市空间结构的现有研究进行了总结,并阐述了它们各自的不足,而POI作为新的数据源,在城市空间结构的多尺度研究中具有不可替代性的研究价值,此外,还讲解了如何快捷方便获取POI及其若干研究案例。


报告中,涉及如何快捷方便而又科学地获取基础POI空间数据,并提出了“城市人文地貌”的概念,并通过几个主要基于POI进行多尺度城市空间结构研究的案例及其实现方法。






本报告是受到济南市城市规划设计研究院的邀请作的关于GIS在城市研究与规划方法创新的沙龙讲座。报告阐述GIS在城市规划信息化建设及其研究中的重要性,并结合市院需求,从城乡规划大数据建设的基础框架、关键技术和系统集成等方面,详细阐述了基于GIS的城市全信息化建设的必要性。无论从数据整合处理、多源异构数据标准化及信息化的入库、历史数据的检查和更新、数据的权限管理及其分发、空间分析技术还是大数据处理和分析技术的视角,GIS都是最基本的支撑技术。最后通过两个基于城市大数据进行城市研究和分析的案例结束本次报告。


在本报告涉及的两个实例中,使用了POI基础空间 大数据、海量高分影像大数据、多源空间专题数据(如经济、人口、土地利用、生态红线、水系等)和基础地理信息数据等。主要基于GIS的基础和高级空间分析和统计方法进行复杂模型的构建、系统集成和实践应用。实例中引用了十二五规划国家科技支撑项目中的“城市群重大基础设施空间效应评估”的数据处理、系统开发和集成和成果展示的相关内容。






受邀在山东大学召开的“第一届全国旅游行为研究学术研讨会”上作的报告,报告内容主要包括:阐述了GIS技术在旅游者行为研究中的重要性和创新性。并结合基于旅游行为大数据采用GIS数据清洗和分析技术的相关研究,以本人和山东大学TBL实验室合作发表的相关成果为例进行交流。


本报告中,使用的数据是香港海洋公园的500个基于GPS监测的游客行为及其调查问卷数据,数据源具有数据量大、属性多和时空特征。由于数据量大,结构不一致,计算指标多,数据清洗难度大等特征,本文基于一些列GIS相关的技术,介绍了对旅游行为大数据进行转换处理、清洗和不确定性建模,最后通过空间统计与分析,机器学习等方法对数据进行建模和分析。并和传统的基于定性和统计学的方法进行旅游者行为研究的方法进行了对比,阐述了基于GPS数据进行旅游者行为数据获取,采用GIS技术和方法对旅游者行为的GPS数据进行处理和分析的必要性和潜在价值。







本系统的数据整理和系统设计与开发均有本人独立完成。

城镇群重大基础设施数据库管理系统主要用于管理与重大基础设施相关的各类数据和基础地理信息数据。系统实现了数据录入、数据处理与管理、基本的数据检查和数据检索查询功能。本系统将多源数据进行统一管理,按照标准化格式存储。其中,目前入库的数据包括:山东省基础地理信息数据50多个图层;华东地区几个TB的高分二号三号处理后数据;山东省基础设施数据;山东省土地利用、人口、经济、交通和环境等数据。


其中,海量多源数据的存储均采用GIS的通用数据标准,对于高分影像数据,系统实现了自动将高光谱影像和高空间分辨率影像的分离,镶嵌融合及色彩合成,以便为后面的分析和评估提供数据支持;对于矢量数据,按照功能和数据结构将数据进行自动分类存储管理。






由本人独立开发。本系统是在国家科技支撑规划项目的背景下,以山东半岛青岛为中心的城市群为直接研究目标,试图最终能够实现对其它城镇群重大基础设施进行分析和评估的通用系统。


系统除了基本的地理信息数据处理、管理和查询等功能外。业务功能主要包括对各类重大基础设施如公路、铁路、机场、港口、电力和信息等进行单因子综合评价;同类设施多因子评价;不同类多因子综合评价功能,同时提供按照多种不同组合的综合统计分析功能,并能够将将分析结果按照数据的特点以适当的统计图和表格进行显示的功能。由于系统数据评估类软件,因此采用了基本的专家系统的设计,能够对评价指标体系的参与数量和权重进行手动设置和系统训练。






由本人独立开发。

城镇群重大基础设施选址与决策模拟软件充分考虑与重大基础设施选址相关的宏观因素和微观因素、积极因素和消极因素。将现有主要公路、GDP等作为主要的宏观选址空间因子;将生态敏感性、工程地质和基本农田等作为主要的微观因子,采用GIS的数据处理技术、空间数据分析模型和空间数据可视化表达技术进行选址系统的研发,最终成功构建了城镇群重大基础设施选址模拟软件。除了基本的单因子数据处理与分析功能,系统主要包括宏观决策模拟和微观选线模拟两个核心的功能模块。





本人参与开发。

城市防洪排涝系统的核心计算模型基于SWMM、二维漫流模型构建,以HEC-HMS为辅助计算模型进行开发。系统的数据采集、处理、管理、可视化表达采用强大的GIS技术完成。本系统基于ArcGIS Engine组件式开发平台开发。系统主要包括前处理平台城市防洪排涝GIS管理子系统;模拟与分析平台城市防洪排涝SWMM模拟子系统;城市防洪排涝后处理子系统三大模块。以上几个子系统构成了完整的城市防洪排涝系统。


城市防洪排涝GIS管理子系统。本子系统通过对SWMM软件进行反复使用和分析的基础上,总结了SWMM软件各个模块的不足之处,在此基础上,采用地理信息系统(GIS)技术进行开发。系统的数据采集、管理、处理和符号化渲染等模块均基于先进的GIS开发平台ArcGIS Engine实现。城市防洪排涝后处理子系统。本子系统采用基于C++实现的SWMM防洪演算模型,完成整个模拟过程后,输出两个结果文件,分别是以rpt为扩展名的结果报告文件和以out为扩展名的结果输出文件。其中前者是对参与运算的各类参数的总结归纳,而后者则包含了模拟每一报告事件步长的计算结果图形和表格数据。城市防洪排涝后处理子系统则对报告文件和输出文件以报表、各类图表和动态模拟的形式展示。





GeoSharp软件是一个主要面向规划工作者和地理研究者的地理编码、数据采集和坐标转换的免费软件。其中,第一个版本的主要功能包括:

1、基于不同方法的地理编码功能和逆地理编码功能。

2、实现了WGS84地理坐标,火星坐标和百度坐标之间的转换,共提供六个抓还模型。

3、能够采集全国任意区域内的各类POI数据。

4、能够采集全国所有地区以区县为单位的天气、湿度、风力、风向等气象数据。

5、能够采集全国省、市和区县级别的行政区划数据。

其中,POI数据采集功能需要注册后使用,其它功能均无需注册可以直接使用。

补充:系统自发布以来,注册用户达到万人以上,包括非注册用户,预计超过2万多人。




  

【解决问题与答疑】2016年,除了节假日,每天都有超过十个相关行业工作者通过QQ向本人求助大数据采集、GIS基本问题、数据分析相关模型、GIS高级应用与分析和行业解决方案的问题。问题次数保守估计达到3000次以上。


【数据提供】2016年,行业相关人员通过QQ向本人索要城市基础地理信息数据、poi数据、世界基础数据、人口经济等数据人次达到近百次。


【小视频提供】2016年,为部分学员和城市数据派的派友及其它行业工作者录制并提供与数据处理、分析和可视化相关的小视频几十次。

        

以上答疑、数据和视屏的提供,付出了诸多的时间和精力。

此外,与城市数据弱相关的项目(水资源管理)、文章(健康环境)等不再列出。





1 城市数据师人才培养计划——空间数据处理技巧、分析方法与可视化技术课程

2 城市数据师梦想特训营4——空间大数据可视化高级课程

3 城市数据师技能讲座与培训——ArcGIS空间分析与建模课程




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