極端天氣事件下城市人群移動的大數(shù)據(jù)分析
作者：張馨元 建設管理系
指導老師：李楠 建設管理系
關鍵詞：極端天氣事件；人群移動；城市韌性
摘要
極端天氣事件在近幾年的頻繁發(fā)生，對全球很多城市造成了嚴重的影響。這種由極端天氣造成的影響會直觀地反映在城市人群移動特征的變化上。同時，這種影響可以在一定程度上反映出城市應對災害、適應變化的能力，體現(xiàn)城市的韌性。因此，深入理解和分析人群移動模式及其變化規(guī)律對改善城市的基礎設施及評估城市韌性有重要的意義。本研究基于2017年南京市暴雨這一極端天氣事件進行研究，旨在通過對城市人群移動數(shù)據(jù)的分析，揭示受極端天氣影響時，城市人群移動特點所呈現(xiàn)出的擾動，以及這種變化與城市區(qū)域特征間的關系，從而深化人們對極端天氣下城市人群移動模式的認識。
極端天氣下的城市人群移動擾動
我們搜集了南京市12432輛出租車5月至6月的軌跡數(shù)據(jù)，并通過分析運行車輛數(shù)、車輛行駛速度、乘客乘車距離以及乘客上下車位置點在暴雨時和常態(tài)時的差異，發(fā)現(xiàn)在暴雨的影響，人們的出行意愿顯著降低，且市中心的主干道交通滯緩，人群移動受到顯著的負面影響；同時，乘客乘車距離的分布特征也出現(xiàn)了明顯的擾動。
1 常態(tài)時及暴雨時以正常速度行駛的出租車的分布
2 常態(tài)時及暴雨時乘客上下車位置點的分布
3 常態(tài)時及暴雨時乘客旅行距離的分布
城市區(qū)域特征與人群移動擾動的聯(lián)系（1）
本作品利用相對總位移(RTD)及累計擾動(AP)去定量化衡量極端天氣下的人群移動擾動及韌性，并關注了它的區(qū)域差異，如圖5所示，各區(qū)域總位移在暴雨影響下的擾動存在一定的不同，例如，在暴雨影響下，部分市中心區(qū)域（b）的總位移相對減小；部分城市邊緣地帶（a,c)的總位移相對增加。為了探究城市區(qū)域特征與人群移動擾動的具體聯(lián)系，我們利用南京市的POI數(shù)據(jù)，對南京市的6400多個1km* 1km區(qū)域的功能屬性進行了識別和分類，最終將整個南京市的各區(qū)域劃分為居住區(qū)、工作區(qū)、娛樂休閑區(qū)、混合區(qū)等八類，并對這八類功能區(qū)的人群移動擾動及韌性強弱進行比較分析。
4 八類功能區(qū)的劃分結果及其分布狀況（南京市）
5 人群移動擾動的區(qū)域性差異（常態(tài)時及暴雨時的總位移分布）
6 八類區(qū)域日流入量及流出量的擾動情況
7 八類區(qū)域在常態(tài)時和暴雨時（工作日/周末）的總位移變化曲線
8 八類區(qū)域人人群移動韌性的定量化對比
城市區(qū)域特征與人群移動擾動的聯(lián)系（2）
我們同樣發(fā)現(xiàn)即使是在同類區(qū)域中，位置不同的地方的韌性值依然有較大差異（見圖9），導致這種差異的因素可能有很多，如，人口密度；社會經濟指標；距市中心的距離等等。我們以距市中心的距離為例，探索了區(qū)域人群移動韌性與其到市中心距離的關系，并發(fā)現(xiàn)，距市中心越近的區(qū)域，其人群移動波動程度越大、人群移動韌性越小。
9 八類區(qū)域的人群移動韌性
10 區(qū)域人群移動擾動及韌性與其到市中心距離的關系
