關(guān)于面向信息時(shí)代的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)

 1 信息技術(shù)與城市規(guī)劃設(shè)計(jì)  
　　信息技術(shù)是以信息為主要研究對(duì)象，以信息的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和應(yīng)用方法為主要研究?jī)?nèi)容， 以計(jì)算機(jī)等為主要研究工具，以擴(kuò)展人類的信息功能為主要目標(biāo)的一門新興的綜合性技術(shù)學(xué)科。在20世紀(jì)70年代興起的新技術(shù)革命中，信息技術(shù)占有極其重要的地位，對(duì)世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)、政治、軍事、科學(xué)研究、文化教育乃至人們?nèi)粘９ぷ魃畹母鱾€(gè)方面都產(chǎn)生了巨大的影響，對(duì)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮了重大作用。  
　　城市規(guī)劃是根據(jù)城市的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)對(duì)城市建設(shè)實(shí)施全過程控制的過程，這一過程除決定于城市規(guī)劃管理體制及規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理人員的素質(zhì)外，還決定于對(duì)城市歷史、現(xiàn)狀信息的把握，信息的分析、處理和利用。當(dāng)今時(shí)代已逐步進(jìn)入信息時(shí)代，信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用帶來(lái)了一場(chǎng)深刻的信息革命，它對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，對(duì)城市規(guī)劃也不例外。麻省理工學(xué)院教授米切爾(William J．Mitchell)認(rèn)為：“信息時(shí)代產(chǎn)生的新的城市結(jié)構(gòu)和空間組合將會(huì)深刻地影響我們享受經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)和公共服務(wù)的權(quán)利、公共對(duì)話的性質(zhì)和內(nèi)容、文化活動(dòng)的形式、權(quán)力的實(shí)施以及由表及里的日常生活體驗(yàn)?！?《City of Bits》，1995)目前信息技術(shù)已經(jīng)滲透到規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域的各個(gè)方面，各種新的城市規(guī)劃分析、設(shè)計(jì)和表現(xiàn)技術(shù)層出不窮，城市規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場(chǎng)從傳統(tǒng)模式向信息化模式轉(zhuǎn)型的深刻變革。  
2 宏觀層面  
　　2.1城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)  
　　經(jīng)濟(jì)地理學(xué)中的生產(chǎn)力布局理論認(rèn)為：產(chǎn)業(yè)是城市核心和支柱，城市在本質(zhì)上是一、二、三次產(chǎn)業(yè)的聚合體。由于不同產(chǎn)業(yè)在土地利用方式上的差異，因此各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)用地在空間上呈現(xiàn)出不同的分布特征。如在城市中心區(qū)往往分布著付租能力最強(qiáng)的商業(yè)、辦公等第三產(chǎn)業(yè)用地，在城市邊緣區(qū)和郊區(qū)則分布著以工廠為主的第二產(chǎn)業(yè)用地，在城市遠(yuǎn)郊區(qū)則是從事第一產(chǎn)業(yè)的農(nóng)業(yè)用地。這說明城市各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)用地之間的數(shù)量比例關(guān)系和空間分布特征是城市土地利用方式形成的根本依據(jù)，在城市產(chǎn)業(yè)構(gòu)成和城市土地利用方式乃至城市的整體空間結(jié)構(gòu)之間存在著一種基本的耦合關(guān)系，即城市空間結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是城市產(chǎn)業(yè)構(gòu)成在空間上投影的產(chǎn)物。一定的城市產(chǎn)業(yè)空間構(gòu)成必然與一定的土地利用方式相對(duì)應(yīng)，通過對(duì)城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究，能夠使規(guī)劃人員把握城市空間演化的基本趨勢(shì)，制定出科學(xué)的規(guī)劃方案。  
　　在收集城市歷年來(lái)各種產(chǎn)業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，人們可以建立起城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的數(shù)學(xué)模型，通過計(jì)算機(jī)的模擬運(yùn)算，就能預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)城市各種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，并可逐年將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際發(fā)展數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，將其反饋回預(yù)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)原有模型加以修正，以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)未來(lái)城市產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這一過程中涉及到大量數(shù)據(jù)的收集和處理，由于受專業(yè)知識(shí)、時(shí)間、精力等諸多因素的制約，以往規(guī)劃人員對(duì)此幾乎無(wú)從下手，只能采用相對(duì)簡(jiǎn)單可行的趨勢(shì)外推方法進(jìn)行估算，因而難以真正把握住城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體趨勢(shì)，也就難以制定出科學(xué)的規(guī)劃方案。在今天，規(guī)劃人員既可以借助信息技術(shù)與經(jīng)濟(jì)學(xué)界的專家相互協(xié)作，展開對(duì)城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究，也可以直接采用已經(jīng)開發(fā)成功的計(jì)算機(jī)模擬程序來(lái)對(duì)城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，以分析城市產(chǎn)業(yè)空間布局演化的基本趨勢(shì)，為城市土地利用和空間布局規(guī)劃提供科學(xué)的依據(jù)。  
　　2.2 城市人口預(yù)測(cè)  
　　人口預(yù)測(cè)是指根據(jù)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)現(xiàn)有人口狀況以及影響人口發(fā)展各種因素的發(fā)展趨勢(shì)的假設(shè)，對(duì)未來(lái)人口發(fā)展?fàn)顩r的測(cè)算。人口預(yù)測(cè)具有重要的實(shí)踐意義，是國(guó)家制定未來(lái)人口發(fā)展目標(biāo)和生育政策等有關(guān)人口政策的基礎(chǔ)，對(duì)研究制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展決策具有重要的參考價(jià)值。就規(guī)劃設(shè)計(jì)而言，人口的數(shù)量、構(gòu)成和空間分布直接決定了未來(lái)城市發(fā)展的規(guī)模、對(duì)各種基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)設(shè)施的需求量以及城市空間結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成。在宏觀層次的規(guī)劃中，上述表現(xiàn)的更為明顯。如在城市總體規(guī)劃中，城市總用地面積、人均建設(shè)用地等一系列重要規(guī)劃指標(biāo)的確定都是以城市人口預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)的。雖然人們?cè)缫颜J(rèn)識(shí)到人口預(yù)測(cè)對(duì)于規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的重要性，但在信息技術(shù)手段相對(duì)匱乏的時(shí)期，規(guī)劃人員無(wú)力進(jìn)行大量人口數(shù)據(jù)的收集、整理和分析研究，通常采用的方法是用幾種經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)法分別進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后進(jìn)行相互比較和校核，再進(jìn)一步確定未來(lái)城市人口規(guī)模的取值。這種方法雖然簡(jiǎn)便易行，但在實(shí)際工作中由于受到規(guī)劃人員自身業(yè)務(wù)水平、長(zhǎng)官意志等諸多因素的制約和影響，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員往往難以客觀準(zhǔn)確地確定人口預(yù)測(cè)模型中各項(xiàng)參數(shù)的取值，參數(shù)取值的隨意性大。這往往使人口預(yù)測(cè)流于形式，缺乏必要的科學(xué)性。  
　　信息技術(shù)的應(yīng)用為規(guī)劃人員擺脫上述困境提供了有力的工具，以廈門市城市空間信息工程技術(shù)研究中心開發(fā)出的人口地理信息系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)建立在地理信息系統(tǒng)平臺(tái)基礎(chǔ)上，它將傳統(tǒng)的人口預(yù)測(cè)技術(shù)和近年來(lái)蓬勃發(fā)展的GIS技術(shù) （Geography Information System,地理信息系統(tǒng)）結(jié)合起來(lái)，不僅能夠快速準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)未來(lái)城市人口在數(shù)量上的增減變化，而且能夠分析城市人口在空間上的變化規(guī)律和演化趨勢(shì)，從而便于規(guī)劃人員進(jìn)行城市總體規(guī)模、城市空間布局等重大問題的論證研究。  
　　2.3 城市交通預(yù)測(cè)  
　　交通預(yù)測(cè)是通過對(duì)大量觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理基礎(chǔ)上建立起來(lái)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行演繹，預(yù)測(cè)交通量變化的一種技術(shù)手段。通過交通預(yù)測(cè)，可以確定各條道路的交通荷載，即交通量的大小。通過交通預(yù)測(cè)可以進(jìn)一步確定道路的斷面形式、寬度等關(guān)鍵要素。因此，交通預(yù)測(cè)是城市道路網(wǎng)規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)。而道路網(wǎng)的形式又進(jìn)一步影響和制約著城市土地的利用方式，對(duì)城市整體空間布局起著舉足輕重的作用，是決定城市總體空間布局的基本因素，因此，科學(xué)的城市規(guī)劃必須以準(zhǔn)確的交通預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)。
　　在信息技術(shù)尚不發(fā)達(dá)的時(shí)期，交通預(yù)測(cè)僅僅是少數(shù)經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的專家才能勝任的工作，對(duì)于大多數(shù)城市規(guī)劃人員來(lái)說，雖然他們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到交通預(yù)測(cè)對(duì)于規(guī)劃工作的重要性，但是由于缺乏交通預(yù)測(cè)的專業(yè)技能，在實(shí)際工作中，他們往往傾向于采用相對(duì)簡(jiǎn)便的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)法，而不是進(jìn)行更為準(zhǔn)確的量化分析。例如在城市路網(wǎng)規(guī)劃中，他們常用道路網(wǎng)密度作為路網(wǎng)規(guī)劃的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，而在具體的道路設(shè)計(jì)時(shí)則參照類似地區(qū)通過經(jīng)驗(yàn)類推來(lái)確定道路斷面的形式和寬度等。這種做法雖然有其合理性，但缺乏足夠的科學(xué)依據(jù)，并難以擺脫個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的影響，其本身并不能成為一種科學(xué)的規(guī)劃方法。  
　　隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，交通預(yù)測(cè)中數(shù)學(xué)模型的建立與反饋修改過程都可被編成自動(dòng)運(yùn)行的程序。在進(jìn)行交通預(yù)測(cè)的時(shí)候，人們只需將觀測(cè)到的交通數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中，或者利用現(xiàn)代化的監(jiān)視設(shè)備和數(shù)據(jù)搜集儀器完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)輸入，就可以進(jìn)行交通量的預(yù)測(cè)。持續(xù)更新的觀測(cè)數(shù)據(jù)被不斷地反饋到預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過將觀測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，自動(dòng)完成對(duì)預(yù)測(cè)模型的修正，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地實(shí)時(shí)跟蹤預(yù)測(cè)。由此可見，信息技術(shù)的應(yīng)用不僅大大提高了交通預(yù)測(cè)的精度和效率，而且降低了交通預(yù)測(cè)的難度，使規(guī)劃人員在無(wú)需精深掌握交通預(yù)測(cè)專業(yè)技能的前提下，就能準(zhǔn)確地進(jìn)行交通預(yù)測(cè)，為城市道路網(wǎng)規(guī)劃和總體空間布局規(guī)劃提供可靠的依據(jù)，提高城市規(guī)劃的科學(xué)性。  
3 微觀層面    
　　3.1場(chǎng)地分析  
　　場(chǎng)地分析是規(guī)劃設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，在以往，規(guī)劃師主要借助地形圖來(lái)分析場(chǎng)地的坡度、植被、徑流等特征，并通過現(xiàn)場(chǎng)踏勘獲取直觀感受加以進(jìn)一步核實(shí)，然后據(jù)此繪制諸如坡度、植被之類的專業(yè)分析圖進(jìn)行場(chǎng)地特征的分析。整個(gè)過程基本上都在設(shè)計(jì)人員的頭腦中完成，需要設(shè)計(jì)人員具有較強(qiáng)的空間想象能力和圖形表達(dá)能力，工作量大且溝通不便。隨著計(jì)算機(jī)三維表現(xiàn)技術(shù)的日益成熟，現(xiàn)在規(guī)劃設(shè)計(jì)人員可以利用多種三維建模軟件進(jìn)行地形建模，將抽象的現(xiàn)狀圖轉(zhuǎn)化成具體生動(dòng)的空間模型來(lái)進(jìn)行場(chǎng)地的分析。目前應(yīng)用較多的建模工具主要有Arch view、3DMAX、3DViz等，其中Arch view是基于地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，它要求用戶具有一定地理信息系統(tǒng)方面的專業(yè)知識(shí)，且對(duì)輸入數(shù)據(jù)有非常嚴(yán)格的要求，屬于專業(yè)化的建模軟件。3DMAX、3DViz都與AutoCAD保持著良好的協(xié)作關(guān)系，二者能直接應(yīng)用AutoCAD文件進(jìn)行三維建模，而不需要用戶掌握額外的專業(yè)技能，因此比較而言，兩者較Arch view建模更為簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用更為廣泛，屬于大眾化的建模軟件。以利用AutoCAD與3DMAX進(jìn)行現(xiàn)狀地形建模為例，只要將AutoCAD現(xiàn)狀圖中的等高線進(jìn)行簡(jiǎn)單地分層處理，然后輸出到3DMAX中，直接應(yīng)用“地形”(Terrain)命令即可生成現(xiàn)狀地形模型?，F(xiàn)狀地形三維空間模型的建立為規(guī)劃人員展開進(jìn)一步研究提供了一個(gè)基礎(chǔ)性的共享平臺(tái)，規(guī)劃人員可利用現(xiàn)狀地形三維模型展開一系列諸如高程、景觀視線等方面的深入分析研究，從而大大提高規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的效率。  
　　3.2成果表達(dá)  
　　在傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，最終的規(guī)劃成果通常是一整套專業(yè)化的圖紙，其中大部分圖紙都是平面圖紙，透視圖寥寥無(wú)幾。這種基于平面的表達(dá)方法，對(duì)于大多數(shù)沒有經(jīng)過專門訓(xùn)練的公眾來(lái)說，過于專業(yè)化的圖紙往往顯得晦澀難懂，難于理解蘊(yùn)涵其中的真實(shí)意圖，因此公眾也無(wú)法對(duì)規(guī)劃方案展開積極有效的評(píng)論，結(jié)果必然造成公眾與規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在溝通上的困難。由此可見，在傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，規(guī)劃成果表現(xiàn)手段的匱乏在客觀上抬高了公眾參與規(guī)劃的門檻，由于規(guī)劃方案無(wú)法有效地吸引公眾的注意力，引起公眾的興趣。公眾在事實(shí)上自覺或不自覺地置身于規(guī)劃設(shè)計(jì)之外，真正意義上的公眾參與無(wú)從談起，從而就使規(guī)劃設(shè)計(jì)僅僅局限在少數(shù)專業(yè)人員的圈子里面，“以人為本”的設(shè)計(jì)理念無(wú)形中變成了一句空洞的口號(hào)。  
　　三維建模、VR（Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí)）等信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用為城市規(guī)劃提供了直觀而生動(dòng)的成果表現(xiàn)手段。規(guī)劃設(shè)計(jì)人員通過運(yùn)用3DMAX、3DViz等建模軟件，可以將規(guī)劃成果在電腦虛擬空間中栩栩如生地表現(xiàn)出來(lái)，并可進(jìn)一步將其制作成為靜態(tài)的透視圖或者沿一定路徑進(jìn)行游覽的三維動(dòng)畫，從而使人們?cè)谝?guī)劃方案尚未實(shí)施之前就能看到其形象。相對(duì)于傳統(tǒng)表達(dá)方式而言，利用信息技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃成果的表現(xiàn)不僅能完全真實(shí)地反映規(guī)劃設(shè)計(jì)的全貌，而且通過聲音、圖像等多媒體處理技術(shù)，能非常直觀地將規(guī)劃方案呈現(xiàn)在公眾面前，吸引公眾的興趣，鼓勵(lì)他們對(duì)規(guī)劃方案展開全面討論，這對(duì)增強(qiáng)公眾參與規(guī)劃的積極性和規(guī)劃方案的進(jìn)一步完善都不無(wú)裨益。    
4 面向信息時(shí)代的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)  
　　信息技術(shù)的發(fā)展為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了較為詳盡的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料和多種分析與表現(xiàn)的工具和方法。隨著信息技術(shù)發(fā)展及其在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，從宏觀到微觀，從技術(shù)到方法的各個(gè)層面都給傳統(tǒng)的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)以更多的啟迪，城市規(guī)劃工作者應(yīng)在可能的條件下充分運(yùn)用各種先進(jìn)的信息技術(shù)方法，積極開展面向信息時(shí)代的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方法研究，切實(shí)增強(qiáng)城市規(guī)劃的科學(xué)性，為實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。  
　　
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