城市規劃設計

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1信息技術與城市規劃設計

信息技術是以信息為主要研究對象，以信息的運動規律和應用方法為主要研究內容，以計算機等為主要研究工具，以擴展人類的信息功能為主要目標的一門新興的綜合性技術學科。在20世紀70年代興起的新技術革命中，信息技術占有極其重要的地位，對世界各國的經濟、政治、軍事、科學研究、文化教育乃至人們日常工作生活的各個方面都產生了巨大的影響，對推動經濟發展和社會進步發揮了重大作用。

城市規劃是根據城市的社會和經濟發展目標對城市建設實施全過程控制的過程，這一過程除決定于城市規劃管理體制及規劃設計和管理人員的素質外，還決定于對城市歷史、現狀信息的把握，信息的分析、處理和利用。當今時代已逐步進入信息時代，信息技術的廣泛應用帶來了一場深刻的信息革命，它對社會和經濟發展將產生深遠的影響，對城市規劃也不例外。麻省理工學院教授米切爾(WilliamJ．Mitchell)認為：“信息時代產生的新的城市結構和空間組合將會深刻地影響我們享受經濟機會和公共服務的權利、公共對話的性質和內容、文化活動的形式、權力的實施以及由表及里的日常生活體驗。”(《CityofBits》，1995)目前信息技術已經滲透到規劃設計領域的各個方面，各種新的城市規劃分析、設計和表現技術層出不窮，城市規劃設計領域正經歷著一場從傳統模式向信息化模式轉型的深刻變革。

2宏觀層面

2.1城市產業發展預測

經濟地理學中的生產力布局理論認為：產業是城市核心和支柱，城市在本質上是一、二、三次產業的聚合體。由于不同產業在土地利用方式上的差異，因此各項產業用地在空間上呈現出不同的分布特征。如在城市中心區往往分布著付租能力最強的商業、辦公等第三產業用地，在城市邊緣區和郊區則分布著以工廠為主的第二產業用地，在城市遠郊區則是從事第一產業的農業用地。這說明城市各項產業用地之間的數量比例關系和空間分布特征是城市土地利用方式形成的根本依據，在城市產業構成和城市土地利用方式乃至城市的整體空間結構之間存在著一種基本的耦合關系，即城市空間結構實質上是城市產業構成在空間上投影的產物。一定的城市產業空間構成必然與一定的土地利用方式相對應，通過對城市產業發展的研究，能夠使規劃人員把握城市空間演化的基本趨勢，制定出科學的規劃方案。

在收集城市歷年來各種產業發展數據的基礎上，綜合運用經濟學、運籌學、統計學等學科知識，人們可以建立起城市產業發展的數學模型，通過計算機的模擬運算，就能預測未來一段時期內城市各種產業的發展狀態，并可逐年將預測數據與實際發展數據進行對比，將其反饋回預測系統，對原有模型加以修正，以更準確地預測未來城市產業的發展。這一過程中涉及到大量數據的收集和處理，由于受專業知識、時間、精力等諸多因素的制約，以往規劃人員對此幾乎無從下手，只能采用相對簡單可行的趨勢外推方法進行估算，因而難以真正把握住城市產業發展的整體趨勢，也就難以制定出科學的規劃方案。在今天，規劃人員既可以借助信息技術與經濟學界的專家相互協作，展開對城市產業發展的研究，也可以直接采用已經開發成功的計算機模擬程序來對城市產業發展進行預測，以分析城市產業空間布局演化的基本趨勢，為城市土地利用和空間布局規劃提供科學的依據。

2.2城市人口預測

人口預測是指根據一個國家或地區現有人口狀況以及影響人口發展各種因素的發展趨勢的假設，對未來人口發展狀況的測算。人口預測具有重要的實踐意義，是國家制定未來人口發展目標和生育政策等有關人口政策的基礎，對研究制定國民經濟和社會發展決策具有重要的參考價值。就規劃設計而言，人口的數量、構成和空間分布直接決定了未來城市發展的規模、對各種基礎設施和公共服務設施的需求量以及城市空間結構的基本構成。在宏觀層次的規劃中，上述表現的更為明顯。如在城市總體規劃中，城市總用地面積、人均建設用地等一系列重要規劃指標的確定都是以城市人口預測為基礎的。雖然人們早已認識到人口預測對于規劃設計工作的重要性，但在信息技術手段相對匱乏的時期，規劃人員無力進行大量人口數據的收集、整理和分析研究，通常采用的方法是用幾種經驗預測法分別進行預測，然后進行相互比較和校核，再進一步確定未來城市人口規模的取值。這種方法雖然簡便易行，但在實際工作中由于受到規劃人員自身業務水平、長官意志等諸多因素的制約和影響，規劃設計人員往往難以客觀準確地確定人口預測模型中各項參數的取值，參數取值的隨意性大。這往往使人口預測流于形式，缺乏必要的科學性。

信息技術的應用為規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研究中心開發出的人口地理信息系統為例，該系統建立在地理信息系統平臺基礎上，它將傳統的人口預測技術和近年來蓬勃發展的GIS技術（GeographyInformationSystem,地理信息系統）結合起來，不僅能夠快速準確地預測未來城市人口在數量上的增減變化，而且能夠分析城市人口在空間上的變化規律和演化趨勢，從而便于規劃人員進行城市總體規模、城市空間布局等重大問題的論證研究。

2.3城市交通預測

交通預測是通過對大量觀測數據進行歸納整理基礎上建立起來的數學模型進行演繹，預測交通量變化的一種技術手段。通過交通預測，可以確定各條道路的交通荷載，即交通量的大小。通過交通預測可以進一步確定道路的斷面形式、寬度等關鍵要素。因此，交通預測是城市道路網規劃的前提和基礎。而道路網的形式又進一步影響和制約著城市土地的利用方式，對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，科學的城市規劃必須以準確的交通預測為基礎。

在信息技術尚不發達的時期，交通預測僅僅是少數經過專業訓練的專家才能勝任的工作，對于大多數城市規劃人員來說，雖然他們已經認識到交通預測對于規劃工作的重要性，但是由于缺乏交通預測的專業技能，在實際工作中，他們往往傾向于采用相對簡便的經驗預測法，而不是進行更為準確的量化分析。例如在城市路網規劃中，他們常用道路網密度作為路網規劃的依據和標準，而在具體的道路設計時則參照類似地區通過經驗類推來確定道路斷面的形式和寬度等。這種做法雖然有其合理性，但缺乏足夠的科學依據，并難以擺脫個人經驗的影響，其本身并不能成為一種科學的規劃方法。隨著信息技術的迅猛發展，借助計算機強大的數據處理能力，交通預測中數學模型的建立與反饋修改過程都可被編成自動運行的程序。在進行交通預測的時候，人們只需將觀測到的交通數據輸入計算機中，或者利用現代化的監視設備和數據搜集儀器完成數據的自動輸入，就可以進行交通量的預測。持續更新的觀測數據被不斷地反饋到預測系統中，系統通過將觀測數據與預測數據進行對比，自動完成對預測模型的修正，實現動態地實時跟蹤預測。由此可見，信息技術的應用不僅大大提高了交通預測的精度和效率，而且降低了交通預測的難度，使規劃人員在無需精深掌握交通預測專業技能的前提下，就能準確地進行交通預測，為城市道路網規劃和總體空間布局規劃提供可靠的依據，提高城市規劃的科學性。

3微觀層面

3.1場地分析

場地分析是規劃設計的起點，在以往，規劃師主要借助地形圖來分析場地的坡度、植被、徑流等特征，并通過現場踏勘獲取直觀感受加以進一步核實，然后據此繪制諸如坡度、植被之類的專業分析圖進行場地特征的分析。整個過程基本上都在設計人員的頭腦中完成，需要設計人員具有較強的空間想象能力和圖形表達能力，工作量大且溝通不便。隨著計算機三維表現技術的日益成熟，現在規劃設計人員可以利用多種三維建模軟件進行地形建模，將抽象的現狀圖轉化成具體生動的空間模型來進行場地的分析。目前應用較多的建模工具主要有Archview、3DMAX、3DViz等，其中Archview是基于地理信息系統的應用軟件，它要求用戶具有一定地理信息系統方面的專業知識，且對輸入數據有非常嚴格的要求，屬于專業化的建模軟件。3DMAX、3DViz都與AutoCAD保持著良好的協作關系，二者能直接應用AutoCAD文件進行三維建模，而不需要用戶掌握額外的專業技能，因此比較而言，兩者較Archview建模更為簡單易行，應用更為廣泛，屬于大眾化的建模軟件。以利用AutoCAD與3DMAX進行現狀地形建模為例，只要將AutoCAD現狀圖中的等高線進行簡單地分層處理，然后輸出到3DMAX中，直接應用“地形”(Terrain)命令即可生成現狀地形模型。現狀地形三維空間模型的建立為規劃人員展開進一步研究提供了一個基礎性的共享平臺，規劃人員可利用現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，從而大大提高規劃設計工作的效率。

3.2成果表達

在傳統規劃設計中，最終的規劃成果通常是一整套專業化的圖紙，其中大部分圖紙都是平面圖紙，透視圖寥寥無幾。這種基于平面的表達方法，對于大多數沒有經過專門訓練的公眾來說，過于專業化的圖紙往往顯得晦澀難懂，難于理解蘊涵其中的真實意圖，因此公眾也無法對規劃方案展開積極有效的評論，結果必然造成公眾與規劃設計人員在溝通上的困難。由此可見，在傳統規劃設計中，規劃成果表現手段的匱乏在客觀上抬高了公眾參與規劃的門檻，由于規劃方案無法有效地吸引公眾的注意力，引起公眾的興趣。公眾在事實上自覺或不自覺地置身于規劃設計之外，真正意義上的公眾參與無從談起，從而就使規劃設計僅僅局限在少數專業人員的圈子里面，“以人為本”的設計理念無形中變成了一句空洞的口號。

三維建模、VR（VirtualReality，虛擬現實）等信息技術的廣泛應用為城市規劃提供了直觀而生動的成果表現手段。規劃設計人員通過運用3DMAX、3DViz等建模軟件，可以將規劃成果在電腦虛擬空間中栩栩如生地表現出來，并可進一步將其制作成為靜態的透視圖或者沿一定路徑進行游覽的三維動畫，從而使人們在規劃方案尚未實施之前就能看到其形象。相對于傳統表達方式而言，利用信息技術進行規劃成果的表現不僅能完全真實地反映規劃設計的全貌，而且通過聲音、圖像等多媒體處理技術，能非常直觀地將規劃方案呈現在公眾面前，吸引公眾的興趣，鼓勵他們對規劃方案展開全面討論，這對增強公眾參與規劃的積極性和規劃方案的進一步完善都不無裨益。

4面向信息時代的城市規劃設計

信息技術的發展為城市規劃設計提供了較為詳盡的第一手數據資料和多種分析與表現的工具和方法。隨著信息技術發展及其在城市規劃設計領域的廣泛應用，從宏觀到微觀，從技術到方法的各個層面都給傳統的城市規劃設計以更多的啟迪，城市規劃工作者應在可能的條件下充分運用各種先進的信息技術方法，積極開展面向信息時代的城市規劃設計方法研究，切實增強城市規劃的科學性，為實現城市的可持續發展打下堅實的基礎。

參考文獻：

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