解析面向数字城市规划的城市规划模型研究

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摘要：数字城市规划具有高度的复杂性和系统性，结构不同，其数据存储、管理、集成和分析也存在差异。在本文中，笔者分析并探讨了面向数字城市规划的城市规划模型，希望能够促进城市规划的数字化发展。

关键词：数字城市规划；城市规划模型；地理信息系统

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

城市化进程的加快，需要更加先进、更加高效、更加科学的规划和管理模式。充分利用信息技术是数字城市的显著特征和独特优势。数字城市不仅实现了信息资源的高效整合与充分利用，更加能够在整体上实现城市土地规划的科学合理，构建起人性化的城市空间。为了促进城市规划的数字化发展，笔者在本文中分析并探讨了面向数字城市规划的城市规划模型。

二、面向数字城市规划的城市规划模型

面向数字城市规划的城市规划模型需要充分利用信息化技术、现代测量技术、城市中长期发展战略规划、城市内部工程规划、城市整体发展布局分布情况、场地设计等等诸多因素，不仅需要各种高度专业的知识，更加需要能够在明确城市发展目标的前提下实现城市规划的成功建模。在下文中，笔者以城市综合规划模型和城市工程专项规划模型作为主要研究对象进行分析和探讨，希望能够给相关人员以有益的启示和参考。

（一）城市综合规划模型分析

城市综合规划模型目前城市规划模型当中相对比较成熟的模型之一，宏观性和整体性是城市综合规划模型的显著特征，它所涉及的领域主要包括城市在规划过程中的经济因素、社会因素、环境因素、生态因素等等，其主要面对对象是城市土地利用规划与城市布局分布规划。所以，规划目的与城市价值取向不同，则城市综合规划模型所考虑的影响因素也有较大差异；在综合考虑多种影响因素之后，城市综合规划模型需要评估不同规划方案的合理性，并科学预测城市未来发展态势。正是借助于这种能力，城市综合规划模型主要应用于城市未来发展格局预测、城市土地利用评价、城市土地供求情况研究等方面。

在最初，城市地理学研究城市的发展扩张时通常采用城市演化模型，随着研究的深入，城市演化模型在景观生态学的影响之下成为了预测城市景观未来发展态势的重要工具之一。虽然城市演化模型具有一定的积极价值，但是令人遗憾的是，该种模型过于理想化，导致其在许多情况下以景观类型转换概率为基础的城市演化模型无法客观并且真实地反应城市演化过程并预测城市景观未来发展态势。

在不断的发展过程中尤其是日益深化的城市演化模型研究，使得人文因子、自然因子、生态因子的重要性越加凸显出来，研究人员也认识到了这些因子对于城市发展的重要价值和积极作用，并逐步开展了这些因子在城市发展进化过程中的综合、复杂的机理和作用。与此同时，多学科的交叉学习和运用成为了时代的风尚，传统学科也更加乐于摆脱过于专业导致的视野狭窄问题，许多研究人员积极进行了多学科的交叉研究并取得了一些列的研究成果，这些成果已经成为了城市规划决策的重要参考。举例来说，美国国家自然基金资助华盛顿大学城市模拟与政策分析中心研究开发了UrbanSim模型，该模型是一种城市演化模拟模型。UrbanSim模型的核心模块主要包括地价模型模块、房地产开发模型模块、居民区与劳动力选址模型模块、人口与经济迁移模型模块等等，该模型能够以年为单位仿真模拟城市发展过程中的各个主要部门，例如政府机构、房地产开发机构、商业机构、家庭等等。总体来看，UrbanSim模型能够在微观上仿真模拟城市在发展演化过程中政府机构、房地产开发机构、商业机构、家庭等主要部门的行为选择，从而可以比较科学地预测城市规划方案的未来发展态势和发展格局，借此来评估该城市规划方案的科学性与合理性。同时，UrbanSim模型采用了开放性的系统结构，并免费该系统的源代码，颇受城市研究工作人员的青睐。

从我国的发展情况来看，在上个世纪的五六十年代，我国的相关科研人员也开始从事城市规划演化模拟的相关研究，包括对城市演化模型的研究。当时主要是利用景观概率转换方法来预测城市景观发展态势，采用元胞自动机方法来模拟城市发展扩张态势。虽然我国在以上方法上进行了比较深入的研究，并在城市的实际规划当中进行了应用，但是因为没有进行多学科、跨领域的研究，导致我国在城市规划模型研究的整体落后，无法获得实际应用。

（二）城市工程专项规划模型分析

计算机辅助设计技术、地理信息系统技术本身并未与城市规划的核心领域有机结合取得令人信服的成果，通用的辅助设计平台并不能完全满足各种专业性很强的设计的需求，造成了辅助设计的技术与设计需求之间的鸿沟，这种现象在城市规划中的工程规划中表现的尤为突出。要解决这种矛盾，就需要利用地理信息系统和计算机辅助设计技术等与规划的空间框架相吻合的技术支撑平台，根据规划设计的对象和目标，建立专业领域的应用模型。

城市工程规划作为城市规划建设实施的过程中重要的环节，主要包括城市交通规划、城市管线规划、绿地规划、场地设计等方面。各个工程专项规划的差异很大，因此工程规划模型也是按照专业的不同，利用地理信息系统技术和计算机辅助设计技术提供的支撑平台建立起来的。目前国内外的研究人员在这方面做了大量的研究，并且在一些领域取得了一定的研究成果，产生了一些应用模型。城市绿地系统建设是城市生态环境建设的重要组成部分，但是在城市绿地的规划布局中，规划区域到底需要多大的绿地、需要什么样的绿地并没有统一衡量的标准，在这种情况下就无法对城市绿地在城市中发挥的生态功能进行评估，因此导致城市绿地系统规划缺乏科学的规划依据，在规划决策过程中盲目性较大。City Green模型从生态学的角度出发，根据城市绿地的面积、种类的不同，计算出在城市绿地的综合生态效益，这样既可以对城市现存绿地进行效益评估，指导以后的绿地建设，也可以在城市绿地规划的过程中对不同的规划方案进行生态效益评估，为城市绿地规划和管理提供科学的决策支持。目前该模型已经在美国200多个城市的绿地系统规划、环境控制规划与生活环境评估方面得到应用。我国研究人员在遥感、地理信息系统等技术的支持下对City Green模型进行研究，探讨该模型在城市绿地的生态效益评价中的应用。取得了一定的研究成果，但是这些研究成果还未能推广到城市绿地系统规划的实践中去。

三、结束语

城市的数字化、信息化已经成为了一种重要的发展趋势，研究面向数字城市规划的城市规划模型对于促进数字城市健康发展意义重大。本文从城市综合规划模型和城市工程专项规划模型这两个方面着手，分析并探讨了城市规划模型的相关问题，希望能够为有关人士提供有益借鉴和参考。

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