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数字城市规划方法的SWOTs分析


第41卷第1期 2008年2月

武汉大学学报(SE学版)
Engineering

V01.41 NO.1 Feb.2008

Journal of Wuhan University

文章编号:167l一8844(2008)01一0095一05

数字城市规划方法的S

WOTs分析
魏伟,牛

(武汉大学城市设计学院,湖北武汉430072)

摘要:从数字化城市规划方法的概念入手,应用SWOTs态势分析法,分析数字技术在城市规划编制与管理中的 内容与优势,剖析GIS技术在城市规划领域应用的问题和局限性,并结合信息社会和数字城市的特点,分析了数 字化为城市规划带来的历史性机遇,最后,结合我国城市规划领域的实际情况,表明了数字化城市规划面临的巨 大挑战. 关键词:数字城市规划;SWOTs;城市规划

中图分类号:Tu

984

文献标志码:A for digital urban planning
430072,China)

SWOTs methodology
(School of Urban

WEl Wei.NIU Qiang
Design,Wuhan University,Wuhan

Abstract:From the
tents

concept

of digital urban planning method,using the

SWOTs
are

state

methodology,the

con—

and strengths that digital technique used in urban planning drawing up
are

analyzed;and the weaknesses

and limitations that GIS technique used in urban planning

also analyzed.Combined the characteristics of in—

formation society and digital city,the historic opportunity for urban planning brought by the digital technique is analyzed briefly.At last,combined the practical conditions of China’S urban planning field,the huge challenge that the digital urban planning is facing with,is expressed. Key words:digital urban

planning;SWOTs;urban
Urban

planning

数字化城市规划(Digital

Planning)方

(Strength)、劣势(Weakness)、机会(Opportuni- ty)、威胁(Threat),SWOT后面的“s”从英文角度 解释代表的是复数,说明前面提到的S、W、O、T 四个方面的因素是众多的,并且是纷繁杂沓的.所 谓SWOT分析,即态势分析,就是将与研究对象密 切相关的各种主要内部优势、劣势、机会和威胁等, 通过调查列举出来,并依照矩阵形式排列,然后用 系统分析的思想,把各种因素相互匹配起来加以分 析,从中得出一系列相应的结论,而结论通常带有 一定的决策性.运用这种方法,可以对研究对象所 处的情景进行全面、系统、准确的研究,从而根据研 究结果制定相应的发展战略、计划以及对策等.这 种分析方法最初主要应用在商业领域,之后逐渐被

法是传统城市规划理论与现代信息技术发展相结 合的必然趋势[1],它是以数字地图为基础,集城市 经济、社会、生态、人口统计等信息来描述城市空间 的丰富内涵,并利用遥感(RS)、全球定位系统 (GPS)和地理信息系统(GIS)、海量数据处理数据 库、三维可视化等技术实施基础数据的动态更新和 维护,依托城市信息高速公路的宽带网络平台,在 构筑高效和统一数据标准的前提下,达到数据交换 和信息共享,实现城市规划信息社会化[2]. SWOTs分析法又称为态势分析法,它是由旧 金山大学的管理学教授于20世纪80年代初提出 来的[引.SWOT四个英文字母分别代表:优势
收稿日期:2007-08?21

作者简介:魏伟(1976一),男,汉族,宁夏银川人,讲师,博士研究生,研究方向为城市规划理论与设计.

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应用到教育评估和城市研究等许多领域. 中国目前的数字化城市规划刚刚起步,诸多内 容和操作体系正在形成,应用领域正在探索扩展, 再加上数字化体系本身的不足,新生事物不时面对 来自传统的挑战甚至是排斥.所以,当前基于数字 化的城市规划方法的整体状况是:优势明显,劣势 不容忽视,机遇与挑战并存1 1

设计切合实际的核心因素. 1.1.3方案构思及设计阶段 数字化技术在本阶段的应用主要体现在两个 方面: (1)区域与规划数学模型的应用.主要包括趋 势预测模型、经济预测模型、城市化模型、城市等级 规模模型、城市人口预测模型、交通模型、用地模型 等.这些模型的建立主要是依靠GIS与城市区域 规划模型进行集成[4].这些基于GIS的数学模型 的建立将原先许多定性分析的内容加以量化,增强 了规划的科学性和客观性. 图1为利用场强模型模拟的湖北省除武汉外 各地级以上城市的腹地范围,可用于城市经济区划 分、城市行政区划调整、城镇体系结构分析等.

内容及其优势
城市规划主要包括编制和管理两个主要层面.

信息技术的发展,为城市规划的编制提供了强大的 技术支撑,为规划管理塑造了信息化的平台,深刻 地影响并改变着当前中国城市规划的方法体系.
1.1规划编制

当前中国城市规划编制工作大体可分为总体 规划和详细规划两个层面,虽然编制的范围、要求、 内容有所区别,但程序基本一致,即包括项目准备、 现状调研、方案构思、成果编制、咨询反馈以及上报 审批几个阶段.数字化城市规划方法不会改变基本 工作程序,但其强大的分析、统计、表达、计算能力 可在规划编制的各个阶段提供不同的、全新的技术 支撑,使规划的编制工作更加客观理性.
1.1.1

项目准备阶段
图1

本阶段主要需要收集数字化地形资料、规划数 据库建设情况以及规划信息化管理情况,为下一步 编制工作和管理系统的建立提供数据来源.这是后 续所有工作的基础,也是决定成果质量的基础环节. 1.1.2现状调研阶段 包括前期资料收集和后期资料整理、数据分析两 个主要阶段.数字化城市规划主要体现在两个方面: (1)空间地理信息的采集.以GIS为核心和平 台,结合GPS和RS技术,可获得丰富的地表信息. (2)数据的分析.采用GIS空间分析技术,如 叠合分析、邻近分析、网络分析等,研究规划对象的 现状条件,进行各类统计分析,如数据的分类、汇 总、计算、比例,并且制作专题图,如人口分布图、地 形模拟图、坡度(向)分析图、绿化状况图、环境评价 图等,以及由此生成的用地综合质量评价图. 数字技术在现状调研阶段的优势是传统方法 无可比拟的,它以海量数据替代了有限的图形标注 和计数,以多角度、多类型分析、制图替代了人工计 算、制图和判图,大大提高了城市规划前期工作的 效率,并极大地丰富了现状分析的成果,这是规划

湖北省除武汉外的各城市的腹地范围

这些模型中比较成熟的往往被集成到空间决 策支持系统(SDSS)中.例如,著名的What If?TM系 统集成了一系列城市演变模型,它能用于分析如果 关于未来的政策选择或假设正确的话(例如对城市 增长的空间限制政策、对人口增长率的假设等),将 会出现什么样的土地利用形态. (2)利用虚拟现实技术(VR)构思设计.将数字 城市的可视化和计算机仿真技术结合在一起,充分 利用VR技术的“3I”特性,即Interaction(交互 性)、Immersion(沉浸性)、Imagination(构想 性)[5],结合GIS、三维可视化、不规则三角网 (TIN)技术,依据设计者的意图展现出方案构思的 效果,全面审视并及时修正.与传统规划设计的方 案构思不同的是,数字化的规划设计构思可以融人 更多的“约束条件”,如环境影响、地形限制、生态保 护、人口分布等,使方案更加结合实际情况,更加趋 于合理,减少主观的错误判断,而这恰恰是过去规 划设计中许多不切实际的方案之根源.通过虚拟现 实技术,能够将规划设计中的构思定位于客观环境

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之中,评价其对现实环境的影响,在虚拟的设计环 境中感知空间设计的合理性[6],从而取代模型图绘 制或者实体模型制作,缩短设计时间,提高设计效 率,增强设计成果的可用性.例如当前备受重视的 “历史文化名城(街区)保护规划”,应用VR技术就 可以直观地显示出保护、改造、更新后的实体对于
历史环境的影响.

GIS系统的介入,因为GIS系统可以给普通公众提 供一个通向巨量复杂空间数据的途径以及一个强大 的分析工具口].国外有些学者甚至提出了公众参与 地理信息系统的概念(PPGIS,Public
Participation

GIS)【8].笔者认为在公众参与方面,WebGIS和 VRML(虚拟现实建模语言)的结合是当前我国实现 公众参与的核心技术保障.这种公众参与方式不但 对规划方案本身起到完善、监督的作用,而且对于城 市规划的民主化进程意义非凡. WebGIS操作简单且客户端平台具有独立性, 宜于空间检索和分析,可以取代过去看似热闹但实 际功效不大的“规划听证会”,有利于公众独立、自 主、全方位地参与规划成果的咨询反馈工作,是公 众参与的基础平台. VRMI。是一种在互联网上表达三维模型的跨 平台的语言,主要包括几何造型、变换、属性、光、阴 影和表面纹理描述.与传统的三维模型的表达方法 不同,浏览由VRML构造的三维模型不需要专用 的软件,用户通过一个在普通Web浏览器安装的 标准VRML插件,就可以自由变化视点、角度,从

图2为用于景观规划的复杂地形地貌虚拟,它 可以真实地再现实地的场景.通过多角度多路径地 反复浏览,规划师可以更加深人地了解实地的地貌 景物特征,提高景观规划的水平.

图2山区复杂地形地貌模拟

任意视点和路线观察由设计形成的虚拟城市空间, 它是公众参与的直接对象. 1.1.6上报审批阶段 电子报批是一种数字城市背景下的规划审批模 式,与传统的“纸介质”规划成果报批不同的是,它使 用电子介质,同时要求计算机文件必须符合规定的 技术规范标准,审批部门使用审批软件对图形文件 进行校核.这有利于提高规划审批的准确性和科学 性,更重要的意义在于它可以实现规划成果审批的 标准化,给规划信息中心的数据入库和动态管理服 务带来极大方便,保证了规范信息的时效性,为城市 建设的研究与工程项目的策划提供有价值的参考. 同时,电子报批最大程度保护了城市规划信息系统 的数据库共享和系统兼容,使各个层次的城市规划 信息系统的数据资源得以充分利用L9].这对于当前 建立“节约型”社会和“高效率”办公而言,意义重大.
1.2规划管理

1.1.4成果编制阶段 本阶段主要是利用虚拟现实技术制作规划专 题成果图.通过虚拟现实技术,可以对规划方案进 行多角度、多维数、动态时实的展示.而过去规划成 果展示主要依靠效果图和实体模型.效果图是单一 角度、二维、静态的计算机渲染图,方案本身得不到

全面展示,容易出现“以偏代全”——局部的、某一
角度的“优质”效果掩盖了设计者不想展示的“劣 质”成果,或者“忍痛割爱”——诸多规划设计思想 不能一一展示.实体模型的制作则具有成本太高、 更新困难等缺点.利用VR技术制作的规划成果, 能使受众在虚拟的三维环境中,动态、交互式地体 验设计成果,全方位地审视成果的优劣.更为重要 的是,这种VR规划成果,集成了大量相关的GIS 信息,各种属性数据可以更为深刻地阐述规划成果 的内涵,这是传统规划成果展示无法达到的. 1.1.5咨询反馈阶段 这一阶段主要包括专家论证(评审)和公众参 与.当前我国城市规划的咨询反馈工作主要集中在 专家论证层面,部分成果采用了公众参与的咨询手 段,但实质上仅仅是规划决策之后的“学习”,我们可 以认为是“象征性参与”.咨询反馈阶段当前急需

城市规划管理分为规划组织编制和审批管理、 规划实施管理、规划实施的监督检查管理三大部分. 数字化城市规划管理系统当前主要应用于规划实施 管理阶段,可以概括出三个层次的功能需求n
0。:

(1)基础信息管理功能,包括数据的输入、编 辑、更新、管理、输出、制图以及查询检索、统计、分

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析.在动态、快速、高精度、规范地得到和存贮城市 规划的成果信息(包括空间信息和属性信息)等方 面,数字技术具有传统方法不可比拟的优势.充足 的城市基础信息供给和充分的信息掌握是规划管 理的基础.近些年来基础信息数字化管理的实践一 再证明,它是提高规划审批水平,避免规划审批失 误的有效方法.例如,苏州工业园的“图形管理员” 系统,把地形图、规划图、遥感影像图、建筑设计总 图、地下管线竣工图、用地红线图、宗地图等城市建 设电子图档用统一的坐标系组织起来,实现了随时 调阅查看、不同类型的图纸之间叠加比较、数据实 时更新等功能. (2)业务应用功能,主要完成“一书两证”的办 公自动化工作和规划实施动态监测等.通过“一书 两证”办公自动化系统可以大幅度提高规划审批效 率,缩短审批时间.例如上海市实施“一书两证”办 公自动化系统后,办理《建设工程规划许可证》从以 往的数个月缩短到25个工作日.在规划动态监测 方面,最方便实施的方法是遥感监测.只有严格地 监测才能保证城市建设、房屋开发与规划保持一 致,才能保证规划的权威和效力.例如苏州工业园 每年对园区执行一次航拍,航拍图直接和先前许可 的建筑总平面图进行叠加,检查施工有没有严格按 照审批图纸实施. (3)辅助决策分析功能,辅助政府部门进行重 大城市规划案件的决策和分析,例如日照分析、交 通流量分析、公共设施服务范围分析、建设项目的 社会经济效益分析等. 数字化城市规划方法优势可总结为[111:动态、 快速、高精度、规范地得到和存贮城市规划的成果 信息(包括空间信息和属性信息);快速、高精度地 进行城市管理信息的查询检索和统计,方便用户获 取各类精确信息,向社会提供信息服务;有效地对 城市建设进行监控;有效进行城市信息的空间分 析,支持城市管理工作的深化并辅助决策;快速、高 精度地更新城市定位信息,保证城市管理工作中信 息的现势性.

分析、解决问题的途径.面对日益复杂的城市系统, 城市规划的作用体现在其学科框架和学术思想上. 建立以专业城市规划知识为基础的、具有城市规划 辅助设计功能、空间分析模块、管理信息系统的 GIS城市规划方法体系,是今后城市规划发展的重 要领域. 当前GIS系统本身的局限,使得其难以解决 规划中大量的实际问题,其局限性集中体现在以下 几个方面: (1)GIS平台比较成熟,如ARC/INFO、MAP— INFO等,但普遍缺少城市规划专业功能的分析模 块,软件开发与专业理论的脱离是制约该领域发展 的瓶颈.类似GPCAD、CPS等规划总图设计软件 以及FASTUPMIS规划管理信息系统,仅仅是将 规划设计和管理的一些步骤加以集成,缩短了往日 的工作时问,面对复杂多变的规划问题,还有目前 中国难以统一的规划设计、管理标准,这些软件所 搭建的平台远远不能满足要求. (2)建设GIS的效益回报有滞后效应,先期投 入的大量资金很难在短期内见到成效.而且,在庞 大的资金投入当中,又有大部分需要用于“无形”的 数据建设中.据调查,建设GIS的费用构成,硬件、 软件、数据的比例为1:1:8.这对于当前以“政 绩”考核为主的城市政府而言,难以有高的积极性. 城市规划是行政管理手段,连贯的政策对于城市规 划的GIS系统建设至关重要. (3)数据的收集与数据库建立存在很大困难. 规划管理工作不但涉及本系统大量的规划信息数 据,同时还需要收集分散在各个相关机构部门的专 项资料,这就给数字化的规划管理带来操作上的困 难.职能部门之间的信息垄断阻碍了一体化的数据 库建立,数据标准的不统一加大了数据共享的难 度,当前在建立GIS系统时出现了各自为政和重 复建设的状况. (4)当前城市发展极其迅猛,城市规划管理的 数据更新必须跟上,但庞大的数据库系统以及规划 管理的专业特性都是数据更新遇到的直接问题. (5)乡镇GIS基础数据缺乏.当前规划发展的 总体趋势是城乡协调规划,《城乡规划法》已经替代 原有的《城市规划法》.但当前我国所有的GIS数 据库建设都集中在大城市,缺少乡镇甚至是中小城 市的GIS基础数据,这种数据上的匮乏限制了GIS 在城市规划领域中的应用.

2问题和局限性
对于城市规划,GIS是一种工具,即GIS不能 完成城市规划设计和解决社会经济问题,它仅是提 供了一个空间数据环境和解决问题的工具,不能替 代城市规划学科百年以来逐渐形成的学科体系和

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魏伟,等:数字城市规划方法的SwoTs分析

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3带来的机遇
3.1

然会产生一定矛盾,尤其在城市规划方案的定夺、 成果的审批、公示、政务公开等环节,一部分人原有 的利益或者权威必然会受到影响,这将成为数字化 城市规划面临的“隐性危机”.另外,数字化城市规 划的开放性、平等性和共享性,与我国长期以来实 行的“条块分割”式管理也产生了很大矛盾,工农分 割,城乡分割,产业与市场分割,城市与城市分割, 乡村与乡村分割,这些对数字化城市规划的挑战不 是一朝一夕能够解决的. 4.3城市发展的复杂性 数字化城市规划方法的创新之处就在于它的 “量化、可视化和公众化”,但我们的城市面临国际、 国内环境的变化飞快,城市的功能日益复杂化、混 和化,城市的用地逐渐集约化、立体化,这些变化反 映在数字化城市规划中,都会带来海量的数据以及 不计其数的关系,同时还有大量衍生出来的难以量

更新城市规划的技术手段 从城市规划的编制到规划管理,数字化技术手

段无不展现出了强大的技术支持和表现手法.它为 城市规划带来了新的机遇:获取大量数据的手段, 分析空间的工具,表达设计意象的技术载体,规划 成果的可视化和交互化,规划管理的动态高效化, 成为“数字城市”建设的主要组成部分. 3.2推动城市规划理念的发展 数字化为城市规划的技术手段带来巨大变革的 同时,也深深地影响着规划理念的变革.首先,数字 化时代的发展背景,即以经济全球化为动力机制、以 IT产业为主导、以知识经济为导向、以可持续发展 为目标的宏观环境,推动着现代城市规划的发展.其 次,数字化的设计方法使规划设计更加客观实际,交 互式的公众参与推动了城市规划往人本主义方向发 展,虚拟现实系统使城市规划从静态向动态转变,数 字化的规划管理也大力推动了规划法制的建设和监 督机制的完善.

化的数据和难以解析的关系——我们所依托的
GIS平台能否适应这种变化?这将是数字化城市 规划方法无法回避的现实.
参考文献:

4面临的挑战
4.1人才匮乏 数字化城市规划方法是以传统的城市规划为基 础的、以新技术的应用为工具的、以多个技术领域为 支撑的、面向数字城市的规划方法,对城市规划的设 计人员和管理人员提出了很高的要求,这对于目前 中国城市规划教育“重设计、轻技术”的现状,提出了 严峻的挑战.同时,从城市规划的本质上讲,“规划设 计”属于“设计”学科,具有明显的“艺术创新”思维; 宏观层面的规划如总体规划阶段,则需要严谨和扎 实的社会人文基础;而在规划管理的实际工作中,又

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T L,Barndt

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要的城市规划层面所需要的专业知识与基于新技术 的数字化城市规划产生了一定的矛盾,毕竟在现有 的学科体系中,它们从学科设置、教育体系和应用领 域上都存在差异,这更加大了培养具有“数字化城市 规划”能力后备人才的难度. 4.2传统管理制度 正如任何一项变革都会带来与传统事物的矛 盾一样,数字化城市规划方法从设想到应用实践, 都是令人鼓舞和向往的,但目前的城市规划方法格 局已经深入人心并执行已久,新与旧的方法体系必

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