转型下的规划模型知识库建设思路

沈阳市规划设计研究院有限公司 辽宁 沈阳 110004

正文：

1 引言

随着科技的快速发展、城市化进程的加速，更加科学、精准的城乡规划和管理已经成为新时代对规划人的要求。

在传统工作模式中，城乡规划和管理的部分工作仍以定性分析为主，很多定量分析工作仅作为参考和补充，利用新技术支持规划编制势在必行。由传统的定性分析转变为定性与定量分析相结合，是提升规划编制合理性和科学性的努力方向。

传统规划师多是建筑或设计专业背景，利用新技术进行定量化分析的能力较欠缺，使得部分规划编制工作基于规划师的主观判断。一方面，面对日益复杂化的城市问题，过多依赖主观、忽视定量分析，不利于对科学规划的追求；另一方面，由于规划编制的许多过程都需要人工参与，并存在不同方案重复进行类似操作的情况，限制了规划效率的提升。为解决以上两大难题，提高规划效率、提升规划的科学和精准性，沈阳市规划设计研究院（以下简称“我院”）开展了规划模型知识库的探索。规划模型知识库的理念来源于规划支持系统，它是基于计算机的方法和模型的综合，能够实现对规划的支持。

过去三年，针对我院的数据现状和今后发展方向，已对城乡规划体系的数据标准和数据集成进行了研究，并开展了数据建设。在数据集成管理以前，没有统一的数据标准，数据分析工作的大部分时间都用在数据收集、数据整理和再加工上；而数据集成管理之后，情况得到很大改善，节省的时间和精力可专注于数据分析模型的研究。由于数据集成研究和数据建设等这些基础工作的支撑，我院对数据的挖掘与分析效率大大提升，有了这一基础，即可将更多空间数据分析的技术方法应用到规划模型中，通过量化分析得出科学、客观的分析结果，支撑规划编制。

2 研究意义

（1）有助于解决规划中多元、多维的复杂问题

传统规划中，涉及到不同时间、不同地域、不同维度等的多元、多维复杂问题一直是比较棘手的问题。建立规划模型知识库，可以将从不同角度分析问题的模型和技术方法进行整合，从而更好的对复杂问题进行综合分析。

（2）有助于打破规划师和数据分析师之间的专业壁垒

传统规划师利用新技术进行定量化分析的能力较欠缺，建立规划模型知识库，可以将城乡规划需求与空间数据分析技术相结合，打破规划师和数据分析师之间的专业壁垒，推广和普及定量分析的应用。

（3）有助于提高数据分析的效率和精度

分析内容与分析模型的关联，加上规划模型的工具化，有助于规划师根据规划内容，快速了解可采用的分析方法，并且进行有针对性的数据收集、数据处理、以及参数配置等，提高数据分析效率和精度。

（4）有助于知识的积累

在我院以往的规划数据分析中，没有形成统一的技术标准和模板，因此许多基于规划分析的模型和知识没有积累下来，知识库的建立，有利于规划知识的积累。

（5）是建立“规划支持系统”或“地理设计平台”的重要基础

建立规划支持系统或地理设计平台已经成为一种发展趋势，当进行平台建设时，积累的大量规划分析知识可以作为平台空间分析功能的坚实基础，提高平台的建设效率，提升平台的实用性。

3 研究内容

（1）规划模型知识库框架搭建

通过梳理规划编制中所需的规划分析内容，以问题为导向，梳理出实现这些规划分析内容所需要的数学分析模型和技术方法。搭建起一套以城乡规划体系为索引，以规划编制中的分析内容为抓手，以数学分析模型和技术方法为工具的框架。

（2）分析模型与技术方法的梳理、研究与模块化

对模型所需的数据、软件、技术方法和应用实践等进行研究，针对每项分析内容整理出一套或多套基于不同分析模型和技术方法的解决方案。将数据分析的模型进行简化，并封装成ArcGIS中的工具箱，使规划师可以使用简单的操作实现复杂的分析功能。

4 建设思路

4.1 总体思路

图1 规划模型知识库建设总体思路

模型知识库的总体建设思路是形成“三大体系”，即城乡规划体系、模型分类体系和数据分类体系。体系之间紧密配合，共同支撑模型库的正常运转，同时在工作中也可以根据需要，对体系分别进行扩展。分析内容与分析模型紧密联系、逐一对应，数据分类体系作为基础，支撑规划分析。通过内容与模型的对应，使规划师、模型管理者都能从熟悉的角度出发使用和维护知识库。

4.2 规划分析内容梳理

规划师对城乡规划熟悉，对分析模型陌生。通过对规划编制中需要进行数据分析的内容进行梳理，使规划师能够以问题为导向，从熟悉的内容入手，而不用思考需要用哪些模型解决问题。对分析内容的梳理应尽量简洁，梳理常用的、便于使用模型分析的内容。

以城乡规划体系为基础，以文献为参考，结合我院以往开展的规划项目，将规划内容梳理为五大类，分别是总体规划、详细规划、市政规划、交通规划和专项规划。详细分类见图2。

图2 规划内容梳理

4.3 分析模型选取与分类

以梳理的规划内容为目标，逐个寻找解决方案，建立数据分析模型。将零散的模型进行整合与分类，整合为十个大类：基础地理分析、空间关系分析、适宜性分析、建筑分析、人口分析、经济分析、用地分析、交通分析、市政分析和公共设施分析模型。进行整合与分类后，便于模型的管理与维护，以及模型库的进一步扩展。模型分类体系见图3。

图3 模型分类体系

4.4 模型知识库框架

分析模型与分析内容逐一对应以后，便形成模型知识库的框架。框架的第二级和第三级为规划分析内容的大类和小类，便于规划师根据分析目的选取分析模型；第四级和第五级为分析模型的大类和小类，便于模型管理者根据规划师的需求对模型进行更新、维护、增减等。知识库框架见图4。

图4 模型知识库框架

4.5 规划分析模型建立

针对模型库中的每个分析模型，分别从模型结构、用途、软件、数据、理论（方法）、应用（案例）等六个方面进行描述，便于规划师深入理解模型的用法，以及模型管理者了解模型的细节。

模型结构：描述模型工作的方法和步骤，包括输入、运算和输出等内容，例如，包括哪些输入项，运算的步骤，得到哪些输出等。

用途：描述模型在规划编制中用于哪些具体的问题。例如，用于禁止建设区、限制建设区、适宜建设区等管制分区的划分。

软件：描述在模型的运算过程中使用了哪些软件。例如，ArcMap、MapInfo、SPSS等。

数据：描述模型对输入数据的详细要求，包括数据的命名、格式、属性、以及其他要求。

理论（方法）：描述模型的工作原理，以及模型中所涉及的空间分析、统计分析等方法的具体内容。

应用（案例）：通过实际案例，描述模型的应用方法，并进行详细的分步讲解，便于规划师参照案例使用模型。

本次研究使用ArcMap中的“模型”工具将一些常用模型进行简化和封装，制作成可在规划师之间共享使用的工具箱，下一步进行平台开发时也可直接使用。

5 总结

通过规划内容的梳理，规划模型的选取与整理，目前已初步形成了我院规划模型知识库框架的搭建，并建立起了一些常用的规划分析模型。

知识库框架的搭建为规划师与分析师搭建了一座沟通的桥梁，在今后的规划数据分析工作中，规划师可以在不了解分析原理和分析工具的情况下，根据分析内容找到所需要的分析方法和模型。并且利用已建立的分析模型进行实际操作，将自己的规划思想百分之百的进行落实。

知识库框架具有可拓展性，这样便能持续收入我院在日常工作中积累的规划分析内容、分析方法和工作经验，形成我院规划人员的知识宝库，大量减少数据分析的重复工作，并为规划师提供更广阔的视野和解决问题的思路。

城乡规划的分析模型与技术方法不是一成不变的，而是随着城乡规划的发展及信息技术的进步而不断发展创新的。因此，对于分析模型和技术方法的研究与积累是一项长期的工作，不能一蹴而就。在今后的工作中，还将继续充实模型知识库，使知识库发挥更大的作用。