城乡规划支持服务资源聚合现状及发展趋势

作者简介:
马妍(1983— ),女,青海西宁人,博士,中国科学院地理科学与资源研究所助理研究员,主要从事城市地理学、城市微观模拟、规划决策支持研究,E-mail:mayan@igsnrr.ac.cn(北京 100101);沈振江(1965— ),男,福建福州人,金泽大学环境设计学院教授,博士生导师,主要从事空间信息技术在城乡规划领域的应用研究,E-mail:shenzhe@t.kanazawa-u.ac.jp(日本 金泽 920-1192);高晓路,中国科学院地理科学与资源研究所(北京 100101);党安荣,清华大学建筑学院(北京 100083)。

原文出处:
地理科学进展

内容提要:

本文以近年来广受规划工作者和学者关注的“规划支持系统(Planning Support System,PSS)”为切入点,通过对其概念和内涵的介绍,以及该领域国际国内相关现有研究的综述性分析,引出了规划支持服务资源这一概念。同时,重点针对面向城乡规划的规划支持服务资源的概念、分类进行了辨析,结合多方面的研究案例总结,将可为城乡规划提供服务的资源分为数据资源(Data as a Service,DaaS)、技术资源(Application Programming Interfaces as a Service,APIaaS)和模型资源(APIaaS),针对其如何在软件平台(Platform as a Service,PaaS)上得以聚合、主要聚合技术以及发展现状等,进行了较深入的探讨。最后,针对规划支持服务资源的聚合发展趋势作了一定的前瞻性分析,以便于研究者在未来进行标准化、系统化的研究。


期刊代号:K9
分类名称:地理
复印期号:2014 年 02 期

字号:

      doi:10.11820/dlkxjz.2013.11.010

      修订日期:2013-10.

      1 引言

      近年来,地理科学迅速发展,其理论和技术日益成熟,大量功能强大、成本低廉、易于操作的商业化地理信息系统(GIS)软件在许多领域得到应用;而基于地理空间坐标的空间及属性数据库的建立,是其广泛应用的前提条件(何强,2001;Nath et al,2000;Yao et al,2011)。

      在区域和城乡规划中,GIS作为辅助规划决策的重要工具,正受到越来越多的规划师的重视,其自身发展也呈现出网络化、集成化、开放性、空间多维性等趋势(毛志红,2002;龙瀛等,2011)。但是对于城市这样的复杂系统,规划师所面对的规划问题和规划目标具有多样性与复杂性,使得GIS技术本身及相关的传统预测分析方法难以很好地满足规划师的实际工作需要。因此,在GIS技术的基础上,如元胞自动机(Cellular Automata)及多智能体模拟(Multi-Agent Simulation)等新的预测分析方法不断涌现(Barredo et al,2003;Batty et al,1997,1999;Clarke et al,1998;Fang et al,2005;Itami,1988;Li et al,2000;Shen et al,2009;Wu,1998)。

      在这些方法之上,建立一个统一的信息系统应用框架——规划支持系统(Planning Support System,PSS),随之被提上了日程。PSS融合了一系列基于计算机技术的信息分析方法和模型,能够辅助规划师完成特定规划任务,因此获得了越来越多的学者关注(Klosterman,1997;Richard et al,2001;Shen et al,2012)。

      尽管已有许多学者对PSS作过描述,但到目前为止,学术界仍没有一个公认的定义(Harris,1989;Vonk et al,2007)。鉴于当前PSS的发展现状及存在的问题,许多学者对PSS的发展方向进行了展望。例如,Klosterman(1997)认为,PSS应该是“完全整合的、灵活的、界面友好的系统”,能辅助规划人员挑选和应用合适的预测和影响评价模型,并且将结果以图形和数量的形式表现出来;Brail(2006)则认为,理想的PSS应该支持实时交互操作和团队决策,以帮助获得集体的设计理念。国内也有学者提出,PSS的最终目标是易用、灵活、智能、紧密、高效,任何人都可以用,适应各种数据、方法、模型、流程、表现方面的变化,适合各类尺度、各种数据的研究区域,适合各种研究深度(龙瀛,2007)。总体而言,PSS应该具备的基本特征包括:具有良好的空间信息处理能力、实用性和易用性、模型的可扩展性、良好的数据兼容性、支持规划过程的团体协作以及公众参与性等(Shen et al,2011)。

      PSS作为一个以计算机技术为基础的大概念,其内涵包括了规划支持的理论、数据、计算机算法以及相应的建模能力等多个方面,它可以用于支持规划工作中的信息交流、规划方案展示、实施效果预测等,以便在城乡规划的过程中协助形成规划方案。但是,在规划工作者对规划支持工具的应用效果期望与规划支持工具所能达到的现实效果之间,仍存在一定距离(Brommestroet,2013)。有鉴于此,学者们试图通过软件、硬件与不确定性因素的结合来缩小这一距离,从而使得规划支持系统的形式更加多样化。

      伴随着计算机技术的发展和规划理念的进步,规划专业也在发生变革。目前的规划专业正面临从静态规划向动态规划、从物质规划向社会经济发展规划、从专家评审到公众参与、从行政管理到法制化管理等方面的重大转变。此外,由于概念规划、弹性规划及滚动规划等模式的倡导,规划的制定和修改周期大为缩短。这些变化对城乡规划和管理的技术手段和信息的规范化、智能化、可视化及现势性等提出了更高的要求(叶嘉安等,2006)。规划设计的技术手段随着科技的发展不断提高,用于规划中的传统制图与模型制作等方法正在逐渐被电子沙盘和虚拟城市模型所代替,尤其是因特网的普及,多媒体技术、地理信息系统(GIS)技术和虚拟现实技术(VR)的发展,对城乡规划产生着巨大影响。

      同时,各种规划支持技术也正基于Web服务资源等平台走向聚合发展的道路。在此过程中,如何将繁荣的跨学科学术研究成果转入实际操作,是我们所面临的主要问题。目前已有的基于网络开发的规划支持系统主要用于规划信息的公开,但大多数还是微机终端型的系统(Simao et al,2009;Li et al,2010;Lorz et al,2012)。近年,因云计算技术的推广,也逐渐出现一些网络化的规划支持工具,但是这些工具大都有明确的规划对象,即使提供了一定的后台支持,但数据库也是指定的。这就意味着,用户在使用这些规划支持工具的时候,无法访问或者更改数据库,也因此无法将该工具应用于不同的规划区域或对象(Ghaemi,2009;Li,2005;Rao et al,2007)。可见,未来的PSS发展方向是关注各类服务资源的聚合发展与应用开发,这是一项极具挑战、同时又很有希望完成的任务。但是,在讨论规划支持服务资源的聚合时,国际上基本还处于发展阶段,真正基于云计算的网络规划支持实例还很少。

      基于此,本文将主要探讨各种服务资源的发展现状以及聚合的可能性;从面向城乡规划支持的服务资源分类出发,将为城乡规划提供服务的可聚合资源分为数据资源(DaaS)、技术资源(APIaaS)、模型资源(APIaaS),讨论其如何最终在软件平台(PaaS)上得以聚合;并对当前的聚合现状、主要聚合技术以及未来发展趋势进行分析。

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