国匠城工作台

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以陕北黄土沟壑区某小城市为例，探讨城市总体规划编制过程中的数据增强设计技术应用。根据案例城市特点和各类数据获取难易情况，在建立数据增强设计框架的基础上，分别以遥感影像数据、手机信令数据、社会感知（空间句法）数据和交通观测数据为数据源，对规划编制各阶段的城市子系统进行数据驱动设计，并对传统技术手段下的规划方案进行优化和调整。最后对中小城市总体规划中数据驱动设计技术整合方法提出若干意见，即应优先选择对环境保护和社会关怀有直接影响的技术方法、不同数据处理和分析之间的技术整合，以及对新的数据来源和新的数据类型进行深入挖掘等。 <span class="" style="margin-right: 8px; padding: 4px 10px; max-width: 100%; white-space: pre-wrap; text-align: justify; color: rgb(255, 255, 255); line-height: 27.99px; font-family: 微软雅黑; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; background-color: rgb(0, 154, 215);">1<strong class="" style="max-width: 100%; font-size: 18px; white-space: normal; text-align: justify; font-family: 微软雅黑; line-height: 27.9948px; color: rgb(0, 154, 215); box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; background-color: rgb(255, 255, 255);">中小城市总体规划中的数据增强设计技术应用框架 数据增强设计是以定量城市分析为驱动的规划设计方法。由于大城市空间结构的复杂性和多变性，难以用一套固定的技术体系来构建与之相适应的数据增强设计技术路线。因此，本研究的关注重点在以中小城市总体规划为研究对象并以陕北黄土沟壑区某小城市为例，将技术问题聚焦在空间尺度较小、问题相对集中的城市地域单元，通过实证初步尝试探索性地构建针对于中小城市总体规划编制的数据增强设计技术应用体系。案例城市地处陕北黄土高原地区的丘陵沟壑地带，全县辖3镇3乡2社区，总人口约为9.5万人，县城位于县域中部沿河东岸的河谷阶地上，呈明显的河谷带状城市形态。截至2015年，县城常住人口约为3.5万人，总建设用地面积约4.2 km2。通过对目前城市总体规划编制过程中的新目标导向和新技术应用趋势的综合解读，以及对案例城市现状问题的分析和梳理，研究确定在城市总体规划中可以通过数据增强设计来提升技术方法的环节，可以总结为生态安全、城市空间结构（公共中心）、城市设计、城市密度4个方面。基于数据资料的获取难易程度，研究所对应的增强设计数据分别为遥感影像数据、手机信令数据、社会感知（空间句法）数据和交通观测数据。 <img data-s="300,640" data-type="png" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJOBsgZYrDRibMNVR01qIxKFdPuWJhKtzWBTNG3FMibJaeFImXDcNmQPNFeypInXf3K0147oWy8Bu8Dw/0?wx_fmt=png" data-ratio="0.7423423423423423" data-w="" /> 中小城市总体规划数据增强设计框架 <span class="" style="margin-right: 8px; padding: 4px 10px; max-width: 100%; white-space: pre-wrap; text-align: justify; color: rgb(255, 255, 255); line-height: 27.99px; font-family: 微软雅黑; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; background-color: rgb(0, 154, 215);">2<strong class="" style="max-width: 100%; font-size: 18px; white-space: normal; text-align: justify; font-family: 微软雅黑; line-height: 27.9948px; color: rgb(0, 154, 215); box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; background-color: rgb(255, 255, 255);">案例研究——以陕北黄土沟壑区某小城市为例 2.1  利用卫星遥感数据对城市生态安全格局的构建和用地规模的核定首先，通过国家地理空间数据云平台免费获取2015年5月的Landsat 7 ETM遥感影像；其次，运用ERDAS 9.2软件对获取到的遥感影像进行坐标校正与解译处理，提取县域范围内的土地利用现状；再次，借助景观生态学的分析框架，对不同的土地利用类型赋予不同的生态阻力值作为阻力面，同时确定重要物种迁徙的“源（即各类生物物种的栖息地）”，采用最小累计阻力模型（MCR）计算出县域范围内重要的物种迁徙生态廊道，并将其作为严格保护的禁止建设区；最后，将基于生态安全格局下的各类土地利用关系通过中心城区土地利用转移矩阵预测未来县域和中心城区层面建设用地规模，在此基础上与土地利用总体规划确定的用地规模进行衔接。 <img data-s="300,640" data-type="png" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJOBsgZYrDRibMNVR01qIxKFdSkdtBszCoicia1FslKQ1loej8WC0wWuFV4iciatnZ562GBj3OaibyBD0cHQ/0?wx_fmt=png" data-ratio="0.7621621621621621" data-w="" /> 不同土地利用的阻力值 <img data-s="300,640" data-type="png" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJOBsgZYrDRibMNVR01qIxKFdCickeOOQP21jfczLfQBE9HrD29hCfEmKs1S9LpM4lRYicbRZHA0icTjDQ/0?wx_fmt=png" data-ratio="0.7873873873873873" data-w="" /> 基于生态安全格局的空间管制规划 中心城区土地利用转移矩阵 （单位：%）<img data-s="300,640" data-type="png" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJOBsgZYrDRibMNVR01qIxKFdZmIP1BwAYnnGFkXdicic9smrmDQOqdF3qn4X2pXHNX3MwibqfibAbGquzg/0?wx_fmt=png" data-ratio="0.3387387387387387" data-w="" /> 县域及中心城区建设用地规模核定<img data-s="300,640" data-type="png" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJOBsgZYrDRibMNVR01qIxKFdSfL4T9mlCuhd1FiaqYaUpz7Wjl1K4vMlxibeyTiaBo2X8g9aQFjbgvOuA/0?wx_fmt=png" data-ratio="0.1945945945945946" data-w="" /> 从规划期末建设用地规模来看，县域层面的城市规模基本符合土地利用总体规划和生态安全保护的双重要求，而城市总体规划所确定的6.5 km2中心城区建设用地规模则相应偏高，需要进行相应的调整。因此，通过遥感数据的增强设计对原规划中确定的城市规模进行了修正，使调整后的规模能够满足生态保护与基本农田保护的需求。虽然规划期末的总建设用地面积变小，但在规划中仍然可以通过制定更加紧凑、集约的土地发展和使用策略来确保城市空间发展的土地供给。2.2  手机定位数据驱动设计对城市空间结构的调整以案例城市中心城区范围内44个移动/联通通信基站手机定位（2G、3G）数据（2015年4月22日—4月30日）为数据来源。首先，采用核密度法（Kernel）生成手机用户密度图，计算出工作日和休息日不同时段多日平均用户就业密度分布以及多日平均用户游憩密度分布；其次，对多日平均用户就业密度和游憩密度进行空间聚类分析，从而识别出中心城区的商业就业中心和休闲游憩中心。研究发现，中心城区的商业就业活动密度呈现由中心沿带状向两翼递减的趋势，并在现状城区中心周边城区形成一个相对高密度的次区域中心；同时，中心城区游憩活动最密集的区域更多集中于城区两翼的山地（山体公园），而非中心城区的集中建成区，并且与商业就业活动高密度区在空间上并不重合。依据此结论通过比较，对基于物质空间传统的规划设计结构方案提出的空间结构进行优化调整，即强化现状城市公共中心的商业规模和等级、将规划的城市副中心移动到商业就业活动高密度区、调整城市绿化中心体系等。 <img data-s="300,640" data-type="png" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJOBsgZYrDRibMNVR01qIxKFd6RpbtSWf7DhzV4Gia582ODPUz716TVLgSIHGEkib6GpicMN9Tcn4icCAwQ/0?wx_fmt=png" data-ratio="0.4828828828828829" data-w="" /> 中心城区平均就业与游憩的密度分布与空间聚类 2.3  行为感知数据驱动设计对城市设计框架组织的优化空间句法（Space Syntax）分析是一类新的拓扑分析技术，目的在于表征城市空间系统的社会性与功能特征，强调了空间内在的主体特征。这一方法以句法轴线作为分析的核心要素，通过分析轴线本身的可达性、集成性和渗透性研究拓扑结构的内在逻辑，总结其发展变化规则，借以判断城市空间系统内在的变化规律。研究对案例城市中心区分别通过基于全局整合度分析（GlobalIntegration）和基于视觉可视度（Visual Graphic Analysis）分析提取中心城区建成环境认知度高的路径、区域和节点3个要素，对规划确定的城市设计框架体系中相应的要素组成进行比较分析，在此基础上对城市总体规划中的城市设计框架进行优化调整。以“路径”要素为例，研究发现，基于传统设计思路所确定的部分城市轴线并未体现出较高的全局整合度；而与此相反，部分在设计中被忽视的传统街巷和城市生活性道路却体现出较高的空间整合能力。因此，基于空间句法分析对城市设计框架的优化调整不仅强化了“参数化设计”对“美学设计”的概念及方法补充，同时也能够为城市设计的分析过程引入一种定量化、社会化的视角。 <img data-s="300,640" data-type="png" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJOBsgZYrDRibMNVR01qIxKFdf3L0yibmrLibia9cIMCTs1C2UunEClIhvTVhw4LghykU2DnMgeQNMAGCA/0?wx_fmt=png" data-ratio="0.3117117117117117" data-w="" /> 中心城区路径全局整合度分析 2.4  交通观测数据对城市道路系统规划与城市密度分布的整合研究试图通过对城市道路系统规划与城市密度分布的动态匹配与调整探索二者间的技术整合。研究的技术路线从两个层面展开：首先，对中心城区现状交通情况进行调查，重点调查对象为居民出行特征及意愿调查、道路交通量调查，道路交通量数据来源为交通管理部门提供的各路段道路车流量监控；其次，通过对中心城区各路段现状交通量数据的整理分析得出城市现状OD模型，计算出相关的参数值；再次，通过TransCAD软件平台下的出行生成、出行分布、出行方式划分和交通分配“四阶段法”对规划期末城区道路的交通量进行分配。结果显示，在局部地区出现了交通压力过大的情况，说明城市中居住区和就业区（主要指工业区）之间的交通联系过于薄弱，典型的带形城市特征和过于集中的就业区域造成了严重的交通问题；最后，在交通小区（TAZ）层面将各条道路分配到的交通量分别与其围合形成地块的开发强度指标进行对比分析，并结合用地功能同时对道路、密度和用地布局进行同步动态调整，从而实现二者系统的协调发展。 <img data-s="300,640" data-type="png" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJOBsgZYrDRibMNVR01qIxKFdxGaOuhOIbK0QlolbHBCK80ML7E5oOPiclVvIQ6uER9iafspmRBPZ3xrw/0?wx_fmt=png" data-ratio="0.34774774774774775" data-w="" /> 中心城区规划期末交通量分配 基于交通量预测的人口密度和开发强度（居住地块）调整<img data-s="300,640" data-type="png" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJOBsgZYrDRibMNVR01qIxKFd5GIj1iagW0AjzsrLtcYpNkXibvIYWicABYkrPrPyY2kjDSvxAtdLYvqoA/0?wx_fmt=png" data-ratio="0.14954954954954955" data-w="" /> 中心城区道路系统的调整<img data-s="300,640" data-type="png" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJOBsgZYrDRibMNVR01qIxKFdRs6DoBII8dtwPq2ibtON8tgLaibcibEH7wnT2eysicQzntrdfwb5DF1WBw/0?wx_fmt=png" data-ratio="0.23063063063063063" data-w="" /> <span class="" style="margin-right: 8px; padding: 4px 10px; max-width: 100%; white-space: pre-wrap; text-align: justify; color: rgb(255, 255, 255); line-height: 27.99px; font-family: 微软雅黑; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; background-color: rgb(0, 154, 215);">3<strong class="" style="max-width: 100%; font-size: 18px; white-space: normal; font-family: 微软雅黑; line-height: 27.9948px; text-align: justify; color: rgb(0, 154, 215); box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; background-color: rgb(255, 255, 255);">结语 对于中小城市而言，城市总体规划编制层面的DAD技术涉及多个方面。虽然单一过程的DAD能够在一定程度上使规划编制在技术方法上提升与创新，但由于城市总体规划本身的复杂性和综合性特点，无法从整体上使城市总体规划编制在技术理性层面上升到一个新的高度。为了实现这一目标，必须将上述所有数据驱动技术整合到一个框架体系内，相互之间进行综合动态协调，当采用不同的数据增强设计技术产生的结果发生互相矛盾时，应当秉承“环境优先、以人为本”的根本性规划设计理念，优先选择对环境保护和社会关怀有直接影响的技术方法，通过规划设计人员的主观判断确定技术价值取向，从而与目前和未来一段时期城市规划的整体发展目标相适应。本文通过实证说明数据增强设计在一定程度上是对这一变革的探索性应对。但需要指出的是，数据增强设计技术面对城市系统的复杂性目前仍处于起步阶段，不仅需要在技术方法优化特别是不同技术整合上进行深入的分析，还需要对新的数据来源和新的数据类型进行挖掘，结合具有一定特点的案例进行多层次、多维度的实证分析，使得数据增强设计在理念、方法技术、实践等方面同步发展。此外，在重视和合理、有效利用新数据进行增强设计的同时，也不能忽视传统数据对城市规划技术方法的支撑作用，应将二者辩证、协同使用，才能在新数据环境下面对复杂、易变的社会复杂巨系统，为城市空间分析和城市规划提供全面、科学的依据。  详情请关注《上海城市规划》2016年第3期《中小城市总体规划中的数据增强设计技术响应初探》，作者：郑晓伟，西安建筑科技大学。 <img data-s="300,640" data-type="jpeg" src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/Ev6YOunONJP5YxUiaDr0rvxxeFUNIHt8WRkmgCRkickpAxWbyKHg674NM9wPico0DL0GtA05rYIQTeEgia0YXic0gQw/0" data-ratio="0.8342342342342343" data-w="" />
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