地理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述: 概念、框架及實(shí)例

馬勁武 編譯

1 引言

地理設(shè)計(jì)是一種把規(guī)劃設(shè)計(jì)活動(dòng)與實(shí)時(shí)的（或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的）以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)環(huán)境影響模擬緊密結(jié)合在一起的決策支持方法論。它既新又老，是建立在一種新的視野、通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科的有機(jī)整合、借助信息技術(shù)來(lái)解決現(xiàn)代社會(huì)人文及環(huán)境問(wèn)題的有效手段。它的出現(xiàn)絕非偶然，而是多學(xué)科及業(yè)界多年演續(xù)發(fā)展、社會(huì)及環(huán)境需求和技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。所以說(shuō)，地理設(shè)計(jì)的出現(xiàn)是一種適時(shí)的契機(jī)，它為我們解決現(xiàn)代社會(huì)資源緊張、人口城市化、環(huán)境惡化、氣候變遷等諸多問(wèn)題提供了一個(gè)行之有效的方法論。在真正有效地運(yùn)用地理設(shè)計(jì)手段解決實(shí)際問(wèn)題之前，作為規(guī)劃設(shè)計(jì)人員，我們需要了解它的來(lái)龍去脈，了解它的原因、操作方法及內(nèi)容。此文計(jì)劃從概念和框架上對(duì)地理設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹，再加入一個(gè)實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

2 概念

人類自古以來(lái)就有意識(shí)地選擇理想的居住生活環(huán)境，如中國(guó)古人認(rèn)為依山傍水是最佳的居住環(huán)境。也有很多通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)最大限度改善生活環(huán)境的實(shí)例，如中東阿拉伯人巧妙地安排房屋間距及朝向以達(dá)到在炎熱的夏天避暑通風(fēng)的目的。城邦的地理位置亦是至關(guān)重要，因?yàn)樗鼪Q定著是否能進(jìn)行有效的防御、貿(mào)易及就近自然資源的攝取。實(shí)例如古埃及尼羅河流域及中國(guó)古都長(zhǎng)安等。從人居環(huán)境更高一層的哲學(xué)思維上看，中國(guó)古代圣賢的“仁者樂(lè)山，智者樂(lè)水”以及現(xiàn)代建筑大師弗蘭克·勞埃德·萊特（Frank Lloyd WRIGHT）的有機(jī)建筑說(shuō)均強(qiáng)調(diào)了人與自然相互依賴的緊密關(guān)系。萊特的流水別墅即是在充分消化吸收中國(guó)古代老子關(guān)于空間的概念以及人居和自然環(huán)境的有機(jī)融合的想法之后創(chuàng)作的杰作。人與自然的關(guān)系發(fā)展到現(xiàn)代已經(jīng)深入人心，超越了哲學(xué)和藝術(shù)的范圍。許多國(guó)家已經(jīng)立法進(jìn)行環(huán)境保護(hù)，如1970年美國(guó)的環(huán)境保護(hù)法[此法律規(guī)范最早推動(dòng)者即環(huán)境建筑師理查德·諾伊特拉(Richard NEUTRA)]，以及較近的2004年開始實(shí)施的《歐洲景觀公約》（European Landscape Convention）。從方法學(xué)上看，瓦倫·曼寧（Warren MANNING）于1912年發(fā)明的光桌透圖法為規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域的革命性創(chuàng)新，而1969年伊恩·倫諾克斯·麥克哈格（Ian Lennox MCHARG）的《設(shè)計(jì)結(jié)合自然》①的發(fā)表則為多學(xué)科交叉，特別是自然生態(tài)和規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域的結(jié)合，提供了理論依據(jù)。麥克哈格在書中大量使用的疊圖法也成為其后數(shù)十年間地理信息系統(tǒng)的核心操作（現(xiàn)在仍然是主導(dǎo)）。如果說(shuō)麥克哈格40年前為改善環(huán)境從理論上指出了多學(xué)科系統(tǒng)交融的必要，那么40年后的今天地理設(shè)計(jì)則為拯救人類和自然而必需的多學(xué)科緊密合作提供了具體可行的概念、框架和技術(shù)基礎(chǔ)。如果說(shuō)文藝復(fù)興造就了多才多藝的博才，而其后的學(xué)科分支產(chǎn)生了各行各業(yè)的專才，那么地理設(shè)計(jì)則要求我們具有博才的眼界，并具備專才的技術(shù)，更重要的是能夠緊密協(xié)作?！皬氖碌乩碓O(shè)計(jì)的人們要對(duì)很多事情了解一點(diǎn)兒，對(duì)一點(diǎn)兒事情了解很多?！盵1]

何謂地理設(shè)計(jì)？讓我們分別定義。

地理設(shè)計(jì)中的地理概念涵蓋全方位的大地生存支持系統(tǒng)：大地，包括土地、水體及空氣；地表，包括地下及地上，二維及二維半，延伸至三維和四維；城鄉(xiāng)和建筑，包括室內(nèi)及室外；物體，包括實(shí)物、事件、概念及關(guān)系等。中國(guó)傳統(tǒng)園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中“生境”的概念與此最為接近。

地理設(shè)計(jì)中的“設(shè)計(jì)”一詞可以為名詞，也可以為動(dòng)詞。作為名詞，它代表一種直覺(jué)、洞察力或精神融合。作為動(dòng)詞，“設(shè)計(jì)是包含一種實(shí)體創(chuàng)造的思維過(guò)程。”[2]而設(shè)計(jì)的最終目的是輔助、促進(jìn)而不是規(guī)定、指導(dǎo)生活。

以上所述，地理設(shè)計(jì)的定義可以簡(jiǎn)化為一種地理空間內(nèi)的設(shè)計(jì)。此定義看似簡(jiǎn)單，實(shí)則意義深遠(yuǎn)。因?yàn)樗械脑O(shè)計(jì)都與它所在的特定地點(diǎn)有關(guān)，而那特定的地點(diǎn)則牽扯到與那地點(diǎn)有關(guān)聯(lián)的所有相關(guān)信息?？紤]到我們生活系統(tǒng)的特質(zhì)，其交叉組合花樣眾多，相互影響復(fù)雜多變。在某一地理空間的任何一些創(chuàng)造或改變都會(huì)影響到其它各方面，所謂牽一發(fā)而動(dòng)全身，而地理設(shè)計(jì)不僅能聯(lián)接基于科學(xué)和特定價(jià)值的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，還可以權(quán)衡利弊、提供從多學(xué)科角度高屋建瓴地看待問(wèn)題、提供一種解決沖突的框架。

與經(jīng)典的亞里士多德式縱向的歸納和演繹法不同，設(shè)計(jì)是一種誘導(dǎo)式的、橫向的思維，常常是爆發(fā)式的和非邏輯的，但其結(jié)果又往往是突破性的并具有很強(qiáng)的實(shí)用性。設(shè)計(jì)思維的這一即時(shí)反饋特性要求地理設(shè)計(jì)操作的系統(tǒng)容不得導(dǎo)致注意力分散的因素。另外，交叉學(xué)科的多方合作也是關(guān)系到地理設(shè)計(jì)操作成敗的重要一環(huán)。

地理信息系統(tǒng)發(fā)展至今已有幾十年的歷史，其對(duì)地理信息的處理、分析、表達(dá)功能已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，這一點(diǎn)世人共知。但是傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)也有其不足之處，如它強(qiáng)于數(shù)據(jù)獲取、分析、評(píng)估，但弱于設(shè)計(jì)、創(chuàng)新，尤其還不能像畫設(shè)計(jì)草圖那樣快速直觀、得心應(yīng)手。地理信息系統(tǒng)的核心操作疊圖法，盡管被證明在諸多行業(yè)中行之有效，但并非萬(wàn)能，還需要更進(jìn)一步取得突破，發(fā)揮數(shù)字技術(shù)高于傳統(tǒng)手工做法的特性，產(chǎn)生新的躍進(jìn)。

美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究院(Environmental Systems Research Institute，簡(jiǎn)稱esri公司)地理設(shè)計(jì)研發(fā)主任威廉·米勒先生（William MILLER）就地理設(shè)計(jì)緊迫的技術(shù)前景需求做出了如下10點(diǎn)前瞻性總結(jié)[3]：（1）操作框架– 軟硬件的建立；（2）數(shù)據(jù)模型 – 地理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如二維、三維數(shù)據(jù)等；（3）創(chuàng)新及改造工具 – 幾何、屬性及符號(hào)表達(dá)；（4）推理引擎 – 通過(guò)用戶的意圖做出假設(shè)；（5）可視化工具 – 在所有平臺(tái)上（桌面、網(wǎng)上、移動(dòng)等）可視化支持的挑戰(zhàn)；（6）地理數(shù)據(jù)處理工具 – 需跨越現(xiàn)有的操作模式；（7）反饋顯示和面板控制 – 需要交互式的圖集數(shù)據(jù)信息面板顯示；（8）情境管理工具 – 不同圖景的管理（迭代、因素增減效果、情境交互影響效果等）；（9）協(xié)作工具 – 多學(xué)科、多方同步及非同步在實(shí)體空間和虛擬空間的交流（探索、設(shè)計(jì)、評(píng)估、改變、表達(dá)、文件記錄等）；（10）交互操作工具 – 促成不同格式地理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)無(wú)障礙交換。

3 框架

關(guān)于地理設(shè)計(jì)框架最為詳盡的論述當(dāng)屬卡爾·斯坦尼茨教授（Carl STEINITZ）的著作。他在其近著《地理設(shè)計(jì)框架》②一書中開宗明義地說(shuō)：“地理設(shè)計(jì)即是有意地改變地理?！盵4]關(guān)于設(shè)計(jì)他最喜歡引用的是赫伯特·西蒙（Herbert SIMON）的定義：“人們?cè)O(shè)計(jì)的目的是構(gòu)想出改善現(xiàn)狀的優(yōu)選途徑。”[4]

現(xiàn)在我們面臨的挑戰(zhàn)是多方面的。首先是城市化進(jìn)程已經(jīng)使世界人口的半數(shù)以上居住在城市，其次現(xiàn)代工商業(yè)的發(fā)展給環(huán)境帶來(lái)了前所未有的損害，最后由于人口和工商業(yè)的壓力（資源及排碳）已經(jīng)造成了全球氣候變遷。如果現(xiàn)在不能加以控制，那么未來(lái)環(huán)境的支持能力將超過(guò)自然所能支持的臨界點(diǎn)，造成萬(wàn)劫不復(fù)的惡性循環(huán)。幸運(yùn)的是，有識(shí)之士及早地預(yù)示到了這一可能的惡果，加上現(xiàn)代科技的突飛猛進(jìn)，使我們能夠?qū)彆r(shí)度勢(shì)、未雨綢繆，避免環(huán)境惡化。人們也越來(lái)越認(rèn)識(shí)到此拯救世界的努力是不可能依靠某一個(gè)行業(yè)而獨(dú)立完成的，多方、多行業(yè)的合作是勢(shì)在必行的。其中最為相關(guān)的是4個(gè)領(lǐng)域的人員在6個(gè)方面的密切的合作（圖01）。

4類相關(guān)人員如下：（1）本地居民或工作人員，此組人員依地理研究區(qū)域范圍變化而變化。他們有兩個(gè)基本角色：一是提出地理設(shè)計(jì)變化需求，二是審核最終改變決定將對(duì)該區(qū)域帶來(lái)的影響。（2）地理科學(xué)家，即自然和社會(huì)科學(xué)家包括：地理學(xué)家、水文學(xué)家、生態(tài)學(xué)家，以及一些經(jīng)濟(jì)和社會(huì)學(xué)家。（3）設(shè)計(jì)人員，包括建筑師、規(guī)劃師、城市設(shè)計(jì)師、風(fēng)景園林師、土木工程師，和銀行家及律師等。（4）信息技術(shù)人員，如地理信息系統(tǒng)應(yīng)用專家等。

圖02 因?yàn)榉较蚝晚?xiàng)目大小不同，設(shè)計(jì)專業(yè)人員和地理科學(xué)家之間的合作在不同范圍或尺度上亦有所不同，其中或有部分重疊。

圖03 利益相關(guān)群體、地理設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及地理設(shè)計(jì)框架

圖04 可持續(xù)系統(tǒng)集成模型圖示（含度量化、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)和博弈及優(yōu)化四個(gè)模塊）

圖05 可持續(xù)系統(tǒng)集成模型三階段

6 個(gè)需要回答的問(wèn)題如下：（1）如何描述研究區(qū)域？（2）該研究區(qū)域如何運(yùn)作？（3）該研究區(qū)域是否工作正常？（4）如何改變?cè)撗芯繀^(qū)域？（5）該改變將如何對(duì)該區(qū)域造成影響？（6）如何對(duì)該區(qū)域進(jìn)行改變？

40年前年伊恩·麥克哈格在他影響深遠(yuǎn)的著作《設(shè)計(jì)結(jié)合自然》中提到多學(xué)科合作的必要性，特別是在規(guī)劃設(shè)計(jì)人員和自然生態(tài)科學(xué)家之間。卡爾·斯坦尼茨教授在他的《地理設(shè)計(jì)框架》一書中做了更為深刻的闡述。此中各學(xué)科之間的相互關(guān)系用下圖表達(dá)最為有效（圖02）。

這里與地理設(shè)計(jì)密切相關(guān)的因素有地理位置、尺度和區(qū)域大小范圍。

只有居住和工作在本地的人們才會(huì)對(duì)很多環(huán)境衡量指標(biāo)有最準(zhǔn)確的度量，比如描述某地區(qū)的一些形容詞諸如“太老”、“太擠”、“太干”、“太熱”、“太貴”、“很有歷史保護(hù)價(jià)值”等都是一種相對(duì)概念，在不同的地區(qū)會(huì)有程度不同的含義與詮釋，只有通過(guò)本地居民才能準(zhǔn)確掌握。

在尺度上，本地、區(qū)域和全球的關(guān)注點(diǎn)和特性更是不同。在本地的尺度上比較強(qiáng)調(diào)的是個(gè)人的發(fā)揮與表達(dá)，形式可以奇異多樣，側(cè)重的是感受，影響在局部。而在全球的尺度上則是更加基于科學(xué)和法律，側(cè)重的是理性，影響在全球。在這兩個(gè)極端之間的則是區(qū)域交集，也是地理設(shè)計(jì)所能發(fā)揮作用的中心。換一種看法，地理設(shè)計(jì)即是一種整合個(gè)體與整體、感性與理性、人文與自然、設(shè)計(jì)與規(guī)劃、從觀念和方法上對(duì)世界環(huán)境進(jìn)行改良甚至拯救的一種有效手段。

在范圍上，公眾知識(shí)和理解隨著地理區(qū)域的擴(kuò)大而變小，但環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和科學(xué)的復(fù)雜性卻隨著地理區(qū)域的擴(kuò)大而增大。在小范圍局部空間里，個(gè)體的決定是主流，而隨著環(huán)境范圍的擴(kuò)大集中的決策便成為主導(dǎo)。小范圍里“進(jìn)攻性”的、以需求為主的方案是主要的，而隨著范圍擴(kuò)大至全球，“防御性”的、以供應(yīng)為中心的戰(zhàn)略勢(shì)在必行。

回答前面所提到的6個(gè)問(wèn)題，是地理設(shè)計(jì)框架的核心內(nèi)容。實(shí)際上任何嚴(yán)肅的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案都不能回避這6個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。下面讓我們?cè)敿?xì)地分析一下從6個(gè)問(wèn)題發(fā)展出來(lái)的6個(gè)模型——地理設(shè)計(jì)框架的核心手段：六模型、三循環(huán)（圖03）。

問(wèn)題一：如何在內(nèi)容、空間和時(shí)間上描述所研究的區(qū)域？此問(wèn)題由表達(dá)模型來(lái)回答，其數(shù)據(jù)是該區(qū)域所依賴的。問(wèn)題二：該區(qū)域如何運(yùn)作？其要素間相互的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系如何？這一問(wèn)題由運(yùn)作模型來(lái)回答，該模型為若干評(píng)估分析研究提供信息。問(wèn)題三：該區(qū)域是否運(yùn)作良好？此問(wèn)題由評(píng)估模型回答，該模型依賴于可做決策的利益相關(guān)者的文化知識(shí)。問(wèn)題四：可以怎樣改變?cè)搮^(qū)域？通過(guò)什么政策和行動(dòng)？何時(shí)？何處？此問(wèn)題的回答在于變化模型。此模型是通過(guò)地理設(shè)計(jì)研究來(lái)發(fā)展和比較的。此過(guò)程可產(chǎn)生用于表達(dá)未來(lái)狀況的數(shù)據(jù)。問(wèn)題五：以上變化可以帶來(lái)哪些不同？此問(wèn)題是由影響模型來(lái)回答的，其評(píng)估結(jié)果是由輸入變化條件的運(yùn)作模型產(chǎn)生的。問(wèn)題六：該區(qū)域應(yīng)該如何被改變？此問(wèn)題的解答在于決策模型。同評(píng)估模型一樣，決策模型取決于決策者的文化知識(shí)。

在整個(gè)地理設(shè)計(jì)的研究過(guò)程中，這6個(gè)主要問(wèn)題及其分支問(wèn)題需要進(jìn)行3個(gè)輪回。第一個(gè)輪回，從一至六，主要是回答為什么要做此研究。第二個(gè)輪回反方向，從六至一，是回答怎樣做此研究。第三個(gè)輪回，再次從一至六，是回答什么、哪里、以及何時(shí)的問(wèn)題。需要強(qiáng)調(diào)的是，設(shè)計(jì)并不僅僅是向第四步建議的那樣提出改變方案。不管是明確提出還是暗示。所有6個(gè)問(wèn)題都需經(jīng)過(guò)此地理設(shè)計(jì)框架的3個(gè)輪回才算完成。最后有利益相關(guān)者做出的決策可以作為變化實(shí)施的依據(jù)。

卡爾·斯坦尼茨教授的六模型、三循環(huán)方法論是經(jīng)過(guò)了多年的教學(xué)及實(shí)踐總結(jié)發(fā)展成型的（其母本是1990年發(fā)表的“景觀變化模型”），不失為地理設(shè)計(jì)實(shí)踐的可靠依據(jù)。限于篇幅，本文只是對(duì)其進(jìn)行了極其粗淺的介紹，還請(qǐng)有志于深入研究的同行參考其近著《地理設(shè)計(jì)框架》。

4 實(shí)例

在斯坦尼茨教授的《地理設(shè)計(jì)框架》一書中，我們可以看到很多他多年來(lái)參與指導(dǎo)的地理設(shè)計(jì)的方案實(shí)例記錄，大部分均非常詳細(xì)，但我們這里給大家介紹一個(gè)比較近期的實(shí)例 ——新加坡舊龍湖區(qū)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)。同樣，限于篇幅，我們只能了解個(gè)大概，詳細(xì)情況請(qǐng)參考《地理設(shè)計(jì) – 城市與區(qū)域規(guī)劃方面案例研究》[1]。

新加坡是一個(gè)典型的小型城市型國(guó)家，面積大約相當(dāng)于北京市四環(huán)路以內(nèi)的面積，絕大部分為城市用地。其國(guó)土狹小，沒(méi)有自己的工農(nóng)業(yè)，所有消耗供給均需依賴進(jìn)口，故采取可持續(xù)性開發(fā)、發(fā)展再生能源、提高資源利用率的國(guó)策至關(guān)重要。2008年，新加坡城市再發(fā)展管理局作出了舊龍湖區(qū)總體規(guī)劃及設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目以ArcGIS為技術(shù)基礎(chǔ)，依據(jù)地理設(shè)計(jì)框架，結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)及商業(yè)發(fā)展，很好地完成了把該區(qū)建成“結(jié)合商業(yè)和娛樂(lè)的獨(dú)特的湖濱勝地”的宗旨。以斯坦尼茨教授的地理設(shè)計(jì)框架為指導(dǎo)，舊龍湖區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)嘗試了一種整合用地、基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)、文化景觀建設(shè)的一整套設(shè)計(jì)思維，通過(guò)模型模擬、評(píng)估以及影響分析的多方案比較來(lái)指導(dǎo)最終最佳方案選擇，其規(guī)劃設(shè)計(jì)方法代表了一種先進(jìn)、科學(xué)的地理設(shè)計(jì)思維方式。由AECOM公司協(xié)助開發(fā)的“可持續(xù)系統(tǒng)集成模型”是這一規(guī)劃過(guò)程的重要組成部分，它提供了一個(gè)平臺(tái)，為理性地評(píng)估、權(quán)衡多種不同方案，兼顧經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)和商務(wù)等各方面奠定了基礎(chǔ)（圖04），該項(xiàng)目的實(shí)施分三個(gè)主要階段（圖05）。

4.1 城市形態(tài)總體規(guī)劃

本階段的目的是找到城市形態(tài)、用地密度和運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的最佳組合，以取得建立在最低造價(jià)和最高減排的基礎(chǔ)上的最大交通效率。最開始先召開一個(gè)由利益相關(guān)方組成的前景醞釀會(huì)，大家打破行業(yè)局限，共同探討，自由交流。與會(huì)方包括城市再發(fā)展管理局、國(guó)家水利局、陸地運(yùn)輸管理局、國(guó)家公園委員會(huì)以及建筑工程管理局等。需要了解、評(píng)估的系統(tǒng)主題（運(yùn)作模型）包含城市形態(tài)及設(shè)計(jì)、交通運(yùn)輸、生態(tài)系統(tǒng)、社會(huì)文化基礎(chǔ)設(shè)施、能源利用（居住、商業(yè)、辦公、旅館、民用及公共建筑）、綠色建筑、供水、垃圾、噪音等。這里引入了一個(gè)“關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)”的概念，它是各系統(tǒng)在排碳、能耗、生物多樣化、飲用水及交通運(yùn)輸方面資源利用效率、績(jī)效以及對(duì)環(huán)境的累計(jì)影響。此后，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員制定出了各系統(tǒng)的常態(tài)運(yùn)作值和期望目標(biāo)值，并計(jì)算出了目前總體規(guī)劃可持續(xù)發(fā)展績(jī)效值與期望目標(biāo)值之間的差別?？?jī)效指標(biāo)有些可以量化但其它的有些只能定性， 如社會(huì)文化組成部分等。通過(guò)將期望目標(biāo)值和常態(tài)運(yùn)作值或基礎(chǔ)值在績(jī)效上和造價(jià)上進(jìn)行比較（評(píng)估模型），我們可以對(duì)某系統(tǒng)主題的改善有一個(gè)定量的理解（表01）。

表01 各項(xiàng)關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)在基礎(chǔ)值和期望值的差距可幫助確定改進(jìn)目標(biāo)

圖06 三種不同方案比較

圖07-09 通過(guò)不同方案在關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)上的量化比較，可以看出方案C表現(xiàn)最好，比A的基礎(chǔ)方案值有明顯的提高。

舊龍湖區(qū)總體規(guī)劃建立了常態(tài)運(yùn)作和底線值的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)（表達(dá)模型）。在此之上，即可提出幾種不同的以土地利用、建筑類型、運(yùn)輸模式、社區(qū)設(shè)施等考慮因素的總體設(shè)計(jì)平面（變化模型）（圖06-09）。

這些評(píng)估模型是地理設(shè)計(jì)的一大特色，可被規(guī)劃設(shè)計(jì)人員用來(lái)快速地評(píng)估不同設(shè)計(jì)方案所帶來(lái)的不同影響，以做出決定。借助空間統(tǒng)計(jì)分析，不同方案在排碳、道路效率、聯(lián)接、用地平衡、綠地面積、生態(tài)效益改良等方面的優(yōu)劣一目了然。通過(guò)這些影響模型的輸出，總體和用地規(guī)劃可以不斷改進(jìn)，以達(dá)到縮小底線值和期望值之間的差距。

4.2 基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)估與建模

選出首選方案后，對(duì)側(cè)重于建設(shè)績(jī)效細(xì)節(jié)的可持續(xù)手段的評(píng)估會(huì)更加強(qiáng)化。這一步主要回答下面三個(gè)問(wèn)題：1）應(yīng)評(píng)估哪個(gè)能耗目標(biāo)？2）如何組合不同設(shè)計(jì)來(lái)取得這一目標(biāo)？3）如何用最低造價(jià)取得這一目標(biāo)？成本效益分析是必不可少的，它包括如下經(jīng)濟(jì)信息：建設(shè)成本、運(yùn)行花費(fèi)及可能的儲(chǔ)蓄、績(jī)效改善比例、碳減排單位量、靜態(tài)回收期、貼現(xiàn)回收期、回報(bào)率、凈現(xiàn)金流量、績(jī)效增長(zhǎng)花費(fèi)比例等。

4.3 總體優(yōu)化

此第三階段的主要目的即化零為整，把第一階段產(chǎn)生的并經(jīng)過(guò)第二階段細(xì)化的圖景綜合匯總，做成“集成化的可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)”。在軟件應(yīng)用上，AECOM公司開發(fā)一種基于微軟辦公圖表軟件Excel的“游戲面板”，用于整體優(yōu)化（圖10）。

關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)包括：總生活用水需求縮減量、總居住建筑能耗縮減量、總商業(yè)建筑能耗縮減量、總公共范圍能耗縮減、總汽車?yán)锍炭s減量、總溫室效應(yīng)排放量。成本儲(chǔ)蓄指標(biāo)包括：總初步方案成本儲(chǔ)蓄、總持續(xù)月成本儲(chǔ)蓄、居住建筑單位面積初始成本儲(chǔ)蓄及超出基本成本比例、非居住建筑單位面積初始成本儲(chǔ)蓄及超出基本成本比例、主開發(fā)商總成本儲(chǔ)蓄、能源或基礎(chǔ)設(shè)施貸款方總成本儲(chǔ)蓄、居住建筑單位面積總和成本儲(chǔ)蓄及超出基本成本比例、非居住建筑單位面積總和成本儲(chǔ)蓄及超出基本成本比例。

經(jīng)過(guò)此第三階段的分析，我們找到了既能縮小底線值和期望值差距又能使造價(jià)滿足舊龍湖區(qū)城市再發(fā)展管理局要求的方案，這是通過(guò)影響模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其綜合分析結(jié)果以簡(jiǎn)明易懂、一目了然的圖表來(lái)表達(dá)出來(lái)（圖11-12）。

這些顏色編碼動(dòng)態(tài)圖示提供了珍貴的反饋機(jī)制，使連續(xù)反復(fù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)循環(huán)成為可能，大大地輔助了最終的決策過(guò)程（決策模型）。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)的可持續(xù)性框架矩陣成為舊龍湖區(qū)整體可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的有力工具。它是一個(gè)活文件，不斷地進(jìn)行調(diào)整、改進(jìn)、并與時(shí)俱進(jìn)，以適應(yīng)不斷變化的目標(biāo)。技術(shù)、人口、成本、輕重緩急的優(yōu)先順序均在不斷地變化中，但萬(wàn)變不離其宗的是存在于整個(gè)規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中的適應(yīng)性管理，而地理設(shè)計(jì)框架正是為我們提供了這樣一種可能（圖13）。

5 結(jié)語(yǔ)

在此文中，我們介紹了地理設(shè)計(jì)的來(lái)龍去脈，了解了它的概念及內(nèi)涵。其核心操作是整合多學(xué)科、多尺度，牽涉到4類主要人員并通過(guò)6個(gè)主要步驟、迭代的、感性依賴?yán)硇缘膮f(xié)同發(fā)展過(guò)程。它代表了我們未來(lái)綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)的趨勢(shì)，并超越了現(xiàn)有城市規(guī)劃、風(fēng)景園林和建筑設(shè)計(jì)的范疇。文中列舉的一個(gè)實(shí)例只是很多地理設(shè)計(jì)原理應(yīng)用的一個(gè)，不能說(shuō)是涵蓋地理設(shè)計(jì)所有原則的完整實(shí)例，其目的是列舉地理設(shè)計(jì)框架主要方面的應(yīng)用，只為起到拋磚引玉的作用。這樣的實(shí)例將會(huì)越來(lái)越多，并成為新的主流。

圖10 可持續(xù)系統(tǒng)集成模型游戲面板讓相關(guān)人員調(diào)整各種指標(biāo)以取得最佳性價(jià)比。

圖11 可持續(xù)系統(tǒng)集成模型游戲面板顯示影響與績(jī)效的比較。

圖12 可持續(xù)系統(tǒng)集成模型玫瑰圖顯示最終平衡結(jié)果。

圖13 可持續(xù)系統(tǒng)集成模型大量使用ArcGIS模型工具包、網(wǎng)絡(luò)分析工具包、以及定制工具集。

讓我以卡爾·斯坦尼茨教授在《地理設(shè)計(jì)框架》一書中的結(jié)束語(yǔ)作為結(jié)語(yǔ)：地理設(shè)計(jì)（同所有其它設(shè)計(jì)一樣）取決于判斷。它不是一門科學(xué)但依賴于科學(xué)。沒(méi)有完美的公式但確有可依循的方法。雖然沒(méi)有通用的工具包，但有很多工具可供使用。你不能抄襲他人的作品，但你可以通過(guò)參與地理設(shè)計(jì)合作活動(dòng)取得經(jīng)驗(yàn)而有意地改變地理世界。

6 后記

在本文寫作整理期間，美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究院在其總部南加州紅地市（Redlands）于2013年1月24至25日召開了第四屆地理設(shè)計(jì)峰會(huì)，有來(lái)自全球的將近300名與會(huì)者參加。此時(shí)祖國(guó)首都以及其他一些人口、工業(yè)密集的城市正為揮之不去的霧霾所困擾。醫(yī)院住院率及病員死亡人數(shù)增加，似乎在重演60年前的倫敦?zé)熿F事件。另外各地建設(shè)工程強(qiáng)拆強(qiáng)占現(xiàn)象仍時(shí)有發(fā)生，居民不滿“上訪”依然存在。這些均為地理設(shè)計(jì)在環(huán)境和人文方面的呼吁提供了有力的需求上的支持。地理設(shè)計(jì)在實(shí)施上還是有很多實(shí)際的困難，不可能一蹴而就，但我們意識(shí)在先卻是一個(gè)必要條件。如何創(chuàng)造充分條件就要靠我們大家共同努力了。

致謝：

本文作者感謝清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)研究所所長(zhǎng)周浩明教授對(duì)本文提出的寶貴意見及校改。

注釋：

①書名原文為“Design with Nature”。雖然此文采用一般人已經(jīng)熟悉的《設(shè)計(jì)結(jié)合自然》的書名，但筆者認(rèn)為更為貼切的書名為《與自然協(xié)作設(shè)計(jì)》。

②《地理設(shè)計(jì)框架》中文版由北京大學(xué)李迪華教授主持翻譯，不久將出版。

③圖01、03由卡爾·斯坦尼茨提供并授權(quán)使用；圖02根據(jù)卡爾·斯坦尼茨授權(quán)提供的圖片改編；圖04-14由山儂·麥克艾爾維尼提供并授權(quán)使用。

[1]McElvaney, S. Geodesign – Case Studies in Regional and Urban Planning[M]. Esri Press, 2012:10.

[2]Miller, W. Definition of Design[M]. Trimbtab, Buckminster Fuller Institute, 2005:13.

[3]Miller, W. Introducing Geodesign: The Concept[M]. Esri Press,2012.

[4]Steinitz, C. A Framework for Geodesign[M]. Esri Press, 2012.