轉(zhuǎn)型下的規(guī)劃模型知識庫建設(shè)思路

沈陽市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司 遼寧 沈陽 110004

正文：

1 引言

隨著科技的快速發(fā)展、城市化進程的加速，更加科學(xué)、精準(zhǔn)的城鄉(xiāng)規(guī)劃和管理已經(jīng)成為新時代對規(guī)劃人的要求。

在傳統(tǒng)工作模式中，城鄉(xiāng)規(guī)劃和管理的部分工作仍以定性分析為主，很多定量分析工作僅作為參考和補充，利用新技術(shù)支持規(guī)劃編制勢在必行。由傳統(tǒng)的定性分析轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄐ耘c定量分析相結(jié)合，是提升規(guī)劃編制合理性和科學(xué)性的努力方向。

傳統(tǒng)規(guī)劃師多是建筑或設(shè)計專業(yè)背景，利用新技術(shù)進行定量化分析的能力較欠缺，使得部分規(guī)劃編制工作基于規(guī)劃師的主觀判斷。一方面，面對日益復(fù)雜化的城市問題，過多依賴主觀、忽視定量分析，不利于對科學(xué)規(guī)劃的追求；另一方面，由于規(guī)劃編制的許多過程都需要人工參與，并存在不同方案重復(fù)進行類似操作的情況，限制了規(guī)劃效率的提升。為解決以上兩大難題，提高規(guī)劃效率、提升規(guī)劃的科學(xué)和精準(zhǔn)性，沈陽市規(guī)劃設(shè)計研究院（以下簡稱“我院”）開展了規(guī)劃模型知識庫的探索。規(guī)劃模型知識庫的理念來源于規(guī)劃支持系統(tǒng)，它是基于計算機的方法和模型的綜合，能夠?qū)崿F(xiàn)對規(guī)劃的支持。

過去三年，針對我院的數(shù)據(jù)現(xiàn)狀和今后發(fā)展方向，已對城鄉(xiāng)規(guī)劃體系的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)集成進行了研究，并開展了數(shù)據(jù)建設(shè)。在數(shù)據(jù)集成管理以前，沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)分析工作的大部分時間都用在數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理和再加工上；而數(shù)據(jù)集成管理之后，情況得到很大改善，節(jié)省的時間和精力可專注于數(shù)據(jù)分析模型的研究。由于數(shù)據(jù)集成研究和數(shù)據(jù)建設(shè)等這些基礎(chǔ)工作的支撐，我院對數(shù)據(jù)的挖掘與分析效率大大提升，有了這一基礎(chǔ)，即可將更多空間數(shù)據(jù)分析的技術(shù)方法應(yīng)用到規(guī)劃模型中，通過量化分析得出科學(xué)、客觀的分析結(jié)果，支撐規(guī)劃編制。

2 研究意義

（1）有助于解決規(guī)劃中多元、多維的復(fù)雜問題

傳統(tǒng)規(guī)劃中，涉及到不同時間、不同地域、不同維度等的多元、多維復(fù)雜問題一直是比較棘手的問題。建立規(guī)劃模型知識庫，可以將從不同角度分析問題的模型和技術(shù)方法進行整合，從而更好的對復(fù)雜問題進行綜合分析。

（2）有助于打破規(guī)劃師和數(shù)據(jù)分析師之間的專業(yè)壁壘

傳統(tǒng)規(guī)劃師利用新技術(shù)進行定量化分析的能力較欠缺，建立規(guī)劃模型知識庫，可以將城鄉(xiāng)規(guī)劃需求與空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)相結(jié)合，打破規(guī)劃師和數(shù)據(jù)分析師之間的專業(yè)壁壘，推廣和普及定量分析的應(yīng)用。

（3）有助于提高數(shù)據(jù)分析的效率和精度

分析內(nèi)容與分析模型的關(guān)聯(lián)，加上規(guī)劃模型的工具化，有助于規(guī)劃師根據(jù)規(guī)劃內(nèi)容，快速了解可采用的分析方法，并且進行有針對性的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、以及參數(shù)配置等，提高數(shù)據(jù)分析效率和精度。

（4）有助于知識的積累

在我院以往的規(guī)劃數(shù)據(jù)分析中，沒有形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和模板，因此許多基于規(guī)劃分析的模型和知識沒有積累下來，知識庫的建立，有利于規(guī)劃知識的積累。

（5）是建立“規(guī)劃支持系統(tǒng)”或“地理設(shè)計平臺”的重要基礎(chǔ)

建立規(guī)劃支持系統(tǒng)或地理設(shè)計平臺已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢，當(dāng)進行平臺建設(shè)時，積累的大量規(guī)劃分析知識可以作為平臺空間分析功能的堅實基礎(chǔ)，提高平臺的建設(shè)效率，提升平臺的實用性。

3 研究內(nèi)容

（1）規(guī)劃模型知識庫框架搭建

通過梳理規(guī)劃編制中所需的規(guī)劃分析內(nèi)容，以問題為導(dǎo)向，梳理出實現(xiàn)這些規(guī)劃分析內(nèi)容所需要的數(shù)學(xué)分析模型和技術(shù)方法。搭建起一套以城鄉(xiāng)規(guī)劃體系為索引，以規(guī)劃編制中的分析內(nèi)容為抓手，以數(shù)學(xué)分析模型和技術(shù)方法為工具的框架。

（2）分析模型與技術(shù)方法的梳理、研究與模塊化

對模型所需的數(shù)據(jù)、軟件、技術(shù)方法和應(yīng)用實踐等進行研究，針對每項分析內(nèi)容整理出一套或多套基于不同分析模型和技術(shù)方法的解決方案。將數(shù)據(jù)分析的模型進行簡化，并封裝成ArcGIS中的工具箱，使規(guī)劃師可以使用簡單的操作實現(xiàn)復(fù)雜的分析功能。

4 建設(shè)思路

4.1 總體思路

圖1 規(guī)劃模型知識庫建設(shè)總體思路

模型知識庫的總體建設(shè)思路是形成“三大體系”，即城鄉(xiāng)規(guī)劃體系、模型分類體系和數(shù)據(jù)分類體系。體系之間緊密配合，共同支撐模型庫的正常運轉(zhuǎn)，同時在工作中也可以根據(jù)需要，對體系分別進行擴展。分析內(nèi)容與分析模型緊密聯(lián)系、逐一對應(yīng)，數(shù)據(jù)分類體系作為基礎(chǔ)，支撐規(guī)劃分析。通過內(nèi)容與模型的對應(yīng)，使規(guī)劃師、模型管理者都能從熟悉的角度出發(fā)使用和維護知識庫。

4.2 規(guī)劃分析內(nèi)容梳理

規(guī)劃師對城鄉(xiāng)規(guī)劃熟悉，對分析模型陌生。通過對規(guī)劃編制中需要進行數(shù)據(jù)分析的內(nèi)容進行梳理，使規(guī)劃師能夠以問題為導(dǎo)向，從熟悉的內(nèi)容入手，而不用思考需要用哪些模型解決問題。對分析內(nèi)容的梳理應(yīng)盡量簡潔，梳理常用的、便于使用模型分析的內(nèi)容。

以城鄉(xiāng)規(guī)劃體系為基礎(chǔ)，以文獻為參考，結(jié)合我院以往開展的規(guī)劃項目，將規(guī)劃內(nèi)容梳理為五大類，分別是總體規(guī)劃、詳細規(guī)劃、市政規(guī)劃、交通規(guī)劃和專項規(guī)劃。詳細分類見圖2。

圖2 規(guī)劃內(nèi)容梳理

4.3 分析模型選取與分類

以梳理的規(guī)劃內(nèi)容為目標(biāo)，逐個尋找解決方案，建立數(shù)據(jù)分析模型。將零散的模型進行整合與分類，整合為十個大類：基礎(chǔ)地理分析、空間關(guān)系分析、適宜性分析、建筑分析、人口分析、經(jīng)濟分析、用地分析、交通分析、市政分析和公共設(shè)施分析模型。進行整合與分類后，便于模型的管理與維護，以及模型庫的進一步擴展。模型分類體系見圖3。

圖3 模型分類體系

4.4 模型知識庫框架

分析模型與分析內(nèi)容逐一對應(yīng)以后，便形成模型知識庫的框架。框架的第二級和第三級為規(guī)劃分析內(nèi)容的大類和小類，便于規(guī)劃師根據(jù)分析目的選取分析模型；第四級和第五級為分析模型的大類和小類，便于模型管理者根據(jù)規(guī)劃師的需求對模型進行更新、維護、增減等。知識庫框架見圖4。

圖4 模型知識庫框架

4.5 規(guī)劃分析模型建立

針對模型庫中的每個分析模型，分別從模型結(jié)構(gòu)、用途、軟件、數(shù)據(jù)、理論（方法）、應(yīng)用（案例）等六個方面進行描述，便于規(guī)劃師深入理解模型的用法，以及模型管理者了解模型的細節(jié)。

模型結(jié)構(gòu)：描述模型工作的方法和步驟，包括輸入、運算和輸出等內(nèi)容，例如，包括哪些輸入項，運算的步驟，得到哪些輸出等。

用途：描述模型在規(guī)劃編制中用于哪些具體的問題。例如，用于禁止建設(shè)區(qū)、限制建設(shè)區(qū)、適宜建設(shè)區(qū)等管制分區(qū)的劃分。

軟件：描述在模型的運算過程中使用了哪些軟件。例如，ArcMap、MapInfo、SPSS等。

數(shù)據(jù)：描述模型對輸入數(shù)據(jù)的詳細要求，包括數(shù)據(jù)的命名、格式、屬性、以及其他要求。

理論（方法）：描述模型的工作原理，以及模型中所涉及的空間分析、統(tǒng)計分析等方法的具體內(nèi)容。

應(yīng)用（案例）：通過實際案例，描述模型的應(yīng)用方法，并進行詳細的分步講解，便于規(guī)劃師參照案例使用模型。

本次研究使用ArcMap中的“模型”工具將一些常用模型進行簡化和封裝，制作成可在規(guī)劃師之間共享使用的工具箱，下一步進行平臺開發(fā)時也可直接使用。

5 總結(jié)

通過規(guī)劃內(nèi)容的梳理，規(guī)劃模型的選取與整理，目前已初步形成了我院規(guī)劃模型知識庫框架的搭建，并建立起了一些常用的規(guī)劃分析模型。

知識庫框架的搭建為規(guī)劃師與分析師搭建了一座溝通的橋梁，在今后的規(guī)劃數(shù)據(jù)分析工作中，規(guī)劃師可以在不了解分析原理和分析工具的情況下，根據(jù)分析內(nèi)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進行實際操作，將自己的規(guī)劃思想百分之百的進行落實。

知識庫框架具有可拓展性，這樣便能持續(xù)收入我院在日常工作中積累的規(guī)劃分析內(nèi)容、分析方法和工作經(jīng)驗，形成我院規(guī)劃人員的知識寶庫，大量減少數(shù)據(jù)分析的重復(fù)工作，并為規(guī)劃師提供更廣闊的視野和解決問題的思路。

城鄉(xiāng)規(guī)劃的分析模型與技術(shù)方法不是一成不變的，而是隨著城鄉(xiāng)規(guī)劃的發(fā)展及信息技術(shù)的進步而不斷發(fā)展創(chuàng)新的。因此，對于分析模型和技術(shù)方法的研究與積累是一項長期的工作，不能一蹴而就。在今后的工作中，還將繼續(xù)充實模型知識庫，使知識庫發(fā)揮更大的作用。