“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”背景下城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用的實踐教學(xué)研究

尹杰 宋斯琦

摘? 要：隨著“數(shù)字城市”、“智慧城市”和大數(shù)據(jù)時代的來臨，信息技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成為規(guī)劃師的技能要求和發(fā)展趨勢。通過對城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)本科課程和信息技術(shù)類課程的現(xiàn)狀需求分析，發(fā)現(xiàn)信息技術(shù)類課程迫切需要與其他傳統(tǒng)核心課程進(jìn)行融合和創(chuàng)新，將信息技術(shù)類課程的模塊內(nèi)容融合到規(guī)劃原理課程和規(guī)劃設(shè)計課程中，并在總體規(guī)劃和控制性詳細(xì)規(guī)劃的設(shè)計課程中實現(xiàn)規(guī)劃“一張圖”，研究表明該實踐教學(xué)成效顯著，為推進(jìn)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)信息技術(shù)類課程的發(fā)展提供了參考。

關(guān)鍵詞：城鄉(xiāng)規(guī)劃;信息技術(shù);地理信息系統(tǒng)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）08-0091-03

Abstract： With the “digital city”， “smart city” and big data age coming， the application of information technology in urban and rural planning is the requirement for urban planners. We analysis the undergraduate course of urban and rural planning and the present situation of the information technology course， we found the information technology course? urgently need to integrate and innovate with other traditional core courses. We integrate the information technology course to the principles and design courses， and achieve“one planning map”. The study found that the practice teaching is effective to promote the development of urban and rural planning.

Keywords： urban planning; information technology; geographic information system

引言

城鄉(xiāng)規(guī)劃作為城鄉(xiāng)發(fā)展建設(shè)的計劃安排和藍(lán)圖，以城鄉(xiāng)物質(zhì)空間為核心，以城鄉(xiāng)土地使用為對象，同時城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)涉及有關(guān)城鄉(xiāng)建設(shè)的多方面內(nèi)容。城鄉(xiāng)規(guī)劃發(fā)展的趨勢從增量的外延式發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)榇媪康膬?nèi)涵式發(fā)展。隨著“數(shù)字城市”、“智慧城市”等城市管理與運(yùn)營理念的提出，以及大數(shù)據(jù)時代的來臨，信息技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成為規(guī)劃師的技能要求和發(fā)展趨勢。無論是對城鄉(xiāng)規(guī)劃的實施管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃的編制設(shè)計和城鄉(xiāng)規(guī)劃的決策支持都需要信息技術(shù)的支持。通過信息技術(shù)，將城市發(fā)展的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分析、處理和利用，作為城市規(guī)劃實施的指導(dǎo)和依據(jù)。

一、城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)本科課程現(xiàn)狀和需求

城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)本科的課程主要包括五類課程，分別為建筑學(xué)基礎(chǔ)課程、設(shè)計類課程、城鄉(xiāng)規(guī)劃理論課程、城鄉(xiāng)規(guī)劃社會實踐類課程、信息技術(shù)類課程。其中，信息技術(shù)類課程主要包括《城市地理信息系統(tǒng)（GIS）》和《計算機(jī)建筑表現(xiàn)（CAD）》。兩個主要課程涉及到的信息技術(shù)軟件包括地理信息系統(tǒng)（GIS）、計算機(jī)制圖與建筑表現(xiàn)（AutoCAD、Photoshop、Sketchup）。

除了單一的信息技術(shù)類課程以外，設(shè)計類課程主要是針對實踐的工程案例，展開設(shè)計和規(guī)劃編制，而城鄉(xiāng)規(guī)劃理論課程主要是講述城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的原理和相關(guān)理論（如《城市生態(tài)與環(huán)境》、《城市經(jīng)濟(jì)學(xué)》、《城市社會學(xué)》等），最后通過城鄉(xiāng)規(guī)劃社會實踐類課程（包括城市中心區(qū)、小城鎮(zhèn)規(guī)劃、鄉(xiāng)村規(guī)劃等類型和畢業(yè)設(shè)計）進(jìn)行鞏固和完善。根據(jù)規(guī)劃編制的層次和類型，兩者一一對應(yīng)：道路交通類課程方面，《城市道路和交通規(guī)劃》課程與《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計》課程對應(yīng);修建性詳細(xì)規(guī)劃類課程方面，《居住區(qū)規(guī)劃原理》課程與《居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計》課程對應(yīng);總體規(guī)劃類課程，《城市總體規(guī)劃原理》課程與《城市總體規(guī)劃設(shè)計》課程對應(yīng);控制性詳細(xì)規(guī)劃類課程，《控制性詳細(xì)規(guī)劃原理》課程與《控制性詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計》課程對應(yīng)。

信息技術(shù)類課程開設(shè)的目的是讓學(xué)生以信息技術(shù)為方法手段，來進(jìn)行規(guī)劃分析和設(shè)計，加深學(xué)生對核心專業(yè)課程的理解。但是，目前單一的信息技術(shù)類課程沒能很好地與核心課程進(jìn)行銜接，教學(xué)效果不是很好，學(xué)完即忘，學(xué)而不用。因此，需要將信息技術(shù)類課程進(jìn)行融合和創(chuàng)新，很好對接其他核心主干課程，使信息技術(shù)類課程有用武之地。其中，設(shè)計類課程需要與信息技術(shù)類課程緊密對接和融合，城鄉(xiāng)規(guī)劃社會實踐類課程需要對信息技術(shù)類課程內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新。

二、信息技術(shù)類課程教學(xué)現(xiàn)狀和需求

全國高等學(xué)校城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教育評估標(biāo)準(zhǔn)中，要求學(xué)生掌握GIS及CAD的基本知識，了解用專業(yè)軟件進(jìn)行現(xiàn)狀及規(guī)劃圖紙繪制的基本知識，初步具有計算機(jī)操作的基本技能。該標(biāo)準(zhǔn)的總體教學(xué)思路是注重信息技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用，服務(wù)于城鄉(xiāng)規(guī)劃，而不是去研究GIS和CAD科學(xué)，使學(xué)生具備GIS分析方法與CAD制圖技能。目前，各個高校的信息技術(shù)類課程教學(xué)主要采取原理講授和上機(jī)實驗相結(jié)合的教學(xué)方法。但是面對信息技術(shù)知識薄弱的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學(xué)生來說，教學(xué)效果不理想。

城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)針對信息技術(shù)類課程的教學(xué)研究主要以教學(xué)改革、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與模式、人才培養(yǎng)模式研究為主，其中教學(xué)內(nèi)容主要包括理論基礎(chǔ)、軟件操作和專業(yè)程序設(shè)計。信息技術(shù)類課程對教師的要求較高，要同時具備信息技術(shù)和城鄉(xiāng)規(guī)劃知識。目前，全國各高校城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)對于信息技術(shù)類課程教學(xué)的探討和思考都限制于課程本身，信息技術(shù)類課程作為與城鄉(xiāng)規(guī)劃發(fā)展密切相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)，不能只停留在課程內(nèi)部的改革和課時設(shè)置上，還需要與其他課程進(jìn)行較好地結(jié)合，使得原本單一的課程能在規(guī)劃設(shè)計和規(guī)劃研究中得以延續(xù)。本文將城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)本科信息技術(shù)類課程實踐內(nèi)容分為融合與創(chuàng)新兩大板塊，融合是指建立信息技術(shù)類課程的“模塊化”應(yīng)用內(nèi)容體系，并與其它傳統(tǒng)規(guī)劃課程主模塊進(jìn)行對接，以技術(shù)應(yīng)用為主線;創(chuàng)新是指通過實踐課程得到強(qiáng)化和提高，以實踐問題為主線。

三、信息技術(shù)類課程的融合

根據(jù)三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的課程內(nèi)容進(jìn)行“模塊化”劃分，以城鄉(xiāng)規(guī)劃必修的專業(yè)核心課程為主模塊，子模塊為GIS和CAD課程中模塊化的理論基礎(chǔ)、軟件操作和程序設(shè)計，主模塊中的設(shè)計和分析內(nèi)容通過子模塊進(jìn)行實現(xiàn)。建立這種對應(yīng)結(jié)構(gòu)，旨在在進(jìn)行設(shè)計類課程的過程中，一方面學(xué)生能夠熟悉使用信息技術(shù)，另一方面使學(xué)生建立起知識框架，對設(shè)計類課程提高認(rèn)識。比如地理信息系統(tǒng)（GIS）中的設(shè)施優(yōu)化布局分析可以直接應(yīng)用到總體規(guī)劃中的公共服務(wù)設(shè)施選址，地理信息系統(tǒng)（GIS）中的交通可達(dá)性分析可以直接應(yīng)用到道路交通規(guī)劃中的道路路網(wǎng)布局，地理信息系統(tǒng)（GIS）中的地形分析可以直接應(yīng)用到總體規(guī)劃中的用地適宜性評價，地理信息系統(tǒng)（GIS）中的視域分析可以直接應(yīng)用到修建性詳細(xì)規(guī)劃中的景觀視域分析等。以主模塊課程中總體規(guī)劃設(shè)計為例，在《城市總體規(guī)劃原理》課程中講授與編制總體規(guī)劃成果有關(guān)信息技術(shù)的在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用范圍和功能概念，如總規(guī)中建設(shè)用地選擇的用地適應(yīng)性評價主要涉及GIS中的空間疊置分析和緩沖區(qū)分析。然后，在信息技術(shù)類課程中講授信息技術(shù)的原理、操作步驟和程序設(shè)計，使學(xué)生能掌握基本的操作和原理。最后，在《城市總體規(guī)劃設(shè)計》中學(xué)生能完成總體規(guī)劃設(shè)計和分析成果。從而總體規(guī)劃的編制分析與信息技術(shù)相互結(jié)合，信息技術(shù)類課程內(nèi)容貫穿于整個課程體系。

根據(jù)建筑學(xué)背景下的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合培養(yǎng)方案，建立以物質(zhì)空間設(shè)計為主要內(nèi)容的三大模塊，分別為道路交通規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃和總體規(guī)劃三個主模塊。然后對這些主要模塊的內(nèi)容進(jìn)行具體劃分，其中總體規(guī)劃包括城鎮(zhèn)體系結(jié)構(gòu)分析、用地適宜性評價、功能分區(qū)與空間布局;詳細(xì)規(guī)劃包括公共服務(wù)設(shè)施選址、開發(fā)強(qiáng)度指標(biāo)統(tǒng)計、三維空間場景模擬和景觀視域分析;道路交通規(guī)劃包括最佳路徑分析和交通可達(dá)性分析。結(jié)合主模塊的具體規(guī)劃內(nèi)容，信息技術(shù)“子模塊”的內(nèi)容與每個具體內(nèi)容進(jìn)行對接，主要分為空間查詢、拓?fù)浞治觥⒕彌_區(qū)分析、疊置分析、網(wǎng)絡(luò)分析、空間集合分析、地學(xué)分析、空間句法分析等多個子模塊，子模塊包括功能的原理、功能的軟件操作和程序設(shè)計。將核心規(guī)劃課程的主模塊與信息技術(shù)類課程內(nèi)容的子模塊進(jìn)行對接，主模塊類型下面的隸屬內(nèi)容包括哪些信息技術(shù)類課程子模塊中的功能，對這些內(nèi)容進(jìn)行封裝打包。

四、信息技術(shù)類課程的創(chuàng)新

城鄉(xiāng)規(guī)劃編制的各階段成果主要是圖件、數(shù)據(jù)圖表和文檔資料三大類型。圖件由AutoCAD和Photoshop等制圖軟件生成，數(shù)據(jù)及其圖表由Microsoft Excel進(jìn)行分析，文檔則主要用Microsoft Word進(jìn)行處理，而建筑的模型建構(gòu)通過Sketchup來完成。這些傳統(tǒng)的技術(shù)手段很有針對性，但是在資料管理方面是相對獨(dú)立的，在處理數(shù)據(jù)和條件分析相關(guān)的圖件時也不夠方便。相比傳統(tǒng)制圖軟件，地理信息系統(tǒng)（GIS）可以將圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，構(gòu)建定性定量相結(jié)合的模式。對總體規(guī)劃設(shè)計和控制性詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計兩個核心課程加入地理信息系統(tǒng)制圖的內(nèi)容，形成GIS+傳統(tǒng)制圖軟件+草圖繪制的圖紙制作模式，其中草圖繪制用于方案構(gòu)思，地理信息系統(tǒng)制圖用于方案討論和修改，傳統(tǒng)制圖軟件用于制作成果文件，實現(xiàn)規(guī)劃“一張圖”，將規(guī)劃和現(xiàn)狀的城鄉(xiāng)要素信息分層加載到GIS數(shù)據(jù)庫中，幫助學(xué)生對現(xiàn)狀和規(guī)劃進(jìn)行比較，在GIS中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和方案推敲。

地理信息系統(tǒng)（GIS）的加入可以提高繪圖的效率，比如控規(guī)中的容積率的統(tǒng)計和總規(guī)中用地平衡表的統(tǒng)計，如果用AutoCAD進(jìn)行統(tǒng)計的話非常消耗時間，地理信息系統(tǒng)（GIS）可以進(jìn)行統(tǒng)計計算，而且更加準(zhǔn)確和節(jié)省時間。除此之外，地理信息系統(tǒng)還可以進(jìn)行城市空間的分析和研究，比如總體規(guī)劃中的用地適應(yīng)性評價，通過GIS的疊加分析，提取出適宜建設(shè)的用地，對城鄉(xiāng)建設(shè)用地的選擇具有直接指導(dǎo)意義;總體規(guī)劃中的城鄉(xiāng)數(shù)字高程模型的建立，通過GIS快速地構(gòu)建城鄉(xiāng)DEM，便于分析城鄉(xiāng)地形的等值線、坡度、坡向、可視性、最陡路徑、山體陰影等;控制性詳細(xì)規(guī)劃中的緩沖區(qū)分析，可以用來確定公共服務(wù)設(shè)施的服務(wù)半徑，線狀廊道如鐵路、高壓線、河流兩側(cè)的保護(hù)范圍等。

通過建立總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫，將規(guī)劃范圍內(nèi)的要素數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)，分為規(guī)劃要素和現(xiàn)狀要素，兩者在同一坐標(biāo)系下，一一對應(yīng)的關(guān)系，比如用地圖層、道路圖層、建筑圖層、水體綠地圖層、設(shè)施圖層等，根據(jù)分析和繪圖的需要，可以方便提取圖層繪制分析圖。通過建立控規(guī)數(shù)據(jù)庫，將規(guī)劃范圍內(nèi)的要素數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)，除了常規(guī)的規(guī)劃圖紙以外，還包括法定圖則。

五、結(jié)束語

通過對城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)信息技術(shù)類課程的教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)需求及發(fā)展趨勢的分析，信息技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成為城鄉(xiāng)規(guī)劃從業(yè)者的技能要求和發(fā)展趨勢。無論是對城鄉(xiāng)規(guī)劃的實施管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃的編制設(shè)計和城鄉(xiāng)規(guī)劃的決策支持都需要信息技術(shù)的支持。本文將城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)本科信息技術(shù)類課程內(nèi)容分為融合與創(chuàng)新兩大板塊，融合是指建立信息技術(shù)類課程的“模塊化”應(yīng)用內(nèi)容體系，并與其它傳統(tǒng)規(guī)劃課程主模塊進(jìn)行對接，以技術(shù)應(yīng)用為主線;創(chuàng)新是指通過實踐課程得到強(qiáng)化和提高，以實踐問題為主線。

在城鄉(xiāng)規(guī)劃原理課程中講授與編制規(guī)劃成果有關(guān)的應(yīng)用范圍和功能概念，在信息技術(shù)類課程中講授信息技術(shù)的原理、操作步驟和程序設(shè)計，使學(xué)生能掌握基本的操作和原理。最后，在規(guī)劃設(shè)計類課程中學(xué)生能完成規(guī)劃設(shè)計。將信息技術(shù)類課程內(nèi)容與其他主干課程進(jìn)行融合。在城市總體規(guī)劃和控制性詳細(xì)規(guī)劃中，加入地理信息系統(tǒng)制圖，實現(xiàn)規(guī)劃“一張圖”，建立總體規(guī)劃與控制詳細(xì)規(guī)劃的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)規(guī)劃成果的創(chuàng)新。

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