土地交通一体化的规划支持系统设计及应用.pdf

土地交通一体化的规划支持系统:设计及应用 俞博 钟绍鹏 摘要: 研究表明为了提高城市规划评估的有效性,并加强土地利用与交通互馈的影响分析,需深入探究和构建符合要求的规划支持系统。本文基于情景规划思想,通过探究城市土地利用与交通的空间互动关系, 以城市规划方案为研究对象, 结合非规则元胞土地分配模型和多出行方式的交通四阶段模型, 在ArcGIS Engine10 平台下开发了土地交通一体化的规划支持系统DynaCity。在构建 DynaCity 的基础上,本文结合大连市金渤海岸的相关规划,对趋势发展和以公交为导向发展两个情景规划方案分别进行了10 年(2014-2024 年)的城市发展预测模拟,并分析了相关的土地演变和交通发展结果。结果表明本规划支持系统可以为参与规划各方(决策者、规划师、普通公众)比选不同情景规划方案提供一个互动、沟通、交流的平台,并促进土地利用与交通系统的协调发展。 关键词: 规划评估;规划支持系统;非规则元胞;土地交通一体化;情景规划 1 引言 城市规划作为政府引导和控制城市发展的重要工具,决定着未来城市的性质、规模和发展方向[1]。但未来是变幻莫测的,在规划师无法完全了解城市发展过程所有动力机制的前提下,城市规划的实施与规划方案、战略目标的脱离就成为必然。为了改变这一现状并提高规划的有效性,评估就显得至关重要。规划评估是能确保城市规划有效实施的必要环节,规划参与者(决策者、规划师、普通公众)从自身价值观出发,通过城市规划评估对不同规划方案做出预测和评价,公平地评述不同规划方案的优缺点,为比选以及改善现有方案提供依据[2] 。因此,探索用于城市规划评估的规划支持系统( Planning Support System ,简称 PSS ) 具有重要的现实意义。规划支持系统是运用计算机技术辅助城市规划的方法。作为城市规划的辅助工具和平台,规划支持系统将城市规划基本理论整合到计算机技术中,通过运用地理信息系统、专业模型模拟、统计分析、图像展示等途径来提高规划编制的科学性、检验规划实施的有效性、促进规划成果表达的可视性、增加公众参与城市规划的可操作性[3] 。从 1960 年代以来,规划支持系统的相关研究就没有中断过(见图 1 )。综合分析国外现有的规划支持系统,从建模技术可以划分为三个方向: ①大尺度城市模型( Large Scale Urban Model ) ; ②基于规则模型(Rule-based Model ) ; ③微观仿真模型( Micro-simulation Model )。最早开发的是大尺度模型,其中以 UrbanSim 、TRANUS 等为代表。这类系统由于相关方法的研究历史久远,因此其理论基础较为坚实。 UrbanSim 是一个较复杂的在大尺度层面进行城市发展预测模拟的模型,通过结合城市经济、景观生态学与复杂系统等学科,进行人口、住宅、产业、交通、土地利用、生态环境等多方面的城市发展分析,现阶段该模型开始转向微观模拟[4] 。TRANUS 模型是一个典型的土地利用与交通整合模型, 该系统既可以作为土地利用和交通项目及政策的整合模型, 又可以单独使用其中的交通模型, 特别是短期交通项目影响评估 [5] 。以INDEX 、“What If? ”为代表的规则模型发展于 90年代。这类系统主要针对在普通公众的研讨会上, 对于公众理解政府的土地使用规划、让公众参与政府的决策过程、展示公众的愿景具有非常积极的意义。其中, INDEX 是目前美国使用最广泛的商业性分布式规划支持系统之一,该系统由 ESRI 公司于 1994 年开发完成,主要用于土地利用规划、交通运输规划、建筑设计、环境规划等邻域[6] 。微观模型是近期发展较快的研究领域, 这类系统利用元胞自动机(Cellular Automata , CA ) 、多智能体( Multi-Agent System , MAS )等微观理论与方法,可以有效地描述土地利用与交通系统中决策个体的微观行为。其中应用较为广泛的有 MASTER 、 SLEUTH 、 CLUE-s 等, MASTER 是英国 Mackett 开发的考虑人口增长和家庭结构变化的模型[7] 。 SLEUTH 是一种利用元胞自动机原理模拟城市变迁的模型,它可以仿真非城市土地利用(农田,森林)转变成城市土地利用(城市居民住宅,商业,工业用地)的过程[8]。但由于栅格 CA 并不能很好地表征真实的微观个体, Stevens 和Dragicevic 开发了基于矢量地块的 CA 城市规划决策工具 iCity ,能够进行城市空间增长的多情景( Multi-Scenario Planning )模拟, 并对各情景进行评估[9]。近年来,国内城市规划界也开始有了对规划支持系统概念阐述和讨论[10]。叶嘉