CCUD快讯 | 专家视角 —— 基于系统思维的地域空间规划技术方法研究(三)

2025年9月30日369

 专家视角 —— 基于系统思维的地域空间规划技术方法研究(三)

编者按:地域空间规划是应对复杂系统挑战的系统性工程。其作为复杂适应系统,社会、动态、新兴三重复杂性交织,对规划前瞻性、创新性提出更高要求。

在本次推出的第三期科普微文中,曹永卿教授将系统思维转化为可操作方法,形成从定性到定量综合集成研讨,针对立项、现状调查等环节给出创新解法,如立项风险前置、基于GIS的地域空间数字孪生体的建立等。同时,为规划机构指明转型方向:依据复杂系统必要多样性法则,借技术赋能、组织优化寻发展新空间。这份研究传承钱学森相关方法,为破解规划难题提供思路,期待推动系统工程思维在城乡空间治理中的应用,助力打造更优地域空间。

作者简介:曹永卿,1943年5月生,湖南益阳人,中共党员,教授,注册城乡规划师。主持的教学成果曾获湖南教委一等奖,国家教委二等奖(排名第一),获“全国优秀教师”称号。

地域空间规划系统工程

系统工程是研究、设计、制造一个系统的工程技术,其技术方法流程与系统的性质和结构功能特征有关。
01  对复杂适应的再认识:
地域空间是复杂适应系统,但它的复杂性并非仅因CAS理论中提出的适应性主体的相互作用而产生。地域空间的复杂性包括社会复杂性、动态复杂性和新兴复杂性。其中动态复杂性是因为它作为一个动态系统,其时空距离会使各种流发生延迟与续断、信息失真以及非线性产生对未来的不确定性。而新兴复杂性是由新技术应用会加速各行业的变局,使得前景难以预料,容易失去机遇或落入陷阱。至于适应性,其本身具有依靠经验,向别人学习和模仿的特征,而且多是为了自己的近期私利的目的,缺少前瞻性和创新性。有鉴如此,钱学森先生才创建了从定性到定量综合集成研讨的复杂系统工程方法来集人类智慧之大成,解决社会经济中的复杂问题。
02  地域空间规划设计系统工程方法:
   “方法”就是人们思考问题和做事的各步骤的前后次序。一个先定性后定量的集人类智慧与人工智能为一体的地域空间规划系统工程流程框图如下:

几个重要环节的说明
①项目立项环节以往是不列入规划设计步骤的,规划设计人员直接无疑义的接受立项要求开始调查。其实,项目的性质、定位、规模乃至招标多为一人提出,少数人附和而确定的。如有重大风险,后面的设计环节一般无法纠正,导致重大损失。因此规划设计的许多反馈都可能影响最初的立项决策。②现状调查环节要结合数字孪生体的构建,而不只出一张现状图。这事并没有想象的那么难,但很有用处。我们在地信平台上如QGIS上创建一个工程,然后把必要的公共地理数据和专项的调查数据分为图层载入GIS系统中,现在GIS系统已能支持多模态数据综合,从而构建一个地域空间数字孪生体。借助它,规划师就可以进行可视化定性概念规划设计,进而进行定量分析和模拟。

③地域空间概念设计属于定性设计,但它仍然需要用几何图形来表达轴线、空间范围、相邻与隔离等空间关系。在GIS系统中开辟新图层,参照现状数字孪生体勾画出新的空间结构很方便高效。
④两个评审环节都包含着集成研讨。数字孪生模型能给评委提供可视场景, 必要时能及时呈现相关细节和实景,也能临时勾画变更进行某些推演。⑤规划设计成果除规定的图文表达外,将现状的和设计重构的数学孪生体打包成信息系统一并提供给甲方,对于数字化管理很有好处,可及时添补竣工图信息,获得一个实时动态的数字城市。

03 规 划 设 计 机 构 的 创 新 转 型

在国际国内大变局下,许多只会做卖地规划的事务所早就垮掉了。这并不能说明规划机构没有生存空间了。本人注意到,中央城市工作会议开过后,央视又开展了几轮宣传报道,虽然还没看到规划设计复苏的标志性事实,但可以预料,对空间规划政策性要求一定会出来。既然提出了城市建设许多的新要求,怎么做?谁去做? 自然会涉及到。根据复杂系统必要多样性法则(law of requisite varity),规划设计机构应该有相应复杂的组织结构和功能。目前公司已有较长的历史、多个规划设计资质、配合的技术人员,在如此不景气的大环境下仍不时有亮点闪耀,基本条件较好。但是要鼓励有条件的员工通过自学掌握数字化、人工智能技术,强化高新技术企业地位,进一步精干完善管理机构,如市场开拓、理论与技术研究,对外合作与交流;积极参与重大项目投标,瞄准潜在市场提供优质服务;着重培养优质生产力,选定重点项目,安排年轻力量进行数字化智慧化攻关推广新技术。

结论:

 “系统”并不是客观存在的实际事物,只是人们为了研究和建造利用的目的对客观事物进行抽象划分与结构功能的表达。将CAS理念引入到地域空间研究,提出了地域空间主体的概念。认识到地域空间主体也是适应性主体,其演化包括人和各种组织的适应性聚集和空间规划设计两大机制。在地域空间主体中,有一类专司空间发展决策、空间规划设计,空间治理管理的人员,他们是空间主体的组成要素 他们的知识、经验、思想、行为一方面受着空间主体的影响与制约,另一方面,他们在空间发展演化过程中起决定性作用。因此系统思维的悖论性在此就充分明显地表现出来了。这一系统思维的悖论的出路在于本系统内的智能体的智慧程度的提升,同时也需要更高层次更大范围的智能体智慧的指导。没有上帝!人类生存发展面临的问题只能依靠人类智慧与人工智能综合集成才能逐步解决,这是一个无尽的闭环过程钱学森先生创导的大成智慧工程值得推崇。

编者致谢

本系列“基于系统思维的地域空间规划技术方法研究”三期科普微文,从三代系统理论与城市规划的关联溯源,到地域空间主体多维属性与 “自组织 – 规划引导” 双重演化机制的剖析,再到规划系统工程方法的构建与机构转型路径的探索,层层递进搭建起系统思维在地域空间规划领域的理论与实践框架。

曹永卿教授始终以严谨的学术逻辑,将抽象的系统理论转化为可理解、可应用的地域空间规划思路,让“地域空间主体”“多维适应规划” 等核心概念从理论层面走向实践落地,为学界与业界理解地域空间规划的复杂本质、探索创新路径提供了极具价值的指引。

在此,谨向曹教授致以最诚挚的感谢,感谢其以深厚的专业素养与前瞻的研究视野,为本系列文章注入核心学术力量,也为地域空间规划领域的系统思维应用提供了宝贵的研究范本。未来,我们亦期待以曹教授的研究成果为起点,持续推动系统思维在城乡空间治理中的深度实践,为构建更具适应性、智慧性与可持续性的地域空间贡献力量。

曹永卿教授手稿(部分)

一审:孙思敏、二审:吴颖、三审:喻常雄

 

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