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【模型咖专访】胡腾云:基于城市内部多种土地利用的空间扩张模拟研究

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2018-03-02

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城市数据派导读

由北京市城市规划设计研究院与中国城市规划学会城市规划新技术应用学术委员会共同主办的2018年第二届“城垣杯·规划决策支持模型设计大赛”的竞赛报名阶段已于2月28日结束,大赛正式进入了提交成果阶段:2018.03.01—2018.04.30。

 

点击下图,了解大赛详情
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正在紧张准备模型的你

想不想知道:

什么样的模型能够获奖?

去年获奖团队背后有哪些故事?

他们是如何理解和应用模型的?

他们遇到了哪些挑战?

他们有哪些参赛经验分享?

未来模型的发展方向是什么?

......

城市数据派作为本届大赛的合作媒体

将专访往届大赛获奖代表

为你讲述模型背后的故事

 

本期专访

本期专访往届特等奖获得者,来自北京市城市规划设计研究院的胡腾云、及来自爱荷华州立大学的李雪草合作完成的《基于城市内部多种土地利用的空间扩张模拟研究》。感谢胡腾云作为获奖团队代表接受【城市数据派www.udparty.com】的专访。

往下拉可了解往届特等奖获奖作品情况。

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胡腾云

北京市城市规划设计研究院

(1)城市数据派:祝贺团队在第一届大赛中获奖,您认为该获奖模型的最大亮点是什么?

胡腾云:感谢组委会和专家评审们的认可,城市内部多种土地利用空间扩张的模拟研究是在传统的元胞自动机模型的基础上,针对城市内部不同功能地类分别设置转换规则并进行空间扩张的模拟过程,并在城市内部提供不同场景的空间景观网络分析。这在目前城市功能用地配置、空间布局合理的成熟阶段,对规划指导和政策风险规避的意义更加突出。


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(2)城市数据派:通过参加上届比赛,您觉得最大的收获是什么?对于第二届的参赛者,有什么样的参赛经验可以分享给大家?

胡腾云:上届比赛让我充分感受到组委会和专家评审组的专业水平,最终评审阶段各位选手的表现很精彩,听了他们的报告也开拓了我在城市研究方面的视野,为今后工作研究提供了帮助。第二届的比赛一定比上届更加精彩,更加值得期待,各位参赛者在设计作品时还是要注重作品的实际应用价值,通过科学的方法发挥城市科学、城市量化研究对城市规划和管理的指导作用。

 

(3)城市数据派:能否给大家分享一下本次比赛中遇到的最大困难是什么,以及是如何解决的?

胡腾云:最大困难可能谈不上,不过确实有点小波折,模型设计方法其实是比较复杂的,在汇报的10分钟内需要用专业又不失通俗的语言介绍给大家还是有点挑战的。非常感谢领导和同事小伙伴们的帮助,正式比赛之前给领导和同事讲过几次,他们提出了很多中肯的意见,包括汇报的逻辑思路、表达效果等,所以荣誉是我们集体共同努力的结果。

 

(4)城市数据派:你们的作品是“国际合作”的结果,你觉得这样的团队架构对这次的设计有没有什么特别的帮助?搭建一个成功的模型,需要哪些不同的专业背景人员来合作?不同的专业背景人员如何分工合作?

胡腾云:帮助肯定是有的,合作是现代社会实践下资源优化配置的重要途径,我们不可能是十项全能,找对的人做擅长的事,我的合作伙伴在城市量化研究方面有很强的积累,当初遇到总规提出的对用地功能动态模拟的需求后,我们很快针对应用需求设计模型思路,我们之间合作时间比较长、也很默契。模型的设计应用,对不同专业背景的需求较高,比如对实践应用的敏感性、算法研发的数学功底、模型开发的计算机能力等。

(5)城市数据派:“通过多种地类的竞争转化机制实现多功能类型土地的同步模拟”是作品的一大创新。能否简要介绍这里的“竞争转化机制”是指什么以及如何运作的?

胡腾云:研究涉及城市空间内多种用途地类的同步转化模拟。居住类和就业类用地的模拟各自有其转化机制和用地需求总量,两类用地同时进行模拟。针对同时满足两个用地类别转化机制的元胞,模型设置“竞争机制”,即比较其两类用地的发展概率,将概率值较大的用地类别赋予该元胞,随后模型重新计算两功能类型用地剩余的土地发展需求并不断进行循环迭代,直至所有用地需求完成空间分配。该机制的引入拓展了传统的城市元胞自动机模型对单一建筑用地模型模拟的能力,能够在模型模拟过程实现对多种城市功能地类的同步模拟。


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(6)城市数据派:此类模型是否具有普适性?例如不同城市或者区域在选择驱动的目标和空间发展约束因子时是否需要因地制宜?未来关于城市内部多种土地利用的空间扩张模拟方法是否会进行改进和提升?具体方向是什么?

胡腾云:模型的技术思路和方法是具有普适性的,可以应用于任何城市;不同的城市发展有不同的侧重因素,对某些用地类型的发展也有其特定的制约因子,所以在模型模拟之前有一步很重要的步骤就是学习研究区域之前城市发展的规律和逻辑关系。改进和提升是必须的,城市的发展总会遇到新的问题需要我们规划师们解决。新版城市总体规划明确减量和存量发展的重点,所以未来针对城市更新、城市功能调整将是一个重要的方向,存量发展与之前的增量扩张是完全不同的发展规律,所以我们更希望研究出适用于存量发展阶段的城市空间模型。

 

(7)城市数据派:这次的模型设计受到了专家们的认可,是否考虑模型在规划项目中的应用或与相关部门合作,进一步放大它的价值?

胡腾云:当然,我们也已经在这么做了,通过北规院的城乡规划决策支持平台,将模型搭载其中,应用于更多城市,目前也有几个城市有意向使用这个模型。

 

(8)城市数据派:可否简单讲讲您对规划决策支持模型的理解以及对其发展前景的看法?

胡腾云:规划决策支持模型是一种指导城乡规划工作的科学方法,也是未来城乡规划信息化发展的重要领域之一。未来规划决策支持模型结合多源大数据为基础的智慧城市研究,强强联合,在分析数据的基础上,结合改进的决策支持模型,在存量城市更新发展、以人为本的城市规划设计方面会有更重要的价值。

 

(9)城市数据派:城市系统因其复杂性而增大了预测难度。通过这次的研究设计,你对于城市预测有什么新的思考和感想?

胡腾云:这个我在前面也有提到过,中国的城市的发展已经进入到新的阶段,存量减量势在必行,我们需要一套标准或研究方法能够针对城市更新、城市改造等。规划决策模型其实本质是科学方法、是一种量化研究的手段,我们面对的关键还是城市规划的实践,所以说是科学技术转化为生产力的过程。不知道这算不算特别的经验,不过我在学校做研究生时,做城市科学研究会更加关注方法的创新性,成为一名规划师后更加关注方法的实际应用价值,方法是为实践应用服务的,算不算实践出真知呢。

 

(10)城市数据派:根据哪些因素来评判和决定某个规划项目中是否要使用模型?以及如何选择或者自己开发模型?一般的工作流程是怎样的?

胡腾云:我觉得没有严格的标准,模型或者量化的研究在规划行业的出现和兴起主要是由于早期的定性的判断、解释不足以满足城市发展的需求,但并不能说定性的分析不可信,如果某个规划项目通过非模型的手段得以实现,也是可取的,关键还是看项目负责人对项目的理解和把控。模型的选择和开发要建立在数据的基础上,没有数据支撑的模型跟空想主义没什么区别吧,在处理数据、发现数据之间关系的时候才有可能摩擦出创新的想法。工作流程可以是以数据为基础,设计算法转入开发;或者在实际问题需求下,寻找或制作数据用以满足算法。

 

(11)城市数据派:您认为规划院是否需要大力发展模型应用?在北规院,规划决策支持模型的应用程度如何?

胡腾云:当然需要,城市量化模型是城市规划的重要发展方向之一。其实现在很多规划师们已经有信息化的意识,这是很好的现象,说明城乡规划在转型。当然这是一个循序渐进的过程,也是一个需要包括规划院、高校等共同努力的过程。北规院自上世纪80年代以来就率先开展定量模型技术辅助城乡规划决策的实践,自主研发的城乡规划决策平台搭载的多种规划决策模型对规划编制和管理提供了重要支撑,团队也将不遗余力地推动模型在规划行业的应用,同时支持更多的规划人员参与到定量模型的研究中。

 

往届特等奖获奖作品

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