【主旨论坛】钮心毅 | 数字化规划技术——从数据到知识

2023年10月28日，第20届中国城市规划学科发展论坛上，同济大学建筑与城市规划学院钮心毅教授发表主题演讲“数字化规划技术——从数据到知识”。系统性梳理数字化规划技术的类型范畴、回顾数字化规划技术演进历程、分析数字化规划技术的前沿趋势，探讨如何认识数字化规划技术本身，及其迅速发展对规划研究和实践带来的影响和改变。

首先要区分数字技术与数字化规划技术。数字技术 (Digital Technology )是利用计算机等数字设备，以数字信号进行信息处理、存储、传输和显示的技术。大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能、AIGC等是近年来较为热门的数字技术。而数字化规划技术 (Digital Planning Technology)是规划中运用数字技术的方法，是与其他学科运用数字技术有显著差异的方法。

数字化规划技术分为分析、模拟、决策三类用途。分析是对规划对象进行分析判断的技术。分析内容包括效应、因素和机制，“诊断”是典型的分析用途。模拟是对规划现象进行模拟的技术。模拟方式包括模拟、仿真，“推演〞是典型的模拟用途。决策是对规划目标进行决策的技术。分析、模拟都是为了优化规划，而“决策”是规划的核心内容。

数字化规划技术的分析、模拟、决策三类用途对应规划过程的不同阶段。

城市建模技术是承担决策用途而产生的，但当前演变成了模拟用途。城市建模技术的应用方式的演变，是规划学科本身特性决定的。把城市建模技术看作是城市空间变化的预测工具，更多地作为城市演化模拟的实验室，模拟用途成为当前城市建模技术的主流用途。

城市建模技术源于知识驱动，依据“知识”建立模型，基于规则的模型更加是将“知识以白箱方式表达。基于知识的城市模型实际没有完成决策支持用途。城市建模技术也出现了数据驱动，CA和ABM不依赖于“知识”，以数据驱动模型基于数据驱动的城市模型也无法完成决策支持用途，仅是一种模拟技术。

无论是“知识驱动”还是“数据驱动”，当前城市建模技术均未能完全有效地满足“分析”“模拟”“决策”三类用途，尤其是决策用途的需求。

时空大数据规划技术从产生开始一直是承担分析用途，能有效解决空间与活动的分析，尚无法用于模拟和决策用途。时空大数据规划技术需要从对城市空间“诊断”走向对城市空间“预测”进而支持规划决策。是时空大数据规划技术研究的核心深化方向，不是单纯使用时空大数据能解决的。

时空大数据规划技术始终是“数据驱动”，从数据中挖掘信息，进而从信息发现新的现象、验证既有知识。时空大数据尚无法用于模拟、决策用途。从时空大数据中挖掘城市活动时空规律和演化规律、探知空间与活动的作用机理，就是从“数据中获取“知识”，但这不是单纯使用时空大数据能解决的。

人工智能规划技术起步于决策用途，也能用于分析用途，但更多是为了规划目标决策。其开端于“基于知识”的规划技术，而近期发展出了“基于数据”的规划技术。无论是“知识驱动”还是“数据驱动”，当前人工智能规划技术均未能完全有效地满足“分析”“模拟”“决策”三类用途，尤其是决策用途的需求。

规划学科本身特征决定了人工智能规划技术难以靠“知识驱动”(知识提取困难)、也不能仅靠“数据驱动”(黑箱知识)。

传统规划技术一直是“知识驱动”，是“基于知识”的规划技术。数字技术带来了 “基于数据” 的技术、数据驱动的技术范式，使得规划学科出现了“基于数据”的规划技术。而数据驱动带来了 “黑箱知识” 问题，使得“基于数据” 的规划技术能较好地用于分析、模拟用途，但还不能用于决策用途。决策用途规划技术一直是规划学科的追求。当年对理性规划批判就已经告诉我们，传统规划技术“基于知识” 决策是存在明显的问题。数字技术带来了“基于数据” 规划决策技术。由数据产生 “黑箱” 知识，“黑箱” 知识用于规划决策也存在很大问题。数字化规划技术需要走向 “从数据到知识”，以数据和知识共同驱动。

现有技术已经能够得出 “黑箱的知识”。如果我们能够从数据中进一步学习到 “白箱的知识”，那么运用“白箱的知识〞进行规划分析、模拟、决策，应该是可靠、值得信赖的技术途径。基于数据和知识的共同驱动，关键在从“数据到知识”，更明确的表述是从“数据到白箱的知识”，“白箱知识”驱动分析技术、模拟技术、决策技术。因此数字化规划技术趋势为：“数据和知识”驱动的数字化规划技术，尚需要解决 “从数据到知识” 是关键。而运用数字技术、从数据中学习规划知识是从“数据”到“知识”的可行途径。

数字化规划技术是规划中运用数字技术的方法，在规划过程中承担分析、模拟、决策三类用途。当前建模预测、方案制定、方案选择阶段的数字化规划模拟、决策技术仍有待突破。数字化规划技术未来趋势是走向”数据和知识的共同驱动”，其中前沿是解决 “从数据到知识”，运用数字技术从数据中进一步学习、提取出规划学科“白箱知识”，运用“白箱知识”解决规划分析、模拟、决策用途。需要认识到当前重视数字化规划技术、探索智能规划理论，井不是朝着 “理性规划” 的倒退。未来突破了“从数据到知识” 的数字化规划技术仍将是为以人为中心的规划提供支持。

本文根据现场演讲内容整理，经演讲人修改审定

文字整理：陶晗，同济大学建筑与城市规划学院硕士研究生