杨滔：未来城市，从雄安讲起
本文刊登于2020年8月第69期《超图通讯》
▲中国城市规划设计研究院未来城市实验室执行副主任杨滔
城市是人类文明的标志，是人类政治、经济和社会生活的中心。纵观全球，每一座城市都有着独特的品格和气质：伦敦典雅宁静、纽约美丽繁华、上海摩登高贵、东京发达现代……城市与人们的生活息息相关，人们时刻关注着城市的未来。
与此同时，城市大规模扩张的弊端也逐日凸显，气候变化、交通拥挤、资源紧缺等带来的“城市病”，影响城市的发展和居民生活的质量。今天，以IT、ICT、GIS为代表的先进科技，给城市带来了越来越多的先进解决方案，智慧城市、智慧交通、智慧社区、智慧管廊、数字孪生……科技在解决“城市病”的同时，也在影响和改变着城市的规划及建设。
虽然城市存在着各种问题，但是我们依旧向往更好的生活和更宜居的环境。未来城市承载着人们对于生存环境的想象与期待。2017年设立的雄安新区，就是新时代未来城市的探索先驱。大量彰显发展趋势的改革创新举措，将在这里先行先试，为解决大城市病提供“中国方案”，创造可复制、可推广的城市发展新模式。
专业人士眼中的未来城市是什么样？雄安新区的建设情况如何？GIS技术尤其是新一代三维GIS技术在其中发挥着怎样的作用？它将为政府决策和居民生活带来什么变化？带着这些问题，我们拜访了中国城市规划设计研究院未来城市实验室执行副主任杨滔。
“未来城市的概念一直都存在，一般是指立足当前去看城市未来发展。”采访伊始，杨滔就为我们讲述了什么是未来城市。
杨滔介绍，英国最早于2014年提出来“Future City”的概念，是为了应对下个世纪可能发生的变化，特别是城市产业运作模式、城市治理模式的变化。“类似于中国由奴隶社会向封建社会转变时，社会结构、农业生产组织方式发生的变化，以及与之对应出现了井田制、宫城、都城等形态。这些都可以称为当时的‘未来城市’。”
进入工业社会之后，更是萌生了多种未来城市的概念。例如，十八世纪末英国社会活动家霍华德提出建设“花园城市”，即通过建设林荫大道、农田、轨道交通线等手段，合理规划功能分区，解决公共卫生、交通拥堵等“城市病”；又如，美国莱特提出建设“广亩城市”，认为随着汽车和电力工业的发展，已经没有把一切活动集中于城市的必要，分散将成为未来城市规划的原则；还有“光辉城市”，针对的是以巴黎作为代表的高密度建筑群，以此解决公共卫生以及通风采光方式的问题。
“实际上，这些‘未来城市’更多的是反映当时已经发生变化的生产形态和组织形态。”杨滔说。谈到当今未来城市的发展形态，杨滔认为其受科技进步程度影响较大。
“20世纪末信息高速公路出现后，有专家提出，互联网可以让办公生活变得灵活，人类不一定非要聚集而居，城市将会变得分散。但后来事实证明并非如此。法国有项研究显示，互联网出现后，人与人的联系反而更加频繁，超大城市也出现得更加密集。”
细究这一现象背后的原因，杨滔认为有两个：一是资本流通加快，资本通过网络能够更快地投资生产，并源源不断地向城市聚集，打造经济中心。二是人对沟通模式的选择——尽管网络发达了，但人们更愿意选择效率更高、效果更好的面对面沟通模式。与此同时，互联网增加了人们相识的渠道，因而也增加了人们在现实空间中的聚集频率，间接推动了上千万人口大型城市的出现，未来甚至可能还会出现连绵城市群。
“从某种程度上来说，科技正在不断地打破城市的发展规律。所以下一个未来城市长什么样，还不能确定。我们应从更多维度看待未来城市。”杨滔说。
相比未来城市，现在谈论较多的是智慧城市。那么，未来城市和智慧城市有什么不一样？
杨滔认为，在智慧城市领域，大家原先关注硬件，现在正逐步转向关注智慧应用，而未来城市关注的范围更大、更广泛，不仅包括智慧应用，更包括城市发展的其他设想和可能。例如，“新基建”要规划5G基站、大数据中心、人工智能等新的基础设施体系，但是这些设施怎么用、要应用在哪些场景中、如何让城市运行更健康、更宜居、更繁荣，则是未来城市需要思考的。
“在智慧城市的很多领域中，过去欧美确实做得比我们要好一些，虽然他们的信息基础设施未必有我们的好，但他们聚焦具体应用场景，解决了生产、生活智慧化的很多问题。”杨滔说，“近几年，通过雄安新区等地方的建设实践，我们发现，要想使一个智慧平台真正运转起来，必须要对场景设定以及需求进行深度挖掘。”
2017年，中共中央、国务院决定设立雄安新区。这是继上海浦东新区、天津滨海新区、重庆两江新区等18个国家级新区之后的又一具有重大现实意义和深远历史意义的新区。雄安新区的目的在于探索人口经济密集地区优化开发新模式，打造新时代城市建设典范。
改革开放以来，我国东部沿海地区迅猛发展，涌现出了多个经济发达城市，如上海、香港、深圳等。这一方面有国家政策支持，另一方面也得益于该地区海运便捷等区位优势。随着“一带一路”的持续推进，人们发现，原来内陆城市也可以有重大发展机遇。横空出世的雄安新区，就是国家探索内陆城市发展新模式的一块“试验田”。
基于雄安新区自身的区位特点，借助科技手段，建立雄安新区数字世界，并将其与全国乃至全球的其他城市连接，打造新的产业链，探索信息时代的经济新模式。“这种新模式，就是让远离海洋的城市依托信息化、数字化技术开辟出一条发展新路。一旦探索成功，它可以在很多内陆城市，包括‘一带一路’通道上的城市中复制。”杨滔说。
此外，雄安新区还有风景优美的白洋淀，如果这种城市与水、草、林、地甚至农田等结合的人居模式成功问世，那城市生活与环境交融等普遍存在的难题也将有一个可参考的解决方案。
在设计初期，雄安新区就提出数字孪生城市的建设要求，利用数字化技术建设雄安新区的各个方面：第一，基础设施智慧化；第二，公共空间与生活空间的场景智慧化；第三，整个城市的数据资产化，推动数据资产交易。另外，建设过程必然会涉及规划、施工以及运营等环节。雄安新区提出“现状空间-总体规划-控详规划-设计方案-工程施工-工程竣工”六阶段大循环，各个阶段小循环，实现对雄安新区生长全过程的记录、管控与运营。
基于此，雄安新区提出了一种全新的建设方式：打造雄安新区规划建设BIM管理平台，在建设实体城市的同时，同步建成一座全时空感知、全要素联动、全周期迭代的虚拟城市。
这座虚拟城市以GIS+BIM+IoT的融合技术记录新区成长的每一个瞬间，沧海变桑田的全过程，大到一个社区，小到一个消防栓都有自己的空间身份证和数据记录表。对城市管理者而言，这将是第一次从一个全数字视角看一个城市的整体规划、建设、运营全过程，让之前散落在不同部门、组织中的设计图纸，全部在数字平台上呈现。
目前，雄安新区完成了规划建设BIM管理平台（一期）工程建设，建成了“一个平台”——雄安新区规划建设BIM管理平台，和“一套标准”——数据管理标准体系，以空间服务层实现对GIS、BIM等图形数据的融合。
“雄安新区也是国内第一个提出所有环节都采用BIM来构建的城市，以确保整个项目由三维化、精细化的管理模式来推动。”杨滔解释说，“目前国内运用BIM来正向设计建筑物的建筑专业院很少，但雄安新区要求所有的建设项目都采用BIM来做。”
作为未来城市的探索样板，雄安新区规划建设BIM管理平台需要基于GIS技术整合多源异构空间数据，实现规建局内部和相关委办局之间的数据互通和业务协同，以提高行政管理效率和服务水平，为各级领导在新区重大规划建设问题上的决策提供数字化、可视化和科学化的依据，为“数字雄安”未来城市建设奠定基础。
雄安新区以超图SuperMap GIS平台软件为统一平台基础，统合全域2000多平方公里的二维矢量、DEM高程、遥感影像、倾斜摄影、地质数据等多维数据，构成雄安新区全空间现状要素，形成一个城市数据底板。依托这个底板，雄安新区得以将“现状空间-总体规划控详规划-设计方案-工程施工-工程竣工”六阶段运转起来，同时建设过程产生的数据还将汇聚到底板中，为后续的城市管理提供数据“原料”。
不论是跨区域道路、水建工程、地下地上施政，还是园林绿化工程，雄安新区都基于BIM管理平台，在三维模式下进行了从规划到管理的技术审查，这样的模式在全国各试点城市中也是领先的。
“我认为，目前数字孪生城市在国内还处于探索的阶段，但是雄安新区打下了一个很好的基础，从顶层框架设计，到GIS、BIM和IoT的结合，再到新一代三维GIS的应用和展示，雄安新区都累积了一些经验和成果。”杨滔表示。
GIS：未来城市的数字化底板
建设雄安新区，是从0到1。在此之前，没有一个城市特殊如它，在信息时代重生，灌注最超前的理念，搭乘最先进的技术，树立标杆工程，创造未来城市。
这是非常重大的跨越，不论是GIS、BIM，还是BIM+GIS，不论是数据底盘、数据中台，还是三维需求，都在大胆假设，小心求证，步步探索。“我觉得非常有意义，没有这种经历，我们根本不会知道CIM平台到底怎样去做。”杨滔说。
除了项目本身的积极影响外，雄安新区还对行业的标准和技术融合带来启发。如目前在做的CIM平台全国标准，所参考的项目环节划分，就是雄安新区“现状空间-总体规划-控详规划-设计方案-工程施工-工程竣工”六阶段。为什么认可这六阶段？核心原因就是这六个阶段涵盖了项目从前期的审批、规划，到中后期的建设、管理等各个业务环节。虽然核心数据和模型不一样，但环节是大致相同的，且都会采用到相应的GIS或BIM技术。
事实上，BIM展示和计算的是建筑领域的设计内容、进度和工序等。但具体项目中，其他技术如3D GIS还是不可避免地会被应用。BIM要与这些技术融合才能实现更多的城市级别应用。
比如选址业务，涉及到地质、地表、水、林等不同的专业数据，就会有不同的聚合与整合方式，到了管理和运营环节，还会有物联感知加入。不同阶段的数据来源不一样，数据的处理方式不一样，所用到的技术不仅仅是BIM，而是更强的底层技术，比如GIS。
“早些年的GIS三维功能很少，核心原因是GIS源于地理领域，关注的尺度更为宏观，对城市中微观层面上的设计、建造、运营方式关注较少。但随着数字地球、Google Earth的出现，以及更多应用需求的提出，GIS也开始主动拥抱三维技术，实现了二三维一体化、空天地一体化、室内室外一体化、宏观微观一体化的全空间表达及分析计算能力，开发了许多炫酷功能，带来更多方案。SuperMap GIS已经与BIM实现了很好的融合。”杨滔讲到，“我认为，超图新一代三维GIS技术不仅是全国第一，在全球范围也名列前茅。”
目前，人们关注较多的是地表三维，未来城市可能会有空中交通和地下物流运输，所以科研人员已经开始把目光转向空中三维和地下空间三维。三维与GIS结合后，地上/地下、空天/地表、各专业一张图，以及林地、草地、湖泊，都能够很好地得到展示。这是信息化的表达和认知，在未来城市的应用会更加广泛。
随着信息技术的发展，特别是物联网的出现，人们开始多维度地关注某件事。比如个人穿戴设备，虽说是在个人身上穿戴，但当它与其它设备聚集在一起，会怎样建构人在整个城市，乃至在全球的行为模式？更精细化的数据、更人性化的场景出现后，人们就希望GIS里不仅仅有三维，还能包括更多维，叠加城市感知信息，构建城市有机综合体。
“除了物质空间的联系外，交通、经济、信息等非空间的表达需求也越来多。”杨滔说，“现在超图不止关注三维层面，还关注多维度架构，即时间维度、社会经济属性在一个三维空间里表达。超图借助三维场数据模型做了大量关于三维仿真的研究，如水、空气、地质。今后这些三维仿真会越来越多。”
杨滔认为，未来城市基于GIS这一底板，会有更多社会、经济运行方面的联系，因为GIS与空间位置密切相关，北斗卫星联网、车联网和物联网都有可能与GIS融合，与之相关的所有信息都能在空间位置里实现落位。
“GIS的确可以称为未来城市一个数字化底板，它还将解锁更多应用场景。”杨滔说。
未来城市会对政府决策产生什么影响？
A:
简单来说，历史上每一个未来城市的出现，某种程度都是在技术的推动下，社会的产业组织方式，或者城市治理方式发生了变化。这是未来城市对政府决策带来的积极影响。
比如工业化的飞速发展，使得部分劳动者从耕地劳作中脱离出来，这才出现了社会分工，进而影响了社会的组织方式和治理方式。当今受信息化的影响，社会也许还会出现更多精细化分工，劳动者可以灵活调配自己的时间，实现更多类型的职业选择。
雄安新区这种城市信息化模型就很典型，这其实是对整个城市决策治理进行的一个统筹。过去的政府单位，如规划、建设、国土、环保等，涉及空间的业务分散在好几个部门，不同的部门都有不同的决策，在没有信息化方式的年代，确实较难去沟通。现在，未来城市在雄安新区打造了数字规划平台，各个政府部门可以同时决策。如某地块，过去交通、园林、住建、规划等部门会有对它有不同的要求，规划也未必是同一时期。现在同一个数字规划平台上，大家彼此互通，能够真正实现“最多跑一次”。
还有政府宏观决策，过去的数据都是地方报往中央。CIM平台全面应用之后，地方的审批数据就可以借助平台实时汇聚到中央，那么中央就能更快对整个社会的宏观发展进行判断，甚至可以提前干预。
居民生活会因未来城市发生什么变化？
A:
城市组织方式和居民生活模式都会发生变化。在未来城市，人们将会一改在线开会只能传文字、图片或者视频的方式，实现虚拟投射、远程操作，改变办公方式。
在交通层面，可能会出现无人车。但无人车的大规模投放，必须实现车、道路、交通部门等各个单位的协通关联。这又将改变城市道路的管理方式。
未来会可能出现更快的交通工具，借助更先进的交通方式，人们对工作和生活的地点选择也将更多样，这可能会改变现有的职住平衡。
借助机器人和物联网等，还将改变外卖、物流、学习，以及社区等运营与管理方式。有很多可以设想的地方。
怎么看待“新基建”之于未来城市的现实意义？
A:
新基建本质是新的信息化发展方式，一方面它能让原有的基础设施更加智能化，比如老旧小区、养老院及停车场的管理，还有疫情期间学生们的空中课堂，这些都与新基建密切相关。
另一方面，新基建面向未来建设了大批创新的信息化基础设施，给疫情影响的低迷市场找到了一个新的经济增长方式，对城市共享经济发展也有着巨大的推动作用。
类似超图，不管是做新一代三维GIS，还是面向数据大底层、操作系统等，我觉得GIS的发展创新，可能会引发城市发展模式的改变。新基建也是如此。
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