【规划年会】甄峰：基于民生与治理需求的城市智能空间建设思考
导读
2021年9月28日下午和29日全天，作为2020/2021中国城市规划年会暨2021中国城市规划学术季的重要活动之一，由中国城市规划学会城市规划新技术应用学术委员会承办的专题会议十二“新规划·新技术·新应用”在线上成功举办。甄峰教授作了题为《基于民生与治理需求的城市智能空间建设思考》的报告，主要从城市智能空间内涵及发展趋势、城市智能空间建设的主要内容、面向民生与治理需求的城市智能空间建设展望等方面进行了分享。
本文字数：5273字
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甄 峰
南京大学建筑与城市规划学院副院长，教授、博士生导师
#1
城市智能空间内涵及发展趋势
城市智能空间是近些年来各个领域尤其是测绘技术领域学者比较关注的概念，这个概念的出现基于以下一些背景。首先，我们正处于智能时代，未来将会进入地理空间的智能时代，人类借助物联网等信息技术扩展了感知能力，突破了物理空间的摩擦。同时，新技术应用进入了新时期，随着北斗系统的开通运营，我国地理空间产业收益速度和受益程度高速增长，以地理空间为代表的战略性新兴产业成为热点。国家在智慧城市建设方面也提出了一些新的战略要求。《智慧中国地理空间智能体系研究报告》提出到2030年建成以新一代互联网络为支撑，以物联网、感知网为骨架，以云计算和大数据为血液的智慧中国地理空间智能体系，实现地理信息的集成服务和智慧化应用，为经济社会提供市场化服务。随着智慧城市建设的推进，人们对公共服务的需求、对更高生活品质的需求和空间形态与优化的需求将进入一个新的阶段。
对于空间智能研究的进展，从地理空间的角度看，发生以下三大转变。
第一是从自然空间向社会空间的转变。这一转变实现了地理学科与社会学科深度结合，强调从人地关系的视角研究地理空间。
第二是从现实空间向虚拟空间的转变。越来越多的学者基于流空间、地理网络空间、地理虚拟空间、复合式空间、灰空间等不断涌现的新概念，探讨虚拟空间的特征，以及虚拟空间和实体空间之间的相互关系、耦合关系。
第三是从信息空间向智能空间的转变。这一转变伴随着国家信息化到数字化到现在智慧化的不断推进，智慧地球、智慧社会等概念促进了学者对于空间智能化的思考。
关于智能空间的概念，很多学科领域的学者从不同的角度进行了定义。比如计算机学科更关注的是信息空间和物理空间的融合，是指嵌入了计算、信息设备和多模态传感装置的工作或生活空间，或是充满了运行智能应用程序的嵌入式信息和通信技术物理空间。地理学科对智能空间的理解包含了人和技术、物质空间的互动，是指根据人们的偏好为人们提供基于位置的智能信息服务的生活空间，或是利用数字维度扩充进而转变的物理空间，或是人类思维和空间认知的直观空间，有助于融合各种技术，从而使空间更容易让人类理解。城市规划学科对智能空间的理解强调结合时代先进技术，营造系统化空间模式，以提升空间效率、优化社会经济运作和权衡人类多元诉求为宗旨，通过高效弹性的空间政策保障空间策略的动态实施。
从现有文献看，智能空间受到越来越多的学者关注，但其内涵实则存在不少争论。我们不仅需要从概念上认识智能空间，更需要将概念落地，推进实体空间的建设。为此，我们对智能地理空间和城市职能空间的内涵分别做了些探讨。智能地理空间是由地理空间与智能空间结合而形成的无确定边界的空间，时间尺度和空间尺度不同。它具备自我调节能力，可以满足不同尺度的空间去突破传统物质空间和行政边界的约束，供空间中的人、事、物等自由进出交互。城市智能空间是城市尺度下的智能地理空间，从城市尺度向宏观区域尺度和微观社区、个体拓展，包括具有固定边界的智慧园区、智慧社区、智慧校园等基本空间单元，城市功能区等跨界空间单元，各种流要素形成的交互空间单元。
智能地理空间
城市智能空间
当前国内外城市智能空间研究的趋势，主要集中在以下几个方面。
一是空间认知智能化。人类的发展过程是对自身及生存空间认知不断深化的过程。地理空间认知是地理学与心理学的交叉融合，指在日常生活中人类如何逐步理解地理空间，进行地理分析和决策。新的技术、设施以及空间中的要素流重新塑造了地理空间格局，改变了传统认知方式。空间认知的变化是理解城市智能空间的重要基础。
二是空间技术与分析方法智能化。遥感测绘技术、地理信息系统、位置和定位服务等“3S”技术的发展是空间技术智能化的突破口，人工智能领域技术的进步给地理空间相关研究和应用的智能化提供了新思路和新方法。同时，随着时空地理大数据的爆发式增长，地理空间分析在空间规划中的应用增加，利用大数据分析空间现象的趋势明显，促进了空间分析的智能化发展。学界出现了面向地理空间分析与建模的计算神经网络框架，为地理模式分类、聚类、预测和推断以及空间优化等核心任务提供新的空间分析手段，包括卷积神经网络、图卷积神经网络、word2vec和生成对抗网络等。
三是空间规划与设计的智能化。科技的升级换代同时在生产和消费两个层面影响空间的规划、设计、使用与体验，促进空间的更替与进化。智能规划与设计能有效优化空间功能结构体系和布局，提高空间各功能体系的使用效率，促进可持续发展。《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》强调引入新的规划理念与技术方法，从空间布局层面制定规划方案。
智能空间的规划应考虑空间智能化发展对空间载体的需求。智能空间需要对空间中的各要素进行统筹和综合应用，制造日常生活的智能场景，实现空间价值的最大化。智能空间的规划也应考虑结合空间发展导向进行智能规划。国土空间规划开启了智能空间规划的新时代，需要构建可感知、能学习、善治理、自适应的智慧国土空间规划框架，实现全域全要素空间智能化发展。智能空间的规划还应考虑人在空间中的需求。智能空间的规划应与人的日常生活实践密切相关，在基于技术的开放性、社会性和政治性的实践空间中增添人为关怀的空间构建理念使空间承载和发挥的功能满足人的需求。
某种程度上，智慧城市是看不见、摸不着的，表达空间最好的办法是将场景可视化，带来更好的沉浸式体验，更容易被用户理解和接受。场景的创造基于空间需求，空间服务的提供以及资源的转化需要通过场景设计来实现。不能仅把智能空间当作技术、系统、平台去研究，更要注重研究空间的社会组织形态，用场景把技术应用于民众日常生活的实践，综合考虑用户、设备、环境、安全、隐私、能耗等方面的设计原则，将隐含着空间维度的设计用更具日常实践性的空间视角所激活。
四是空间服务智能化。空间是行为活动的核心载体，而服务是空间的核心要素。空间服务的智能化可以解决空间信息数据量大、结构复杂、分布式异构存储等特征与空间数据实体及其处理功能的获取效率之间的矛盾。大数据的应用使地理空间服务从基于地理空间的数据信息管理、统计、分析系统向善于处理地理大数据并能满足决策者需求的智能系统进化。空间服务的智能化包括社会化、大众化、系统化和个性化，要在正确的时间和地点把正确的数据、信息、知识推送给需要的人，实现实时智能服务。同时可以帮助决策者针对社会性问题如流行疾病爆发、灾害防治等做出及时应对计策，为空间规划和管理带来积极影响。学者利用空间信息服务技术、网络技术、网格技术等实现空间信息服务的智能化，提出了地理空间网络服务(Geospatial Web Service)、智能空间信息服务、智慧地球空间智能服务、智能地理服务(GIServices)等服务方式，旨在将空间服务与人类在互联世界中无缝集成，为地理空间大数据处理、知识发现和跨学科协作提供服务。
智慧城市概念提出且作为国家战略推动至今已有11年，但其中规划师参与比较有限。从空间载体建设方面进一步推进智慧城市建设和功能空间智能化建设，需要规划师积极参与。所以，我们从这个角度探讨了城市智能空间建设的意义，包括推动智慧城市研究的空间化、实现城市空间治理的智慧化、注重智能城市空间人本化以及促进多元学科融合创新化。总的来说，城市智能空间的建设有助于提升城市功能运营能力、城市品质和城市竞争力，加速智慧城市落地实践。但城市空间的智能不仅仅是依靠外部政策、资本等堆砌而成的“定向”智能，更多地应该从人的视角切入，关注城市空间内那些潜在的、自发的智能空间。
#2
城市智能空间建设的主要内容
城市智能空间总体框架由城市空间智能化创新研究体系、城市空间主体信息实时反馈系统和空间规划建设同步落地监管机制构成。
城市智能空间总体框架
城市空间智能化创新研究体系是通过空间认知、技术与分析方法、规划与设计和服务四个方面的智能化研究，为城市智能空间发展提供最前沿的方法引导空间规划建设。
城市空间主体信息实时反馈系统是关于政府、社会、企业和居民等城市空间不同主体需求信息和数据的获取和反馈系统。借助该系统，明确不同主体需求，分析差异，为智能空间建设提供依据，实现智能空间最大化满足城市空间主体的需求和利益，形成多元参与规划、建设、治理智能空间的发展模式，促进城市智能空间的完善。
空间规划建设同步落地监管机制是实现城市智能空间建设积极融入所在城市的规划、建设、管理等平台，最终实现规建管一体化与城市空间智能发展同步进行的重要保障，其中基础地理空间数据、规划建设管理数据的获取、建设和更新是重要的工作内容。在空间规划建设同步落地监管机制保障下，智能化概念逐渐扩展至城市空间的各个层面，相关智能基础设施和智能化设备将会落地空间，打造城市智能空间场景，协助人在不同层级智能空间中自由出入，畅享智能。
#3
面向民生与治理需求的城市智能空间建设展望
城市智能空间是高质量发展、有温度的城市智慧空间，是在智慧城市建设框架下探讨空间智能和人本智能问题。智能城市空间是城市智能空间的实现，是实体空间的落地实践，同时将落地实践反馈给城市空间智能，催生空间智能的发展。城市空间智能侧重在认知智能的基础上，构建一套相应的理论、方法和体系，实现数据智能、方法智能、服务智能，并指导具体的城市智能空间建设，包括智能设施建设、智能场景建设、智能规划和智能治理等，最终服务于城市发展，实现城市空间智能发展，包括功能品质提升、竞争力提升和运维能力提升，确保老百姓在民生福祉方面的参与感、归属感、幸福感和安全感。
未来面向民生与治理需求的城市智能空间建设研究需要考虑以下几个问题：一是智能空间的边界界定问题。很多学者尚处于智能空间的概念探讨阶段，我们尝试在此基础上稍微往前延伸，探讨是否需要界定边界，对于具体的空间层级比如一栋建筑或一个小区的边界是确定明晰的，而有些空间层级则无法也无需界定其边界。二是智能空间的判断标准问题。对于如何更好地营造智能空间，需要构建一套智能评价体系。三是智能空间的场所感问题。智能空间注重人类主观感知，强调老百姓的获得感、归属感、幸福感，需要用感知测度的方法来强化智能空间的场所的智能协调。四是智能空间的新技术、新方法和新数据的研究和探讨问题。在城市智能空间建设中需要改造传统数据，合理应用超级大数据、新型数据，实现新技术、新方法和新数据在智能空间建设中的智能创新。
面向民生与治理需求的城市智能空间建设研究也面临着一些挑战。第一个挑战是智能空间规划与治理。智能空间规划和治理要适应社会对于智能化的需求，提高生活水平与社会发展治理的智能化水平，提升社会治理的精确性、预见性和高效性，最终应实现空间的协调与高质量发展。智能空间的规划不能仅偏重智能技术的应用，更应该注重对空间内外要素资源的合理配置，形成规划建设与信息技术良好协同与互动。以规划引领空间智能化发展，让空间学会思考，对传统粗放式的规划进行补充。智能空间的治理要更重视多元化的服务需求，在现代技术和治理机制融合的同时，为不同的利益相关者群体之间建立不同形式的合作与伙伴关系，从而达到公共服务一体化的效果。新时代建立在新的空间秩序上，智能空间边界模糊，如何界定规划范围、划分治理权限是亟待解决的问题。
第二个挑战是人与智能地理空间的互动。空间塑造人的认知、情绪和幸福感，空间环境会影响人们的生活感受，如何在智能空间中生成人的参与感、安全感与归属感，以至于最终生成“无感”是智能空间未来发展所要解决的问题。其中参与感通过为公众积极参与空间创新创造有利条件的能力和为公民适应空间所采取的措施来衡量。安全感来源于人对空间的熟悉和数据隐私保护，以及培养相关人员的地理空间数据素养，加强公众对地理空间的认识。归属感需要最大化利用地理空间信息及相关资源，让地理空间服务触达广泛用户，缩小地理空间智能带来的数字鸿沟。“无感”是指信息空间和物理空间的融合会使人们明显感到周边环境变得智能，智能地理空间的最高境界是让空间中的人于无形中体验智能。
智能空间的建设是信息化领域非常关注的一个问题，本报告尝试在人、技术、空间之间做一些思考，探讨如何从空间规划的视角理解智能空间的建设。总体上，地理空间产业的壮大催生了地理空间智能化发展，使之成为地理科学研究的前沿方向。空间智能驱动万物互联，城市空间智能化不仅是让空间中的事物变得智能，更是要让人类生存的时空变得智能。构建面向规划和治理的空间智能化研究框架，对未来我国城市智能空间发展与建设进行思考，为广大城市设计、规划、建设的参与者提供研究思路与方向。未来需要更多的成果支持空间的规划与设计，打造无边界的应用场景，利用普适的智能使空间中的要素变得智慧，实现数据驱动服务，形成可持续发展的模式，这也是城市智能空间建设的重要目标和重要驱动力。
供稿单位：中国城市规划学会城市规划新技术应用学术委员会
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