本期主題：數(shù)據(jù)增強設(shè)計新進展

特邀組稿人：龍 瀛

清華大學(xué)建筑學(xué)院 長聘副教授

10年前，規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域的計算機輔助主要依靠規(guī)劃設(shè)計軟件如AutoCAD、空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)如GIS及城市模型等，數(shù)據(jù)分析支持規(guī)劃設(shè)計的現(xiàn)狀分析部分也主要囿于工程地質(zhì)條件、用地適宜性等物質(zhì)空間層面。

隨著新數(shù)據(jù)環(huán)境的普及和計算能力的提高，各個學(xué)科和行業(yè)都在積極擁抱數(shù)據(jù)科學(xué)，規(guī)劃設(shè)計也不例外。為此，2013年在劍橋大學(xué)訪學(xué)期間，我與時在倫敦大學(xué)學(xué)院巴特萊特建筑學(xué)院攻讀博士的沈堯老師通過微博的私信功能交流甚多，討論了大數(shù)據(jù)支持城市空間認知和規(guī)劃設(shè)計的多方面內(nèi)容，并一起合作了利用路網(wǎng)數(shù)據(jù)提取城鎮(zhèn)建設(shè)用地邊界的研究，后來發(fā)表在美國地理學(xué)會會刊AAAG上。

結(jié)合當(dāng)時開展的多項利用新數(shù)據(jù)的城市空間研究工作和大量討論，我們認識到一個數(shù)據(jù)支持規(guī)劃設(shè)計的新時代的到來。城市分析將從物質(zhì)空間拓展到社會空間，從僅限于支持規(guī)劃設(shè)計的現(xiàn)狀認知到全流程，從低頻的規(guī)劃支持到高頻的設(shè)計增強，我們將其命名為“數(shù)據(jù)增強設(shè)計（Data Augmented Design, DAD）”，即為新數(shù)據(jù)環(huán)境下，通過定量城市分析驅(qū)動的規(guī)劃設(shè)計方法。它通過數(shù)據(jù)分析、建模、預(yù)測等手段，為規(guī)劃設(shè)計的全過程提供調(diào)研、分析、方案設(shè)計、評價、追蹤等支持工具，以數(shù)據(jù)實證提高設(shè)計的科學(xué)性并激發(fā)規(guī)劃設(shè)計人員的創(chuàng)造力。這篇中文論文發(fā)表在2015年《上海城市規(guī)劃》第2期（龍瀛，沈堯. 《數(shù)據(jù)增強設(shè)計——新數(shù)據(jù)環(huán)境下的規(guī)劃設(shè)計回應(yīng)與改變》），2016年該論文獲得金經(jīng)昌中國城市規(guī)劃優(yōu)秀論文獎（佳作獎）。截至目前，該文在中國知網(wǎng)登記的引用次數(shù)為125次，國內(nèi)也涌現(xiàn)了大量數(shù)據(jù)增強設(shè)計方面的研究及相關(guān)論文。

受《上海城市規(guī)劃》編輯部邀請，2016年第3期我曾組織“數(shù)據(jù)增強設(shè)計”主題欄目。該欄目集結(jié)了8篇來自學(xué)界和業(yè)界的優(yōu)秀論文，多數(shù)得到較高的引用和下載。這8篇論文側(cè)重于利用新數(shù)據(jù)對城市物質(zhì)和社會空間進行量化分析和問題診斷，進而支持規(guī)劃設(shè)計，但還未達到支持規(guī)劃設(shè)計全流程及多種數(shù)據(jù)增強設(shè)計模式的定位。

時至今日，我國的城市發(fā)展和規(guī)劃設(shè)計都發(fā)生了非常大的變化，如國土空間規(guī)劃、城市更新、城市體檢等備受重視，數(shù)據(jù)環(huán)境也日益成熟，數(shù)據(jù)增強設(shè)計的理念已經(jīng)深入規(guī)劃設(shè)計實踐的各個方面。為此，有必要對數(shù)據(jù)增強設(shè)計的新進展進行討論。

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首先，基于當(dāng)前城市面臨的問題、機遇與趨勢，從理論層面探討與展望面向未來的數(shù)據(jù)增強設(shè)計?！睹嫦蛭磥淼臄?shù)據(jù)增強設(shè)計：信息通信技術(shù)影響下的設(shè)計應(yīng)對》一文從日?；顒优c空間形式兩個層面梳理了信息通信技術(shù)影響下城市發(fā)展的特征及機遇，從“以時間換空間”“以信息換能量”“以物流換人流”3個方面展望未來城市空間的變化趨勢，并進一步討論城市組織要素功能和價值的重塑及以數(shù)字創(chuàng)新為核心的面向未來的數(shù)據(jù)增強設(shè)計的應(yīng)用潛力。《協(xié)頻城市：時空數(shù)據(jù)增強設(shè)計中的頻度協(xié)同》一文指出未來城市是“低頻城市”向“高頻城市”復(fù)合的“協(xié)頻城市”，討論了頻度作為（時空）數(shù)據(jù)增強設(shè)計的基本要素在模型環(huán)境設(shè)定、時空數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)規(guī)律和城市需求匹配等方面的重要意義，并提出以智能技術(shù)為一種協(xié)頻和調(diào)頻工具箱形成以地點為視角、時空規(guī)律發(fā)現(xiàn)為特點的時空數(shù)據(jù)增強的路徑，指出“頻度智能”對于規(guī)劃智能化的積極意義。

其次，在基于智能算法的規(guī)劃設(shè)計流程與方法方面進行探索，旨在促進規(guī)劃設(shè)計方法的智能化與決策科學(xué)化?！度斯ぱ葸M的元城市系統(tǒng)：城市空間形態(tài)的一種智能生成》一文基于復(fù)雜系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)理論，提出3種形態(tài)生成方法，包括圖網(wǎng)絡(luò)下的物質(zhì)空間形態(tài)生成、運籌優(yōu)化的實體形態(tài)生成和參數(shù)化的城市系統(tǒng)生成，并構(gòu)建借助數(shù)字孿生技術(shù)的包含多項基本功能的元城市系統(tǒng)，為基于自我優(yōu)化迭代的城市空間形態(tài)生成提供參考方法?！睹嫦蚬卜?wù)設(shè)施布局優(yōu)化的規(guī)劃支持系統(tǒng)設(shè)計》一文從因素分析、問題建模和模型求解3個階段提出基于布局優(yōu)化模型和智能優(yōu)化算法的公共服務(wù)設(shè)施布局思路，并構(gòu)建了包含系統(tǒng)功能需求、系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)和系統(tǒng)應(yīng)用在內(nèi)的面向公共服務(wù)設(shè)施布局優(yōu)化的規(guī)劃支持系統(tǒng)技術(shù)框架，為優(yōu)化公共服務(wù)設(shè)施布局提供方法支持。

最后，通過定量數(shù)據(jù)分析增強對城市空間的現(xiàn)狀認知與問題識別，支持規(guī)劃設(shè)計響應(yīng)與空間優(yōu)化。 《基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論的城市色彩系統(tǒng)建構(gòu)和方法探索——以北京王府井街區(qū)為例》一文從主體、特征和機制3方面剖析城市色彩系統(tǒng)內(nèi)涵，并以北京王府井街區(qū)為例，通過實證研究探索了色彩系統(tǒng)與城市設(shè)計體系4個階段的適應(yīng)關(guān)系，對延續(xù)城市文脈、塑造城市特色具有重要意義?！痘诙嘣磾?shù)據(jù)的建筑綜合風(fēng)險評估與更新優(yōu)化策略——以福州市倉山區(qū)為例》一文以福州市倉山區(qū)為例，應(yīng)用PS-InSAR技術(shù)與機器學(xué)習(xí)相結(jié)合的方法評估建筑自身風(fēng)險，并結(jié)合多源數(shù)據(jù)構(gòu)建建筑綜合風(fēng)險評估模型，為識別建筑風(fēng)險及城市更新優(yōu)化提供科學(xué)量化工具。《基于多源數(shù)據(jù)的小學(xué)空間服務(wù)績效評價方法及優(yōu)化策略——以武漢東西湖區(qū)為例》一文以武漢東西湖區(qū)為例，利用多源大數(shù)據(jù)，從個體的出行路徑及過街體驗出發(fā)，對小學(xué)空間服務(wù)績效進行精細化評價，為完善以小學(xué)為代表的公共服務(wù)體系提供科學(xué)依據(jù)。

數(shù)據(jù)和計算領(lǐng)域發(fā)展迅速，本期主題“數(shù)據(jù)增強設(shè)計新進展”的7篇論文所呈現(xiàn)的是在這一特定時期的工作，未來數(shù)據(jù)增強設(shè)計領(lǐng)域的研究和實踐定將不斷深入、日新月異。