地理设计思想演变

帮书店 2018-01-11 21:19:24

地理设计(Geodesign)是近年来被热烈讨论的一个新概念,但它并不是一个新的理念,其倡导的思想与方法在古代的相关理论与实践中已有体现。

 

地理设计提出伊始,因其理念上倡导与自然共设计,流程上强调定量化的全过程分析评估,方法上注重3S技术与IT技术的融合,引起了多方的兴趣与关注。2010年开始,ESRI每年年初组织的地理设计峰会,云集了全球的规划师、设计者、环境学家、生态学家等领域的专家学者、实践者共同探讨地理设计的理念、流程、方法与实践应用。


与自然共设计。地理信息科学之父Goodchild教授对此做了生动的解释:当地理(geography)与设计(design)相遇。地理设计的这一思想古已有之。我国先民在城市居民点选址中强调的“高勿近旱而水用足、低勿近水而沟防省”的理念和城市排水系统的设计既是很好的例证。之后,应对生态环境压力,早期环境主义者Richard Neutra在Survival through,以及景观设计大师McHarg在Designwith Nature 中所倡导的生态设计准则,都是地理设计思想与实践发展的重要表现。量化过程分析。全过程的量化分析,是地理设计的重要特征,也是支撑规划精准化与决策科学化的重要保障。尽可能以客观数据来和分析模型来便捷、直观地描述、评判所做决策的综合效应,提高规划设计中的理性决策程度。多技术四重唱。3S技术和计算机技术的“四重唱”为地理设计思想的应用插上了翅膀。RS解决了地理信息的实时、连续获取;GPS实现了地理事物的精确定位;GIS实现了地理事物及相互关系的精确描述,计算机技术则为人地关系的分析与模拟提供了可能。


地理设计思想演变

 

早在远古时期,人类就从生产、生活的实践经验中总结出一定的地理知识,并重视运用这些地理知识去解决与地理环境有关的实际问题(罗成德,1998),通过对地理环境有关问题的考虑,营造一个人与自然协调共生的人居环境。中国古代文明中记载了大量针对特定地理环境进行空间布局并创造出人与自然协调共生的设计典范,总结了大量生活实践的经验(魏秦,2008)。尽管这些地理设计知识是零碎和不系统的,在中国古代书籍中也并未进行专门的论述,但这些散见于《山海经》《周礼》《商君书》《管子》等政治、伦理和经史书中的朴素地理知识,可视为地理设计的思想起源。简单地理知识的运用在国外同样具有悠久的历史。公元前3000 年,古埃及为了预报洪水,对尼罗河水位进行了记录;公元前4 世纪,以色列进行了人口普查;1086 年,英格兰编撰的《末日裁判书》中,对土地的测量和财产、所有权、家畜和人口资料进行了收集(Doornkamp,1991)。

 

如果说中国古代所形成的地理知识的主要目的是通过应用以解决生产、生活中出现的具体问题,那么中国近代地理知识的应用目的已拓展到国家战略层面,涉及宏观、中观、微观等不同的空间尺度,更加强调通过全面调查和综合分析及评价,提出符合实情的主张和建议。思想方面,较之于古代已有较大的进步。中国近代思想家、百日维新运动领袖之一梁启超编写的《饮冰室文集》收集了他关于人与地理环境关系的论述,他认为历史发展离不开地理环境,然而地理环境对社会的发展不起决定作用,起决定作用的是人,论述不同的地理环境会使不同地区、民族的生产方式各具特色(张京祥等,2013)。徐松踏遍天山南北,他的科学考察方法已经注意到自然地理条件“自出关以来,于南北两路壮游殆遍,每有所适,携开方小册,置指南针,记其山川曲折,下马录之。到邮舍则仆夫、驿卒、台牟、通事,一一与之讲求。积之既久,绘为全图,乃遍稽旧史、方略及案牍之关地理者,笔之成《西域水道记》五卷”(李健超,1995),在注重资料搜集、整理和考据的基础上,进一步强化了地理因素的综合分析。近代以来,西方国家开始系统地运用地理知识、现代技术,开展了大规模调查资源、改造环境的社会实践。1933 年美国田纳西河流域管理局成立,对流域的土壤侵蚀、旱涝灾害、土地利用和河道航行条件等进行综合治理。经过多年的努力,田纳西河流域的状况得到根本的改善。20 世纪30~40 年代,英国斯坦普领导和组织了第一次全英土地利用调查,为区域规划和发展农业提供了有重要价值的成果。60 年代,英国科尔曼领导和组织了第二次全英土地利用调查,这些工作使地理知识的应用取得了广泛的影响(Doornkamp,1991)。同一时期,苏联在自然资源调查、开发东部地区,以及发展国民经济等方面,也大量地应用了地理学的研究成果,促进了地理设计思想的发展。梳理西方相关实践工作可以看出,这些实践大多以解决现实紧迫问题为目的,并与政府、企业紧密结合,形成多部门、多专业合作的工作团队。如美国地理学家查理·科尔比主张在充分考虑区域文化与自然特征相互联系的前提下进行“综合规划”,并将“综合规划”划分为调查和分析、评价、设计、实施四个阶段(李鹤鸣,1991)。

 

技术手段的飞速发展,是地理设计思想充分应用于实践的重要保障。受第二次世界大战前后科学技术发展的影响,计算机技术、遥感技术、卫星资料、地理模拟、数理统计等新技术得到广泛利用,尤其是制图技术在地理设计实践工作中发挥了重要作用(罗成德,1998)。总体而言,3S技术与计算机技术的“四重唱”,成为地理设计思想广泛应用的技术保障。

 

地理设计概念内涵与核心思想

 

Steinitz 基于景观变化的考虑,提出地理设计即是通过设计来改变地理环境(Steinitz,2008,2012)。Miller认为地理设计是一种思维过程,包含了在地理生境(包括物理、生理、社会、文化、经济、精神等方面的地球生命支持系统)内对一切事物的创造(Miller,2008)。Flaxman 从地理设计的功能与作用出发,认为地理设计是一种把设计提案的形成和地理环境影响因素模拟紧密结合在一起的设计和规划方法(Flaxman,2010)。美国加州大学的Goodchild 指出地理设计与传统的经验设计的最大不同在于,地理设计是建立在空间分析基础上的设计(Goodchild,2010) 。Dangermond 的解释则更为具体,他认为地理设计将地理分析引入设计过程中,通过借助存储于数据库中的描述项目空间范围内各类自然与社会要素的众多信息层,使得初始设计草图能及时得到适宜性评价(杨言生等,2013)。这些概念的视角和具体内容各有差异,但本质上多有相似之处,即理念上认同Neutra在Survival through Design 中所倡导的在设计中融入生态学理念,以实现人与自然的协调可持续;形式上强调设计中的全过程评估,避免事后评估所带来的负面影响;技术上借助GIS 来实现规划设计全过程中的评估与即时反馈。

                           


结合相关学者的阐述,以及地理设计思想演进、理论渊源、技术支撑与作用形式,本书认为:地理设计是以地理科学系统理论为指导,以地理信息为基本支撑,为特定地理单元的合理利用提供调查、分析、评估和设计服务。其中,地理调查凭借现代测绘技术和3S 集成技术,快速、准确地描述地理单元内各要素的运行现状;地理分析从时空视角出发,运用地理分析模型剖析地理单元内各要素间的相互关系与运行规律;地理评估以国情监测和量化评估工具为依托,快速评估方案或决策的影响效应;地理设计则是将上述三个环节贯穿始终的设计决策过程。就从地理设计这一词汇本身而言,其有三个层面的含义解释。首先,地理设计是一个名词,它在“人地关系”的认知与行为准则上有自身的理念、思想与方法,是对人与自然关系的理论思考,是可持续发展理论的重要组成部分。其次,地理设计又是一个动词,是对地理空间单元内“人地关系”发展模式的谋划,是充分应用地理信息在技术手段方式方法上的新突破,是可持续发展理论付诸实践的重要体现。最后,地理设计的目标是“人地关系”的优化设计,地理设计既不是盎格鲁撒克逊式的征服,也不是敬若神明式的膜拜,而是基于“人地关系”客观规律的分析、评估与设计,强调主动适应和合理利用。如同地理学的理念、方法的应用范围,又如地理信息数据、技术的服务支撑领域,地理设计的外延较为宽泛。凡是遵循系统论指导,在全过程中充分运用地理信息技术,并注重“人地关系”互动机理探索的规划、设计、决策,都属于地理设计的范畴。但是,地理设计并不是对专业领域规划设计的替代,而是将其思想、理念和方法技术运用其中,促进规划、设计的科学化发展,提高相关领域的决策效率与水平。

 

地理设计遵循“人本思想、因地制宜、时空并重、信息挖掘”四大核心思想与原则。




(1)人本思想。人本思想即“以人为本”,它具有深刻的内涵。首先“以人为本”针对的是“以物为本”,即把人放在首位;其次,“以人为本”要尊重普遍的“人性”,即尊重所有人的生存和所有人的权利;再次,“以人为本”中的人很大程度上可以理解为“以民为本”;最后,“以人为本”只能以包含在“人”这一概念直辖的那些人数最多、同时又处于最底层的人的群体的利益为重(陈学明等,2009)。归根结底,“以人为本”的核心在于以符合客观规律的人的本质为本。区别于单纯的自然系统,地理设计的对象——“人地系统”的核心特征是包含着具有主观能动性和复杂社会关系的“人”,如何掌握特定地理单元内“人地关系”的内在规律,揭示反映客观规律的人的本质,实现人地关系的协调可持续发展,是地理设计的出发点和终极目标。实现这种目的的手段则是地理信息技术在规划、设计与决策全过程中的运用。

 

(2)因地制宜。《管子·乘马》中提到:“凡立国都,非于大山之下,必于广川之上;高勿近阜而水用足;低勿近水而沟防省;因天才,就地利,故城郭不必中规矩,道路不必中准绳。”在《管子》看来,因地制宜,就是要顺应“天地之道”“无违自然”“以时禁发”和“因时治事”。“得天之道,其事若自然;失天之道,虽立不安。”在顺应“天地之道”的同时,还要倡导“无违自然”“人与天调”,即主张要求人类个体以及无数个体所组成的社会,其行为都要与大自然保持协调。“以时禁发”则强调对天地间丰富的自然资源,人们必须按照自然规律合理地开发、利用和保护;“因时治事”强调做事同样要尊重时节规律(张全明,2010)。因地制宜,是生态哲学中一个具有重要普遍意义的观点。人本思想加上因地制宜,既尊重人,又尊重自然,地理设计理论、技术与实践与老子“天人合一”的哲学思想是一脉相承。地理设计秉承了地理学人地关系的核心思想,尊重区域空间差异性和特色化发展的内在需求,必然要以因地制宜作为其实现的路径与科学方法。

 

(3)时空并重。“世界上除了运动着的物质,什么也没有,而运动着的物质只有在空间和时间之内才能运动。”时间和空间是客观存在的,列宁说“唯物主义既然承认客观实在即运动着的物质不依赖于我们的意识而存在,也就必然要承认时间和空间的客观实在性”(列宁,1972)。时空观是我们正确处理过去、现实、未来关系的理论指南。过去、现实、未来是时间的三要素,当然也是历史时间的三要素,这三个要素不可分离。过去由于自身的发展而演变为现实,现实由于自身的矛盾运动又发展到未来。要科学地认识社会历史,就应当把它理解为过去、现实和未来的有机统一。在人们能动的社会实践活动中,不仅过去决定现实,现实也决定过去;不仅过去和现实决定未来,而且未来也决定现实和过去,过去、现实、未来之间呈现为极其错综复杂的相互作用、相互影响的关系,这就要求我们要体现时代性、把握规律性、赋予创造性,融过去、现实、未来于一体(曾庆发,2004)。在规划、设计和决策中遵循唯物主义时空观,是实现全局和整体的综合效益的必然要求,也是因地制宜思想要求的延伸。

 

(4)信息挖掘。人们生活在自然界中,就要适应自然环境一切偶然性事件的变化,并且在适应的过程中逐渐掌握自然界发展的规律。利用自然规律,反作用于外界环境,改变不利条件,使之适应人类需要。要改变外界环境,首先要认识自然界发展的规律。要达到正确的科学认识,就要求主观去正确地反映客观。而主观与客观相互交换的内容就是信息。信息传递过程体现了主观能动地反映客观的一般过程(周怀珍,1980)。从认识论角度的信息概念,成为后续信息概念内涵的一般性内容。如Shannon认为信息是用来消除随机不确定性的东西;经济管理学家认为信息是提供决策的有效数据。反映自然界、人类社会一切事物隐藏于表象之后的本质属性与运行规律都依赖于信息,要实现地理设计促进人地关系协调发展的目的,需要提升人类的信息获取和挖掘能力。在大数据背景下,信息的挖掘还需要从传统的结构化数据向非传统的半结构化和非结构化数据拓展。

 


建筑格局微气候评估模型在华宇·北国风光小区的应用

 


特色乡村旅游业可行性评估

 



本文由王芳摘编自张远、金贤锋、张泽烈、 陈良超地理设计理论、技术与实践(北京:科学出版社,2016)一书, 图片分别摘自本书各章节,标题为编者所加。

 


ISBN 978-7-03-048863-3


地理设计的提出,既是测绘地理信息事业改革创新的体现,也是可持续发展目标得以实现的重要支撑。作为一种理念,地理设计尊重自然生态系统,强调综合效益的优化;作为一项技术,地理设计为理性设计和科学决策提供精准的量化分析工具和便捷的评估手段。地理设计的理念与基本技术相似,而结合实际的技术体系、流程框架和具体应用则不尽相同。本书围绕“什么是地理设计?”“如何开展地理设计?”两大核心问题,结合规划设计科学化发展的内在要求,从测绘地理信息应用创新视角,阐述了地理设计的概念内涵及其与相关学科和设计实践的关系,初步提出了地理设计理论框架,构建了地理设计应用的技术体系。在此基础上,重点介绍和阐释了“地理设计数据库”“地理分析模型”“地理设计平台”三项核心构成要素。随后,结合作者团队的应用实践和优秀案例,介绍了国内外地理设计在城乡规划、建设工程等领域的实际应用情况和效果。最后,结合技术发展态势和应用诉求,对地理设计未来的理论与实践发展进行了展望。本书旨在为对地理设计感兴趣的读者提供可资阅读的材料,为其深入、系统地研究和实践地理设计抛砖引玉。

 

本书可供测绘地理信息、城乡规划、地理学等领域的研究人员、技术人员和管理人员阅读,也可作为公众和相关领域的决策者了解地理设计的参考书。


一起阅读科学!

科学出版社│微信ID:sciencepress-cspm

专业品质  学术价值

原创好读  科学品味

点击“阅读原文”可购买本书