“數字化轉型”背景下城鄉規劃專業信息技術應用的實踐教學研究

尹杰 宋斯琦

摘? 要：隨著“數字城市”、“智慧城市”和大數據時代的來臨，信息技術在城鄉規劃中的應用已經逐漸成為規劃師的技能要求和發展趨勢。通過對城鄉規劃專業本科課程和信息技術類課程的現狀需求分析，發現信息技術類課程迫切需要與其他傳統核心課程進行融合和創新，將信息技術類課程的模塊內容融合到規劃原理課程和規劃設計課程中，并在總體規劃和控制性詳細規劃的設計課程中實現規劃“一張圖”，研究表明該實踐教學成效顯著，為推進城鄉規劃專業信息技術類課程的發展提供了參考。

關鍵詞：城鄉規劃;信息技術;地理信息系統

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）08-0091-03

Abstract： With the “digital city”， “smart city” and big data age coming， the application of information technology in urban and rural planning is the requirement for urban planners. We analysis the undergraduate course of urban and rural planning and the present situation of the information technology course， we found the information technology course? urgently need to integrate and innovate with other traditional core courses. We integrate the information technology course to the principles and design courses， and achieve“one planning map”. The study found that the practice teaching is effective to promote the development of urban and rural planning.

Keywords： urban planning; information technology; geographic information system

引言

城鄉規劃作為城鄉發展建設的計劃安排和藍圖，以城鄉物質空間為核心，以城鄉土地使用為對象，同時城鄉規劃專業涉及有關城鄉建設的多方面內容。城鄉規劃發展的趨勢從增量的外延式發展轉變為存量的內涵式發展。隨著“數字城市”、“智慧城市”等城市管理與運營理念的提出，以及大數據時代的來臨，信息技術在城鄉規劃專業的應用已經逐漸成為規劃師的技能要求和發展趨勢。無論是對城鄉規劃的實施管理、城鄉規劃的編制設計和城鄉規劃的決策支持都需要信息技術的支持。通過信息技術，將城市發展的數據信息進行采集、分析、處理和利用，作為城市規劃實施的指導和依據。

一、城鄉規劃專業本科課程現狀和需求

城鄉規劃專業本科的課程主要包括五類課程，分別為建筑學基礎課程、設計類課程、城鄉規劃理論課程、城鄉規劃社會實踐類課程、信息技術類課程。其中，信息技術類課程主要包括《城市地理信息系統（GIS）》和《計算機建筑表現（CAD）》。兩個主要課程涉及到的信息技術軟件包括地理信息系統（GIS）、計算機制圖與建筑表現（AutoCAD、Photoshop、Sketchup）。

除了單一的信息技術類課程以外，設計類課程主要是針對實踐的工程案例，展開設計和規劃編制，而城鄉規劃理論課程主要是講述城鄉規劃專業的原理和相關理論（如《城市生態與環境》、《城市經濟學》、《城市社會學》等），最后通過城鄉規劃社會實踐類課程（包括城市中心區、小城鎮規劃、鄉村規劃等類型和畢業設計）進行鞏固和完善。根據規劃編制的層次和類型，兩者一一對應：道路交通類課程方面，《城市道路和交通規劃》課程與《城市道路交通規劃設計》課程對應;修建性詳細規劃類課程方面，《居住區規劃原理》課程與《居住區規劃設計》課程對應;總體規劃類課程，《城市總體規劃原理》課程與《城市總體規劃設計》課程對應;控制性詳細規劃類課程，《控制性詳細規劃原理》課程與《控制性詳細規劃設計》課程對應。

信息技術類課程開設的目的是讓學生以信息技術為方法手段，來進行規劃分析和設計，加深學生對核心專業課程的理解。但是，目前單一的信息技術類課程沒能很好地與核心課程進行銜接，教學效果不是很好，學完即忘，學而不用。因此，需要將信息技術類課程進行融合和創新，很好對接其他核心主干課程，使信息技術類課程有用武之地。其中，設計類課程需要與信息技術類課程緊密對接和融合，城鄉規劃社會實踐類課程需要對信息技術類課程內容進行創新。

二、信息技術類課程教學現狀和需求

全國高等學校城鄉規劃專業教育評估標準中，要求學生掌握GIS及CAD的基本知識，了解用專業軟件進行現狀及規劃圖紙繪制的基本知識，初步具有計算機操作的基本技能。該標準的總體教學思路是注重信息技術在城鄉規劃中的應用，服務于城鄉規劃，而不是去研究GIS和CAD科學，使學生具備GIS分析方法與CAD制圖技能。目前，各個高校的信息技術類課程教學主要采取原理講授和上機實驗相結合的教學方法。但是面對信息技術知識薄弱的城鄉規劃專業學生來說，教學效果不理想。

城鄉規劃專業針對信息技術類課程的教學研究主要以教學改革、教學內容、教學方法與模式、人才培養模式研究為主，其中教學內容主要包括理論基礎、軟件操作和專業程序設計。信息技術類課程對教師的要求較高，要同時具備信息技術和城鄉規劃知識。目前，全國各高校城鄉規劃專業對于信息技術類課程教學的探討和思考都限制于課程本身，信息技術類課程作為與城鄉規劃發展密切相關的應用技術，不能只停留在課程內部的改革和課時設置上，還需要與其他課程進行較好地結合，使得原本單一的課程能在規劃設計和規劃研究中得以延續。本文將城鄉規劃專業本科信息技術類課程實踐內容分為融合與創新兩大板塊，融合是指建立信息技術類課程的“模塊化”應用內容體系，并與其它傳統規劃課程主模塊進行對接，以技術應用為主線;創新是指通過實踐課程得到強化和提高，以實踐問題為主線。

三、信息技術類課程的融合

根據三峽大學土木與建筑學院城鄉規劃專業的課程內容進行“模塊化”劃分，以城鄉規劃必修的專業核心課程為主模塊，子模塊為GIS和CAD課程中模塊化的理論基礎、軟件操作和程序設計，主模塊中的設計和分析內容通過子模塊進行實現。建立這種對應結構，旨在在進行設計類課程的過程中，一方面學生能夠熟悉使用信息技術，另一方面使學生建立起知識框架，對設計類課程提高認識。比如地理信息系統（GIS）中的設施優化布局分析可以直接應用到總體規劃中的公共服務設施選址，地理信息系統（GIS）中的交通可達性分析可以直接應用到道路交通規劃中的道路路網布局，地理信息系統（GIS）中的地形分析可以直接應用到總體規劃中的用地適宜性評價，地理信息系統（GIS）中的視域分析可以直接應用到修建性詳細規劃中的景觀視域分析等。以主模塊課程中總體規劃設計為例，在《城市總體規劃原理》課程中講授與編制總體規劃成果有關信息技術的在城鄉規劃中的應用范圍和功能概念，如總規中建設用地選擇的用地適應性評價主要涉及GIS中的空間疊置分析和緩沖區分析。然后，在信息技術類課程中講授信息技術的原理、操作步驟和程序設計，使學生能掌握基本的操作和原理。最后，在《城市總體規劃設計》中學生能完成總體規劃設計和分析成果。從而總體規劃的編制分析與信息技術相互結合，信息技術類課程內容貫穿于整個課程體系。

根據建筑學背景下的城鄉規劃專業特點，結合培養方案，建立以物質空間設計為主要內容的三大模塊，分別為道路交通規劃、詳細規劃和總體規劃三個主模塊。然后對這些主要模塊的內容進行具體劃分，其中總體規劃包括城鎮體系結構分析、用地適宜性評價、功能分區與空間布局;詳細規劃包括公共服務設施選址、開發強度指標統計、三維空間場景模擬和景觀視域分析;道路交通規劃包括最佳路徑分析和交通可達性分析。結合主模塊的具體規劃內容，信息技術“子模塊”的內容與每個具體內容進行對接，主要分為空間查詢、拓撲分析、緩沖區分析、疊置分析、網絡分析、空間集合分析、地學分析、空間句法分析等多個子模塊，子模塊包括功能的原理、功能的軟件操作和程序設計。將核心規劃課程的主模塊與信息技術類課程內容的子模塊進行對接，主模塊類型下面的隸屬內容包括哪些信息技術類課程子模塊中的功能，對這些內容進行封裝打包。

四、信息技術類課程的創新

城鄉規劃編制的各階段成果主要是圖件、數據圖表和文檔資料三大類型。圖件由AutoCAD和Photoshop等制圖軟件生成，數據及其圖表由Microsoft Excel進行分析，文檔則主要用Microsoft Word進行處理，而建筑的模型建構通過Sketchup來完成。這些傳統的技術手段很有針對性，但是在資料管理方面是相對獨立的，在處理數據和條件分析相關的圖件時也不夠方便。相比傳統制圖軟件，地理信息系統（GIS）可以將圖形數據和屬性數據進行結合，構建定性定量相結合的模式。對總體規劃設計和控制性詳細規劃設計兩個核心課程加入地理信息系統制圖的內容，形成GIS+傳統制圖軟件+草圖繪制的圖紙制作模式，其中草圖繪制用于方案構思，地理信息系統制圖用于方案討論和修改，傳統制圖軟件用于制作成果文件，實現規劃“一張圖”，將規劃和現狀的城鄉要素信息分層加載到GIS數據庫中，幫助學生對現狀和規劃進行比較，在GIS中進行數據分析和方案推敲。

地理信息系統（GIS）的加入可以提高繪圖的效率，比如控規中的容積率的統計和總規中用地平衡表的統計，如果用AutoCAD進行統計的話非常消耗時間，地理信息系統（GIS）可以進行統計計算，而且更加準確和節省時間。除此之外，地理信息系統還可以進行城市空間的分析和研究，比如總體規劃中的用地適應性評價，通過GIS的疊加分析，提取出適宜建設的用地，對城鄉建設用地的選擇具有直接指導意義;總體規劃中的城鄉數字高程模型的建立，通過GIS快速地構建城鄉DEM，便于分析城鄉地形的等值線、坡度、坡向、可視性、最陡路徑、山體陰影等;控制性詳細規劃中的緩沖區分析，可以用來確定公共服務設施的服務半徑，線狀廊道如鐵路、高壓線、河流兩側的保護范圍等。

通過建立總體規劃數據庫，將規劃范圍內的要素數據加載到數據庫中，數據結構為矢量數據和柵格數據，分為規劃要素和現狀要素，兩者在同一坐標系下，一一對應的關系，比如用地圖層、道路圖層、建筑圖層、水體綠地圖層、設施圖層等，根據分析和繪圖的需要，可以方便提取圖層繪制分析圖。通過建立控規數據庫，將規劃范圍內的要素數據加載到數據庫中，數據結構為矢量數據和柵格數據，除了常規的規劃圖紙以外，還包括法定圖則。

五、結束語

通過對城鄉規劃專業信息技術類課程的教學現狀、教學需求及發展趨勢的分析，信息技術在城鄉規劃專業的應用已經逐漸成為城鄉規劃從業者的技能要求和發展趨勢。無論是對城鄉規劃的實施管理、城鄉規劃的編制設計和城鄉規劃的決策支持都需要信息技術的支持。本文將城鄉規劃專業本科信息技術類課程內容分為融合與創新兩大板塊，融合是指建立信息技術類課程的“模塊化”應用內容體系，并與其它傳統規劃課程主模塊進行對接，以技術應用為主線;創新是指通過實踐課程得到強化和提高，以實踐問題為主線。

在城鄉規劃原理課程中講授與編制規劃成果有關的應用范圍和功能概念，在信息技術類課程中講授信息技術的原理、操作步驟和程序設計，使學生能掌握基本的操作和原理。最后，在規劃設計類課程中學生能完成規劃設計。將信息技術類課程內容與其他主干課程進行融合。在城市總體規劃和控制性詳細規劃中，加入地理信息系統制圖，實現規劃“一張圖”，建立總體規劃與控制詳細規劃的數據庫，實現規劃成果的創新。

參考文獻：

[1]盧新海.“3S”技術在城鄉規劃專業的應用與教學改革[J].測繪與空間地理信息，2006，29（3）：118-120.

[2]柏祝玲，張曉瑞.GIS空間分析技術在城市規劃實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2013，32（10）：371-374.

[3]王成芳，黃鐸.城市規劃專業GIS課程的設置與教學實踐研究[J].規劃師，2007，23（11）：68-70.

[4]張瑞芳，劉祖文.城市規劃專業GIS課程教學體系的構建[J].測繪與空間地理信息，2009，32（1）：32-33.

[5]王成芳.城市規劃專業GIS課程實驗教學改革與探索[J].高等建筑教育，2012，21（2）：110-114.

[6]汪洋，趙萬民.高校城市規劃專業GIS應用需求與課程設計[J].規劃師，2013，29（2）：105-108.

[7]宋小冬，鈕心毅.以實踐為導向的地理信息系統“逆向”教學模式[J].地理信息世界，2008（2）：38-42.