数字规划小人书︱从StoryMap到城市游戏：数字技术如何成为英国规划部门的“救生筏”

  穿越百年规划史，从埃比尼泽·霍华德的“花园城市”蓝图，到今日的3D城市信息模型，英国的规划实践始终在寻找更公平、更智慧的生长方式。这本“数字规划小人书”为我们揭开了英国如何将数据、模型与公众参与编织进城市肌理。你会看到，数字规划不仅是GIS地图和无人机扫描，它更是市民的工具——兰开斯特的市民在游戏《城市：天际线》中设计家乡未来，诺丁汉用增强现实模型分析热岛效应，布拉德福德则建成“虚拟数字孪生”助力遗产保护。面对规划部门资源紧张的现实，一个由行业精英组成的“数字规划特别工作组”正推动一场方法论变革，旨在用开放数据、AI和协同平台，让规划变得更高效、更包容。这不仅是技术的升级，更是一场关于“谁来决定城市未来”的深刻实验。

  这本小册子讨论了数字规划以及数据利用、工具、模型和平台来改善规划制定、社区参与和决策的方法。其目的是为有一定知识的读者提供一个简短的指南和研究领域及主题的综述，同时提供拓展阅读的资源。规划这一主题具有争议性、政治性和跨学科性，涉及多个专业领域，如交通规划、保护规划、乡村规划等。这些专业领域在当代背景下都集中在可持续发展方面，致力于在当地和国家层面推动联合国可持续发展目标的实现。这本小册子聚焦于数字规划，内容包括：

  英国规划的历史从慈善和公共改革的城市化和工业化模式，逐渐演变为国家政策——空间和社会变革的催化剂。英国城镇规划的专业化涉及理想化的未来城镇模型（乌托邦式和社会主义式），这些模型对创建英国城市规划研究所起到了及其重要的作用，该学会后来在1914年成为皇家城市规划研究所（RTPI）。

  与此同时，还出现了一些压力团体，如1926年成立的英格兰乡村保护运动（CPRE），随后国家规划机构也得以发展（Ward，2004：9）。土地的概念与这些运动密不可分——田园乌托邦、分配地和公共区域，如默西塞德郡的阳光港（1887年）和伯明翰的伯恩维尔（1878年）。这些规划运动是对城市中因极度贫困引发的多种健康问题的回应，如过度拥挤和卫生条件恶劣。它们也是英国新兴工业资本主义的副产品，旨在更公平地分配资源、住房和提高生活品质。这些英国运动创造了可输出到欧洲的定居模式，如花园城市运动。

  此外，还有一些社会运动，例如德国景观建筑师莱伯雷希特·米格（1881-1935）的工作，他推广了严格几何设计的可持续花园（Haney，2010）。对于英国规划而言，雷蒙德·昂温的《城镇规划实践：城市与郊区设计艺术导论》(1909)对规划者关于公民健康和发展问题的关注产生了巨大影响，并促成了RTPI的成立。

  在丹麦，从18世纪70年代开始，也出现了“kolonihave”或殖民地花园，作为城市生活的对立面。与此同时，在维多利亚工业化末期，重要的铁路基础设施也会塑造英国区域空间发展，并为英国人口提供新的流动性（López Galviz，2019）。埃比尼泽·霍华德的花园城市概念不单单是一个商业案例，其图解的城市意图通过市政铁路实现区域互联。如今，这一概念体现在赫特福德郡的一系列花园城市和新城镇定居点中，包括哈特菲尔德新镇（1951年）、韦林花园城市（1920年）、斯蒂夫尼奇新城（1946年，首个政府新城）和莱奇沃思花园城市（1905年）。霍华德关于由市政铁路连接的花园城市网络的愿景，部分保留在周边的绿带土地上。

  雷蒙德·昂温在1915年引入了卫星城镇的概念，格雷厄姆·泰勒、查尔斯·B·珀伯姆和弗雷德里克·J·奥斯本在1915-1925年间也提出了类似概念（Ward，2016：159-168）。恩斯特·梅将卫星城镇理念输出到德国。卫星城镇后来被皇家工业人口分布委员会具有影响力的《巴洛报告》（1936–1940）以及1944年的《大伦敦规划》所认可，作为东南地区对抗郊区化与人口分散的手段。

  自早期形成以来，规划体系发生了巨大的演变，尤其是在第二次世界大战之后。安德鲁·吉尔格定义了该时期四个重要的法案，这些法案使英国的规划体系得以全面运作：

  在同一时期，随着土地测量技术的发展以及早期遥感技术的应用（1909年英国商业化航空摄影开始），英国地形测量局于1951年开始全面进行航空摄影。这为开发规划提供了航空地图，按照城镇与乡村规划部（Ministry of Town and Country Planning）对优先区域的指导方向进行规划（Seymour，1980，ch.29）。规划政策的变化也拥抱了新的方法和技术，使用建模进行区域土地利用规划及其政策转变。

  尽管英国规划历史已有详细的记录，但新技术也不断涌现，支持了规划制定过程和开发控制。其中一些最早的数字规划方面从1971年开始，源于英国地形测量局的数字地图。

  在20世纪70年代中期，英国政府还创建了国家土地使用数据库（NLUD），用于规划，以解决土地覆盖问题，并建立了土地使用分类的标准。此外，各个规划领域还开发了多种模型，包括1976年的交通模型，如城市道路网络的交通模拟与分配软件（SATURN）。微型计算机的使用和地理信息系统（GIS）的应用为土地使用和交通分析提供了多种选择，同时为城市设计师提供了新兴的可视化技术（Batty，2001）。英国规划的历史可以归结为三个主要政治原因：

  支撑这一点的还包括基础技术，该技术通过一系列假设、技术、模型和方法为规划提供了工具，这中间还包括数字规划 (Parker&Doak, 2012, p.17)。

  “通过技术的设计、部署和采用，提供创新的方式，帮助专业规划师、当选政治家、企业、社区团体和公民：理解城乡地区的变化；帮助将变化传达给所有关心其所在地区过去、现在和未来的人们……”（Wilson and Tewdwr-Jones, 2021, p.3）

  威尔逊（Wilson）和图德-琼斯（Tewdwr-Jones）回顾了公众参与的历史，指出在早期的规划历史中，公众参与是有限的，而如今它已成为《国家规划政策框架》（National Planning Policy Framework /NPPF）中的一部分。他们都以为，数字规划应当让公众参与进来，数据和工具不应仅仅用于感知公众（Wilson and Tewdwr-Jones, 2021, p.245）。

  英国住房、社区与地方政府部（MHCLG），前身为平衡发展、住房和社区部（DLUHC），将数字规划定义为四个维度：

  通过引入简化服务，加快申请人和规划官员的决策速度，从而做出更快、更高效的规划决策；

  通过改进的数字工具和数据，简化、加快和提升规划制定的可访问性，从而加速规划制定过程（DLUHC, 2020）。

  这两者旨在实现内部效率，即地方政府职能的效率，以及外部效率，即通过让社区参与规划制定过程来实现效率（表1）。

  游戏化（将游戏设计元素应用于非游戏情境（Deterding等，2011））

  数字孪生是现实世界场所的虚拟复制品。通过传感器和模型支持，可以有效的进行预测和情景分析，以及通过元宇宙（物理空间和虚拟空间的融合）、增强现实（AR）或虚拟现实（VR）实现模型、模拟和环境的扩展现实体验。

  数字孪生（Digital Twin）特指基于物联网实时数据的物理空间镜像模型，其与元宇宙的核心差异在于：前者以精准仿真为核心功能，后者侧重社交与娱乐场景的虚实融合（Ballard et al., 2023）。

  多种技术和流程已应用于各种规划政策领域，包括住房、再生、交通和环境。其中一些应用技术与“智慧城市(Smart City)”项目（以信息通信技术为主导的项目，嵌入传感器和数据以支持数字服务和运营）紧密关联，而另一些则不然。

  我们如何理解数字规划？作为数字规划决策的一部分，GIS官员通常使用遥感数据或国家测绘地图，为规划官员和政策管理者准备规划地图和资产。这一些数据用于多种目的，包括制定规划政策、进行土地利用分析、确保合法性、评估遗产和环境影响以及制定地方发展计划等。国家测绘机构通常提供遥感数据，提供空间规划数据集的访问权限。这些地图和数据的标准由各国制定，例如在欧洲，它们是通过《INSPIRE指令》制定的。

  遥感技术从地球收集数据。这些传感器能安装在卫星或飞机上。通过数字制图进行后处理，提供一系列国家制图风格，供各行业使用。遥感技术已非常成熟，对于了解人类对景观的影响，我们现在拥有比历史上任何时期都更精细的数据。然而，在这一领域，土地利用决策和数据科学至关重要，这些标准组织之间常常存在紧张关系，因为它们往往导致碎片化和孤立的情况。

  地理空间委员会的政策文件《寻找共同点：整合数据、科学和创新以更好地利用土地》（2023年）提出了改进土地利用建模、规范和土地数据的建议。报告建议成立一个土地利用工作组，开发一个决策支持工具和可视化套件，以实现多功能效益，促进政策设计、学术界和产业界的共同生产，并建立一个标准的国家土地利用数据库。在这种情况下，规划者和GIS官员可以从地理空间委员会关于国家标准和决策支持系统的建议中受益匪浅，该系统通过打破孤立的方法，弥合组织工作模式并鼓励协作，以此来实现数字化转型。

  在解锁流程和服务的数字化转型方面，MHCLG的范围涵盖了多种技术、流程、模型和方法。这些领域中许多仍处于早期发展阶段或使用已有技术。例如，由城市分析中心（艾伦·图灵研究所/The Alan Turing Institute）的马克·伯金（Mark Birkin）教授和丹尼·阿里巴斯-贝尔博士（Dr Dani Arribas-Bel）开发的Demoland，是一个空间建模应用程序，生成情景并将其与纽卡斯尔市中心的当前基线）。该模型利用机器学习进行土地利用分析，基于四个指标创建预测模型：空气污染、房价、就业可达性和绿地可达性。

  在另一个案例中，伦敦市长办公室和大伦敦政府（Greater London Authority）的“伦敦规划数据枢纽”（Planning London Datahub）是一个协作项目，汇集了来自伦敦各地方政府的各种指标数据。这一联邦系统整合了所有35个区议会的规划数据。在2023年大伦敦政府处理的4400万次涉及空间数据的调用中，有1100万次是关于规划数据地图的（高于2022年的600万次），这证明了此类数字规划倡议和平台的价值（图2）。

  图2: 大伦敦政府（Greater London Authority），规划数据地图，2024年，由Esri和英国地形测量局（Ordnance Survey）提供地图瓦片。该规划数据地图为用户更好的提供了关于规划政策的最新空间数据。

  正如这两个案例所示，数字规划中可用的各种工具、技术、系统、模型和流程使其成为一个充满增长潜力的领域。每种应用技术都需要谨慎实施，并在包括社会、文化、组织和经济因素在内的多种指标上做评估和效益分析。本质上，数字规划是一个社会技术领域，它连接人与技术，共同规划未来的环境。

  Michael Batty教授和Wei Yang博士于2021年在英国成立了一个独立的数字规划特别工作组，以推动空间规划的数字化方法（见表2）。该工作组的关键报告建议，在全面、系统地分析评估英国当前规划政策的局限性后，引入一种新的方法论。

  数字规划特别工作组报告：《规划的数字未来：重塑空间规划》（2022年2月）

  该方法及其配套流程示意包括一个涉及系统科学的“证据分析循环”，和一个涉及立法规划程序的“决策循环”。前者由多学科证据支持，通过数据和数字技术赋能。这种新办法能够打开规划系统，推动数字规划流程，打破孤立的工作方式，并提升规划人员的能力。

  正如2023年RTPI（英国皇家城市规划协会）的“职业现状”报告所述：在四个国家中，我们大家可以观察到一种相似的趋势：规划部门因资金不足、人员不足、工作过度紧张，挣扎着履行其职责，这一问题还因疫情进一步加剧(RTPI, 2023)。

  RTPI分析呈现的情况可以支撑特别工作组的核心工作，即应当转变当前的工作模式并推动辅助数字技术应用。此外，Matthew Carmona和Valentina Giordano的报告也提供了类似的佐证，即英国的地方主管部门面临持续的设计缺陷问题和景观设计、城市设计师不足，其中五分之二仍旧没办法获得城市设计建议，三分之二没有办法获得景观设计建议，四分之三没有办法获得建筑设计建议（Carmona和Giordano, 2021）。而这种新的协作方法为启动数字规划提供了一张路线图。

  用以支持这一愿景的，是一个全面的可参与开放规划的供应商与技术服务商目录，该目录以清晰、透明的方式为地方政府提供广泛、专业的选择。

  到目前为止，本书概述了英国规划系统的整体框架，给出了数字规划的工作定义，并描述了数字规划特别工作组的工作内容。接下来，将通过几个案例展示如何在地方层面将更大的政策抱负付诸实践。

  兰卡斯特市议会（LCC）从英国遗产委员会的兰卡斯特高街遗产行动区（HSHAZ）基金获得了资金支持。该基金用于资助兰卡斯特最具历史意义的地区之一——Mill Race地区的建筑修复、公共领域改善以及保护管理计划定制。Mill Race地区有一条带涵洞的溪流，曾在2015年的一次极端事件中导致洪水，因而有必要进行修复。该项目任务包括提供交互式地图，展示一条串联修复后建筑和纪念牌的历史遗产路线。因此很有必要使用易于访问的StoryMap（叙事地图，即能够叙述和注释图片等视觉材料的可访问的GIS地图）。相关页面集合可以在此处查看：

  历史遗产路线地图可以指引用户参观项目中新安装了绿色标牌的遗产。虽然也有纸质地图，但StoryMap的优点是，它可以在任何时间供任何人使用，即使纸质地图已经分发完毕。此外，StoryMap还能够最终靠显示用户当前位置和下一个目的地，让用户沉浸在其中。由于能够正常的使用现有的数据集，构建StoryMap耗时很短。高街遗产行动区（HSHAZ）提供的设计主题也减少了设计耗时，同时还能确保所有与高街遗产行动区（HSHAZ）相关的StoryMap在都保持一致的品牌形象。高街遗产行动区（HSHAZ）的一项产出是保护管理计划（CMP）。团队使用StoryMap展示保护管理计划的原因如下：

  由于允许通过插入图片和标题等方式快速搭建，建设一个StoryMap比建设一个传统政府网站更容易；

  一个电子表格能包含保护管理计划中收集和引用的所有数据。但它只能被少数人查看，并且查阅并不方便。地理信息系统（GIS）官员查看数据后，建议将照片绘制到地图上，以创建一个参与式工具。在添加了照片并附加带有版权声明和照片描述的附件后，地图被拖入Experience Builder（一种低代码开发工具，允许用户通过拖放界面和预设模板，快速构建和部署交互式地图、StoryMap等应用程序）中。这在某种程度上预示着地图上可以有搜索小部件，有可以显示所有数据及其属性的功能面板。该应用还能够正常的使用带有英国遗产委员会和高街遗产行动区（HSHAZ）标志及配色的定制首页，以及用户使用条款。此外，还有适用于不同数据集的网页模板可供选用，包括档案照片、商业索引以及基于19世纪末20世纪初旧规划申请图纸的建筑布局演变（图3）。

  英国住房和社区部（MHCLG）于2024年11月发布了其房地产科技（PropTech）创新基金第四轮的资金申请。兰开斯特市议会（LCC）提交了一份申请，以期使用一个名为兰开斯特城市信息模型（LCIM）的开源LoD2 3D模型（即具有中等详细程度的3D模型）扩大上述应用（图4）。

  该项目还利用了未获得HSHAZ基金资助的现状建筑的CAD图纸，由此得以展示：

  该项目旨在拉近保护管理规划和公众参与之间的距离，让人们更容易理解为什么建筑应该呈现某种特定的外观、为什么建筑一定要使用某种类型的窗户等。保护管理计划意见征询收到的反馈意见很少。而在面向公众的软件试运行期间，我们收到了积极的反馈，人们认为3D应用程序的使用简单、直观。

  除了在3D地理信息系统（GIS）地图中嵌入各种数据和建筑模型，我们还举办了一系列公众参与活动。根据英国皇家城市规划协会（RTPI）的报告《参与的未来》和YouGov的调查，80%的19-34岁年轻人没有参与过地方规划。Colossal Order开发的城市建造游戏Cities: Skylines修改版被用于活动。修改后的游戏使用了兰卡斯特的数字高程模型、开放街道地图、别的信息等地理信息数据（图7），使得孩子们可以在游戏中模拟兰卡斯特，并设计自己身边的环境。我们举办的“游戏与未来城市”活动，有140名儿童及其父母/监护人一起玩了这款游戏。兰卡斯特的规划政策也可以在游戏中实施。完整的参与流程可以在Cureton和Coulton（2024）中查阅。我们还为规划政策团队提供了游戏培训，以便在2025年的地方规划咨询中运用。此外，利用人工智能（AI）工具，我们也可以分析游戏中的“玩法”决策，分析孩子们在绿地、学校、医院、城市密度等方面的规划决策偏好。该工作流程正在完善中，但最终将生成报告反馈给规划官员。任何地方政府都可以复制这些方法。

  我们还尝试了其他不同的公众参与方法。如“数据漫步”，公众能够正常的使用3D打印的Mill Race地区模型，并学习怎么样使用平板电脑上的激光雷达（LiDAR）扫描仪进行现场3D建模（图8）。同时，参与者在参观该地区时分享的故事，能够最终靠使用名为“PlanDeck”的开源卡片来激发。这些卡片上都有提示，以鼓励参与者分享他们的故事和观点。

  图8: Mill Race地区数据漫步,参与者创建专属3D模型，以及根据PlanDeck卡片提示进行互动

  开发的参与工具还在进一步丰富和完善，但这已经很好地展示了如何呈现一个历史街区的过去、现在和未来。接下来，本文还将介绍两个与数字规划相关的案例，以进一步说明这一研究领域。

  诺丁汉市议会（NCC）与诺丁汉大学通过区域创新基金（Regional Innovation Fund）为英国住房、社区与地方政府事务部（MHCLG）提供资金支持。双方合作开展了多项三维地理信息系统（3D GIS）项目，这中间还包括由诺丁汉大学Gary Priestnall博士开发的投影增强地形模型（Projection Augmented Relief Model, PARM）。该模型目前被应用于城市热岛效应分析（由Simon Gosling和Emily O’Donnell主导）与碳汇评估（由Sam Booth主导）等多项研究。

  此外，基于Bluesky MetroVista公司的“现实网格”（Reality Mesh）模型，诺丁汉市议会开发了一款“重大开发项目”应用程序。该程序整合了已提交、审议中及已完成的开发项目申请信息，并支持公开文档的在线: 诺丁汉市议会重大开发项目门户网站（来源：诺丁汉市议会，2024年）

  一览众山小-可持续城市与交通布拉德福德市中心同样开展了三维建模项目“虚拟布拉德福德”（Virtual Bradford），由布拉德福德大学“可视化遗产”团队与布拉德福德都会区议会联合推进。项目数据基础包括英国地形测量局（Ordnance Survey）的LoD1级地图数据、Bluesky International的全国林木地图（NTM）数据，以及Sheppard Robson事务所提供的One City Park建筑信息模型（BIM）。该模型通过Esri ArcGIS Online平台发布，并在2023年英国房地产投资与基础设施论坛（UKREiiF）上重点展示了区域发展机遇。

  项目的核心内容之一是对“小德国历史保护区”（Little Germany Conservation Area）进行数字化建模。通过无人机影像与移动测绘技术采集点云数据，生成高精度纹理模型。这一开放数字孪生体为布拉德福德市的决策提供了数据支撑，标志着布拉德福德大学与市议会的战略合作成果。项目初期资金由欧盟可扩展海上可再次生产的能源计划（EU-SCORES）提供。诺丁汉与布拉德福德两地的数字规划效益已在MHCLG成本效益分析报告中得到验证（详见参考文献）。

  南汉姆斯区议会与西德文郡议会联合Commonplace平台优化公众咨询响应处理流程，明显降低行政资源消耗；

  康沃尔议会为“中康沃尔地铁线”（Mid Cornwall Metro）升级项目开发纽基镇（Newquay）三维虚拟现实模型。该铁路改造计划旨在加强康沃尔主要城镇（如纽基、圣奥斯特尔、特鲁罗及法尔茅斯/彭林）之间的交通连接。虚拟体验通过实体道具（如模拟热气球吊篮）打造沉浸式场景，帮助公众直观感知大型基础设施项目的规模与细节。

  数字规划的应用场景广泛，既可优化地方政府处理流程，亦能提升在规划咨询中的参与度。

  SUMMARY数字规划作为一项务实的研究领域，为地方规划部门与公众之间的社会技术关系提供了实验、验证与优化的空间。它不仅是推动可持续未来城市建设的重要民主工具，更需延续规划行业诞生初期的社会变革目标。面对行业大规模培训、服务扩展与技术创新需求，数字规划的活力将直接影响《国家规划政策框架》（NPPF）的实施效能。

  数字规划有望整合多元技术为决策提供支持。本文案例及相关文献揭示了未来发展的可能性与方法论。通过持续探索，这一领域将助力构建更具包容性、效率与前瞻性的城市规划体系。

  数字规划是一个务实的研究领域，在这一领域中，地方规划部门与公众之间的社会技术关系可成为服务、平台和咨询体验的实验场、验证场与优化场。数字规划是推动未来城市可持续转型、保护与提升的根本性民主机制。然而，这一务实领域必须拥抱规划职业初期确立的议程设定与社会转型目标。这种动态性对于应对一个亟需大规模培训、扩展服务与投资，并需以创新方式实施《国家规划政策框架》（NPPF）的职业而言至关重要。数字规划具有释放各类决策支持技术的潜力，我们大家都希望通过所呈现的案例及延伸阅读，为数字规划的未来发展指明多元可能性、方法论与实践路径。