国土空间规划智慧化转型

P1科技创新驱动下的国土空间规划智慧化转型P2

目录 CONTENS以治促新：数字科技与规划治理2新质转型：首都规划的智慧探索3以新提质：新质生产力与新空间1以新提质：新质生产力与新空间P3P3011.1

新质生产力启示P4新质生产力是创新起主导作用，摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径，具有高科技、高效能、高质量特征，符合新发展理念的先进生产力质态。新质生产力是由技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级而催生的当代先进生产力，以劳动者、劳动资料、劳动对象及其优化组合的质变为基本内涵，以全要素生产率提升为核心标志。*大模型对于“如何理解新质生产力”的回答：新质生产力可以被理解为生产力发展的质变，是量变积累到一定程度后的飞跃，新质生产力可能改变人类的价值观念和生活方式。它促使我们重新思考劳动、创造和人的本质等根本问题。1.2

空间与技术互动演进城市的发展历程就是空间和技术相互融合的演进过程。传统城市智慧城市技术空间P51.2

空间与技术互动演进技术对未来城市空间的影响分为直接拉动空间变化与间接推动空间变化。空间受到驱动作用后将产生供给行为，选择行为以及规划调控的响应。未来城市空间影响因素社会制度经济发展历史文化人口政策规划自然因素。。。科技技术个人行为未来空间变化推动技术供给拉动（驱动核心）影响技术带来人的生产生活的新行为及新需求映射在空间的利用方式与运营模式中直接影响空间的规模与组织模式空间选择行为空间供给行为规划调控行为影响作用 改变改变干预反馈选择集空间响应框架技术驱动框架P61.3

未来空间——“三元融合”区域城市空间总体趋势等级结构近五年已显现的新旧空间变化远未来规模空间联系间组织模式多中心网络化城市体系边缘城市衰败全球城市网络形成集聚产生都市群、都市连绵区发达城市蔓延中小城市收缩资源均衡发展区域、城市群内的不均衡发展区域交通网络化发展职住分离蔓延至区域尺度跨城通勤异地办公区域功能特色强化居住场景交通场景休闲消费场景SOHO

办公创新网络形成办公空间郊区化产业园功能混合化办公空间就地化小型化特大城市人口郊区化道路智能基础设施增加TOD模式立体停车增加加油站转型车道变窄停车空间减少慢行系统设施增加网红打卡地线下商业空间转型管理无人化功能复合化、体验化传统商业空间消亡立体交通功能复合化无车化小型化 网络化 公共空间增多社区开放办公空间分布扁平化空间多用途转型共享办公第三空间办公生活圈功能混合化 小型紧凑化职住两极化 郊区化就地化 区位依赖性下降职住平衡共享化 垂直住宅全场景空间办公AI

机器代替办公集中开发中心地集聚边界消融扁平化功能混合化近未来将发生的变化中心化 去中心化就地化功能联系网络长途客运站消失网络化充电站增加共享汽车物流场景仓储建筑面积增大 郊区化 区域化与零售空间混合无人驾驶 人行空间变宽扁平化街道系统公共交通落客区增加末端物流智能化 地下运输无人仓储运输无人机运输立体化运输城市活 就业场景动城市移动时间(Period)P7空间

（Spatial）以城市群为主要空田园城市，19世纪末现代城市规划开端雅典宪章，四大功能，1930年代现代主义城市规划确立奇点1奇点2奇点4奇点31.3

未来空间——“三元融合”基于历史经验发现，技术突破及生产生活方式的变化使得奇点临近，标志着城市空间形态和空间规划理论即将经历新一轮演变。首先，与以往物理空间和社会空间依靠传统技术产生直接联系不同，互联网、物联网及数字孪生等技术催生出新的数字空间，不断与物理和社会空间产生相互作用，规划主体应从二元空间向三元融合空间转变。城市发展向三元融合空间演变技术和社会发展处于奇点临近技术突破 电话、汽车互联网、物联网生产生活方式变化小规模集中办公工作生活混合大规模集中办公工作生活分离远程办公工作生活混合工业革命1.0蒸汽革命工业革命2.0电气革命工业革命3.0信息革命工业革命4.0智慧革命传统城市空间规划功能混合，步行主导，人性空间现代城市空间规划功能分区，车行主导，人车分流智慧城市空间规划功能混合，共享空间，人性街道，创新设施P81.4

新技术下的规划范式响应面向城市复杂系统，以计量分析、实验科学为基础，加强分析结论通识性，推动规划学科进一步向科学范式发展。新范式特征：具体解释：范式表征：转型效应：对象可考量过程可验证结论可通识“质”性描述对象“量”化描述对象有限条件边界的结论无限条件边界的结论常识+规则式“假设-验证”+实验科学式挖掘城市要素的底层规律，基于规律的决策实验方法方法总结功能主义+美学原则有限要素的原始指标式描述可监测、可追溯经验总结

规则设置，基于规则的决策

特定时空条件规则构建 容易形成“黑箱”和“盲区”

下的适用性普遍时空条件下的适用性从被动的规则执行到主动的知识发现和知识服务从一次式规划到全生命周期、全要素规划全要素、可计量、 重实施、算账式，陪伴式、闭环式从单向增长驱动、局部优化提升到全局统筹治理城市快速扩张时期，服务增量发展P9城市综合治理时期，增量、存量、减量等多重发展任务以治促新：数字科技与规划治理P10P1002P11新质生产力、未来城市空间与规划治理的互动机制：新质生引起产力生产生活方式和城市空间的改变，通过规划方法与规划技术的创新，提出面向未来城市空间的规划治理响应。新兴技术对城市空间的影响路径（龙瀛，wespace

2.0）规划治理响响应城市空间变化趋势（北规院，基于未来城市空间的规划响应研究）智慧规划的“一体两面”：智慧的城市规划与智慧城市的规划智慧城市的规划收集各类数据，

并以数据流的形式传递给智慧的城市规划，

智慧的城市规划整合数据后，

将决策也通过数据流的形式反馈给智慧城市的规划，

实现“

以形汇流，

以流塑形”的循环体系。智慧城市规划也可理解成为智慧城市的规划以及智慧的城市规划两个方面，相互之间相辅相成。“智慧”的原则始终为以人为本，智慧城市的规划与智慧的城市规划相互促进，逐渐提升人民的生活质量P122.1

智慧的城市规划城市运行状态感知我国首套1m分辨率国家级土地覆盖图（李卓鸿、张洪艳教授发布数据，极海公司制作）城市空间感知力的提升：全时空、多维度、多模态、高精度的城市感知体系大数据驱动——城市科学研究的第四范式。利用来自各种传感器、移动设备和互联网的海量城市数据，结合人工智能和计算机技术来研究和理解城市系统。遥感时代来临。在遥感和对地观测领域，数据获取时效性更强，空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率不断提高。城市数据体系基本建立。物联网设备、传感器网络和5G通信等基础设施全面铺设，各类城市运行数据（如交通、能源、环境等）实现实时采集，数据政策标准持续完善。城市舆情感知P132.1

智慧的城市规划（2）城市空间认知力的提升：复杂系统的空间规律认知GDP、专利创新等的人均数量往往随着城市规模的扩大而增加，即所谓的规模收益递增；人口增加一倍，其GDP、专利等增加不止一倍。都市圈、城市群可能为超大城市带来新的规模效益。加油站、充电桩、公交站等的人均数量往往随着城市规模的扩大而减少，即大城市可以用更少的钱做更多的事。规模效应使得大城市更高效。美国2010年135个城市的人口服从幂律分布超线性关系（斜率＞1）：城市规模—经济活动斜率≈1.32亚线性关系（斜率＜1）：城市规模—基础设施斜率≈0.85实际铁路网络 黏菌模拟网络基于黏菌觅食行为的铁路网络模拟逻辑性、线性的城市空间规律二八定律、ZIPF定律：城市规模呈幂律分布，即城市规模大小与其排列的位次成反比关系。鸟群的“涌现”非逻辑性、非线性的城市空间规律（复杂性视角）分形结构：城市的街道网络、建筑群等城市的整体结构在不同尺度下呈现相似的模式。例如,从卫星图像到街区布局,再到单个建筑群,可能都体现出相似的空间组织特征。Fractal城市假象：当城区规模扩大之后，把和原来城区结构一样的区域按照图中的方式建设在城市周围。一级 二级规则涌现：交通流、人口分布等由底层简单规则产生的复杂行为，无法仅通过分析组成部分来预测。三级混沌效应：交通拥堵、地价波动等城市系统中微小变化导致大规模、难以预测的结果。车流中第一辆车车速降低会造成长距离拥堵P142.1

智慧的城市规划来源：Grey

Nearing.

Global

prediction

ofextremefloodsainungaugedwatersheds.Naturecomputationalscience.（3）城市推演力的提升：空间系统模拟人工智能预测模型模拟全球洪水流域遥感与社会感知的协同应用来源：

刘瑜.

The

Synergy

betweenRemoteSensingandSocialSensinginUrbanStudies:ReviewandPerspectives.IEEEGeoscienceandRemoteSensingMagazine.盘古气象大模型预测来源：华为盘古（PanGu）气象大模型进行天气预测集体移动模型预测人口流动来源：李勇.

人类移动行为涌现城市发展规律.

Nature

computationalscience.来源：

美国国家标准与技术研究院（NIST）相关研究城市生长模拟-沙堆模型P152.1

智慧的城市规划（4）城市决策力的提升：协同决策闭环建立识别空间需求变化优化空间组织模式感知层（获取城市空间的各种信息与变化）认知层（认识城市问题与矛盾，进行趋势预测）推演层（寻找解决问题的最优解）决策层（促进各部门协作来支持规划决策）发现问题认识问题分析问题解决问题社会人口大数据识别人口职住情况POI

数据识别建筑功能及变化基于摄像头视频识别人流，车流手机信令数据识别社会活动长时序遥感感知城市景观时空变化通过手机信令识别远程办公人群分布通过专利数据识别创新网络在空间的连接通过不同类型的人口大数据识别就业地分布变化通过AI

技术识别建筑空间效果通过交通模型模拟道路流量与寻找最优路线通过城乡发展模型推演城市多中心发展规律通过细胞自动机模型模拟仿真土地利用规划通过ABM

模型进行防灾模拟建立协同决策平台，支持各类城市政策制定，专项规划与研究工作，如：公共服务设施专项规划土地供应计划城市格局演变研究城市就业和职住研究提高规划管理效率数据汇聚P16数据分析数据可视化2.1

智慧的城市规划（4）城市决策力的提升：赋能国土空间规划全周期自主感知规划计量模型分析评价方案模拟评价(环境容量、人口增量、用地扩张、设施规模、服务范围、商业业态、产业价值。。。)多源异构大数据管理(常见处理框架如Hadoop、Spark、Flink）（现状基础数据+规划蓝图数据+实施动态数据+监测感知数据）远程报批辅助图审差异性报告（刚性指标、引导性指标、进度型指标)合规性意见（数据指标比对）技术审查+业务审查一张底图库（空间数据+结构化数据）申请批示意见审查报告综合实施方案城市监测职住、通勤、商业、公服、交通国土空间总体规划分区规划实时监督监管（人群监测、遥感监测、CCTV监测、社交媒体、舆论反馈）指标分析（内容评估+效果评估+过程评估+修编建议）舆情反馈实施监测违法追踪实施效果评估（正负效益评价）+公众参与（舆论舆情反馈）年度 近期实施 建设计划 计划城市监测(职住通勤+实时客流+商业运营+公服覆盖+交通态势)指标评估街区规划指引++指标诊断任务追踪+评估预警（指标预警、进度预警）社会数据+专业数据+城市第三

区级体检方体

自体报告检

检土地效

生态敏感益分析 性分析交通组

经济联系织分析 分析设施服

建设适宜务分析 性分析。。。 。。。规划技术应用实践思路国土空间规划工作开展路径 基础 前期 方案 模拟调研 分析 比选 评价模拟预警（指标突破预警、进度滞缓预警、瞬发事件预警）辅助分析决策（远程报批、技术审查和业务审查）数据检索空间计算机器选址效益评价实景预览边界性审查合规性审查。。。+调整修正详细 专项规划 规划政府网站市民热线社交平台地点打卡弹性指标城市事件刚性指标任务进展规划问题决策建议修正思路城市事件++决策反馈验证（长期监测+事件感知+决策模拟）体检建议

问题监测方案比选

事件感知决策模拟

舆论反馈效益评价决策建议修正策略编制阶段方案审查规划实施体检评估监督反馈城市感知城市认知模拟推演决策验证P172.2

智慧城市的规划（1）智慧空间价值体系：传统空间规划的延伸与增益外部条件：城市化面临转型智慧城市规划开始于城市化水平较高的国家地区。美国城市化率在1974年达到73.6%时，洛杉矶开始了第一个城市大数据项目；荷兰在1994年，城市化率达到72%时，其首都阿姆斯特丹提出了“数字城市”计划。2022年底，我国城市化率已达到65.22%，基本达到城市化成熟期，ICT技术高速发展不断突破，智慧城市建设面临前所未有的机遇。外部挑战：资源&环境问题全球资源与环境问题日益突出，高资源城市发展难以为继20世纪70年代以来，全球平均气温上升了0.85摄氏度。地球正迅速接近全球变暖临界点，一旦到达，可能导致北极冰盖的完全融化、西伯利亚永久冻土的融化或赤道附近雨林的消失。内部推力：技术进步以大数据、云计算、5G、人工智能和物联网等新兴技术驱动的第四次工业革命，为智慧城市规划建设提供了可能性。内部拉力：生活生产方式变革新技术正在产生新的商业模式、工作形式、生产模式、生活方式等，给城市规划建设管理带来了新的挑战和发展机遇内部价值外部价值人本性智慧城市价值适应性可持续性生态性经济性韧性便捷性地方性技术价值人机交互智慧景观文化价值智慧文化科学决策智慧城市价值体系的构建P182.2

智慧城市的规划（2）智慧规划编制范式：融入国土空间规划体系发展改革委、国家数据局、财政部、自然资源部四部门《关于深化智慧城市发展

推进城市全域数字化转型的指导意见》：以数据融通、开发利用贯穿城市全域数字化转型建设始终，更好服务城市高质量发展、高效能治理、高品质生活，支撑发展新质生产力，推进中国式现代化城市建设。城市总体规划（市级国土空间总体规划）分区规划（区级国土空间总体规划）国土空间规划一张图控制性详细规划乡镇域规划（乡镇级国土空间规划）村庄规划国土空间近期规划年度实施计划规划综合实施方案智慧城市规划综合实施方案国土空间规划一张图乡镇级智慧城市总体规划智慧城市控制性详细规划智慧村庄规划国土空间近期规划（智慧城市篇）年度实施计划（智慧城市篇）区级智慧城市总体规划市级智慧城市总体规划特定地区专项规划公共服务设施专项规划……综合交通体系规划历史文化保护专项规划朝阳东坝西区智慧规划方案市政基础设施专项规划房山窦店新城组团控制性详细规划智慧城市专题智慧城市基础设施专项规划……特定领域专项规划相关专项规划P192.2

智慧城市的规划c电力设施通信设施感知设施数据中心总则现状评估规划目标智慧场景智慧设施智慧平台发电设c施储电设施供电设施公用网络专用网络交通设施能源设施......物流设施服务引导系统管控设施管控智慧城市评价指标综合指标体系类型管控 等级管控智慧城市街区控规专项规划规划编制逻辑体系与纲领安防设施级别管控环境设施规模管控数据格式数据共享方式数据资源目录夯基础（物理空间）汇数据（数字空间）营场景定目标《北京市

5G

及未来基础设施专项规划

（2019

年-2035

年）》物联感知基础设施建设导则智慧城市平台管理数据协议承接上位规划总体要求构建智慧城市专项规划（街区层面）技术内容框架 已有或待补充技术标准《新型智慧城市评价指标》（GB/T33356-2022）智慧城市场景与用地分类关系映射（2）智慧规划编制范式：构建智慧城市规划技术内容（以街区控规为例）对接上位规划与现有控规研究成果，提出智慧城市控规技术准则的内容框架，细化补充与智慧城市街区控规编制相关的各类场景、设施、平台等指标要求与技术规范，形成繁简有序、刚弹相济的指标管控体系。P202.2

智慧城市的规划（3）智慧规划应用落地：北京东坝西区智慧城市规划方案国际一流的商务中心区、国际科技文化体育交流区、各类国际化社区的承载地。补充完善各级各类公共服务设施，加强交通及基础设施建设，大力提升环境品质。规划东坝西区为城轨融合、幸福宜居示范区。《东坝西区CY00-1101、1102街区控制性详细规划》《朝阳分区规划（国土空间规划）（2017年—2035年）》《北京城市总体规划(2016年-2035年)》本项目位于北京市朝阳区东北部，属中心城区的东坝边缘集团，用地面积318公顷。项目以轨道交通建设为契机带动地区城市化改造，通过智慧规划设计赋能街区发展，将该地区塑造成为城轨融合、幸福宜居的智慧城市示范区。智慧交通公共安全智慧环境智慧能源智慧物流智慧垃圾智慧城市家

具慢行系统街区安全生态破坏公共活动空间交通慢行需求宜居有活力安全有韧性低碳可持续智慧街区设计目标智慧场景痛点问题出行不便能源集约利用物流需求量大垃圾减量设计目标：通过轨道交通带动城市化建设，将东坝西区建设为低碳可持续、宜居有活力、安全有韧性的人本化城市，以提升城市生活品质和城市治理现代化水平，推动地区改造与重生，将东坝西区塑造成为城轨融合，幸福宜居的示范区。P212.2

智慧城市的规划获第六届数字中国建设峰会“2023

数字中国创新大赛”数字城市设计赛道“百景新锐奖”、“绿色双碳主题”提名金奖（3）智慧规划应用落地：北京东坝西区智慧城市规划方案P22新质转型：首都规划的智慧探索P23P2303P243.1

首都规划智慧化探索整体框架01新基础基于“一张图”的新治理结构02新数据大数据驱动的研究范式03新方法多尺度城市计算人工智能前沿技术集成P2506新生态首都规划治理中的大模型05新场景国土空间规划实施监测04新工具虚实互动的孪生推演工具3.2

首都规划智慧化探索实例（1）新基础：国土空间规划“一张图”北京城市总体规划（

2016

年-

2035

年）、市级专项规划核心区、副中心街区控规、分区规划、区级专项规划乡镇域规划、街区指引、相关专项规划街区控规、村庄规划、相关专项规划规划项目综合实施方案01.02.03.04.05.市级抽屉单元区级抽屉项目地块级抽屉街区级抽屉单元级抽屉各级各类规划成果国土空间规划区级“抽屉”单元“岩层”式空间矢量图层坐标一致、边界吻合、上下贯通、动态更新、权威统一市级抽屉区级抽屉街区级抽屉地块级抽屉“抽屉+岩层”式规划矢量数据单元级抽屉P263.2

首都规划智慧化探索实例（2）新数据：城市大数据治理规划治理大数据体系（北规院大数据联系创新实验室）科技创新商业活力职住平衡公共活动人口流动生态空间京津冀协同“七大专项板块”P27支撑北京市大数据城市体检3.2

首都规划智慧化探索实例（3）新方法：多尺度人地耦合城市计算分析方法建立行为图像识别、

时空数据比对、

推演模拟预测、

仿真决策等分析模型，

实现微观、

中观、

宏观等多尺度的规则涌现和规律识别人地关系耦合尺度微观：具体行为与具体城市空间间微观尺度，建立基于AI修正的行为图像识别技术，中、宏观尺度，建立城市级全行为链的推演模拟预测、仿真决策分析模型，实现全个体中观：惯常行为、非惯常行为与感知空间

宏观：全行为链与城市、城市网络空北京城市生活圈识别分析基于网络社团分析的首都通勤圈人口流动变化基于大数据的首都圈划定实现以微观行为作为城市公共空间的时空行为式的分析P283.2

首都规划智慧化探索实例（3）新方法：人工智能基于AI技术的建筑空间提取方法应用领域：城市体检实施评估违建识别城市更新……图神经网络模型（ST-GCN）：预测轨道站点短时客流基于神经网络模型FasterR-CNN的公共空间分析基于神经网络模型FasterR-CNN深度学习算法，利用监控视频对公共空间人群活动行为进行自动解译识别分析与提取。识别时序周期变化较为规律的站点，研判其相对固定的通勤需求周期性特征，预测客流量。基于开源人口数据及Tsfresh方法的用地类型识别利用人口活动数据及Tsfresh方法实现地铁车站区域、客流变化时间序列特征提取和类型识别，构建基于人类活动数据的用地类型识别模型。人工智能应用首都智慧规划的其他工作P29基于大模型的城市规划标准知识图谱采用基于大模型的自动化标注方法，搭建基于深度学习的城市规划标准实体关系抽取模型，构建面向城市规划标准的知识图谱3.2

首都规划智慧化探索实例技术名称SPACEENGINEUE（第5代）Unity（3D）自主可控渲染效果渲染性能超大城市支持能力仿真模拟引擎高性能脚本跨平台性最优次优再次优与国际同类技术优势度对比北京全市域1.64万km2全背景、全尺度，可实现40-50fps渲染速度7-8km2区域100fps以上渲染速度（4）新工具：数字孪生数字孪生城市操作系统（

D

C

I

O

S

V

1

.

0

）

：

基于自主可控三维图形引擎（

S

P

A

C

E

E

N

G

I

N

E

）

和视频流云渲染技术融合的，