地理設計思想演變

地理設計(Geodesign)是近年來被熱烈討論的一個新概念，但它並不是一個新的理念，其倡導的思想與方法在古代的相關理論與實踐中已有體現。

地理設計提出伊始，因其理念上倡導與自然共設計，流程上強調定量化的全過程分析評估，方法上注重3S技術與IT技術的融合，引起了多方的興趣與關注。2010年開始，ESRI每年年初組織的地理設計峰會，雲集了全球的規劃師、設計者、環境學家、生態學家等領域的專家學者、實踐者共同探討地理設計的理念、流程、方法與實踐應用。

與自然共設計。地理信息科學之父Goodchild教授對此做了生動的解釋：當地理（geography）與設計（design）相遇。地理設計的這一思想古已有之。我國先民在城市居民點選址中強調的「高勿近旱而水用足、低勿近水而溝防省」的理念和城市排水系統的設計既是很好的例證。之後，應對生態環境壓力，早期環境主義者Richard Neutra在Survival through，以及景觀設計大師McHarg在Designwith Nature 中所倡導的生態設計準則，都是地理設計思想與實踐發展的重要表現。量化過程分析。全過程的量化分析，是地理設計的重要特徵，也是支撐規劃精準化與決策科學化的重要保障。儘可能以客觀數據來和分析模型來便捷、直觀地描述、評判所做決策的綜合效應，提高規劃設計中的理性決策程度。多技術四重唱。3S技術和計算機技術的「四重唱」為地理設計思想的應用插上了翅膀。RS解決了地理信息的實時、連續獲取；GPS實現了地理事物的精確定位；GIS實現了地理事物及相互關係的精確描述，計算機技術則為人地關係的分析與模擬提供了可能。

地理設計思想演變

早在遠古時期，人類就從生產、生活的實踐經驗中總結出一定的地理知識，並重視運用這些地理知識去解決與地理環境有關的實際問題(羅成德，1998)，通過對地理環境有關問題的考慮，營造一個人與自然協調共生的人居環境。中國古代文明中記載了大量針對特定地理環境進行空間布局並創造出人與自然協調共生的設計典範，總結了大量生活實踐的經驗(魏秦，2008)。儘管這些地理設計知識是零碎和不系統的，在中國古代書籍中也並未進行專門的論述，但這些散見於《山海經》《周禮》《商君書》《管子》等政治、倫理和經史書中的樸素地理知識，可視為地理設計的思想起源。簡單地理知識的運用在國外同樣具有悠久的歷史。公元前3000 年，古埃及為了預報洪水，對尼羅河水位進行了記錄；公元前4 世紀，以色列進行了人口普查；1086 年，英格蘭編撰的《末日裁判書》中，對土地的測量和財產、所有權、家畜和人口資料進行了收集(Doornkamp，1991)。

如果說中國古代所形成的地理知識的主要目的是通過應用以解決生產、生活中出現的具體問題，那麼中國近代地理知識的應用目的已拓展到國家戰略層面，涉及宏觀、中觀、微觀等不同的空間尺度，更加強調通過全面調查和綜合分析及評價，提出符合實情的主張和建議。思想方面，較之於古代已有較大的進步。中國近代思想家、百日維新運動領袖之一梁啟超編寫的《飲冰室文集》收集了他關於人與地理環境關係的論述，他認為歷史發展離不開地理環境，然而地理環境對社會的發展不起決定作用，起決定作用的是人，論述不同的地理環境會使不同地區、民族的生產方式各具特色(張京祥等，2013)。徐松踏遍天山南北，他的科學考察方法已經注意到自然地理條件「自出關以來，於南北兩路壯遊殆遍，每有所適，攜開方小冊，置指南針，記其山川曲折，下馬錄之。到郵舍則僕夫、驛卒、台牟、通事，一一與之講求。積之既久，繪為全圖，乃遍稽舊史、方略及案牘之關地理者，筆之成《西域水道記》五卷」(李健超，1995)，在注重資料搜集、整理和考據的基礎上，進一步強化了地理因素的綜合分析。近代以來，西方國家開始系統地運用地理知識、現代技術，開展了大規模調查資源、改造環境的社會實踐。1933 年美國田納西河流域管理局成立，對流域的土壤侵蝕、旱澇災害、土地利用和河道航行條件等進行綜合治理。經過多年的努力，田納西河流域的狀況得到根本的改善。20 世紀30～40 年代，英國斯坦普領導和組織了第一次全英土地利用調查，為區域規劃和發展農業提供了有重要價值的成果。60 年代，英國科爾曼領導和組織了第二次全英土地利用調查，這些工作使地理知識的應用取得了廣泛的影響(Doornkamp，1991)。同一時期，蘇聯在自然資源調查、開發東部地區，以及發展國民經濟等方面，也大量地應用了地理學的研究成果，促進了地理設計思想的發展。梳理西方相關實踐工作可以看出，這些實踐大多以解決現實緊迫問題為目的，並與政府、企業緊密結合，形成多部門、多專業合作的工作團隊。如美國地理學家查理·科爾比主張在充分考慮區域文化與自然特徵相互聯繫的前提下進行「綜合規劃」，並將「綜合規劃」劃分為調查和分析、評價、設計、實施四個階段(李鶴鳴，1991)。

技術手段的飛速發展，是地理設計思想充分應用於實踐的重要保障。受第二次世界大戰前後科學技術發展的影響，計算機技術、遙感技術、衛星資料、地理模擬、數理統計等新技術得到廣泛利用，尤其是製圖技術在地理設計實踐工作中發揮了重要作用(羅成德，1998)。總體而言，3S技術與計算機技術的「四重唱」，成為地理設計思想廣泛應用的技術保障。

地理設計概念內涵與核心思想

Steinitz 基於景觀變化的考慮，提出地理設計即是通過設計來改變地理環境(Steinitz，2008，2012)。Miller認為地理設計是一種思維過程，包含了在地理生境(包括物理、生理、社會、文化、經濟、精神等方面的地球生命支持系統)內對一切事物的創造(Miller，2008)。Flaxman 從地理設計的功能與作用出發，認為地理設計是一種把設計提案的形成和地理環境影響因素模擬緊密結合在一起的設計和規劃方法(Flaxman，2010)。美國加州大學的Goodchild 指出地理設計與傳統的經驗設計的最大不同在於，地理設計是建立在空間分析基礎上的設計(Goodchild，2010) 。Dangermond 的解釋則更為具體，他認為地理設計將地理分析引入設計過程中，通過藉助存儲於資料庫中的描述項目空間範圍內各類自然與社會要素的眾多信息層，使得初始設計草圖能及時得到適宜性評價(楊言生等，2013)。這些概念的視角和具體內容各有差異，但本質上多有相似之處，即理念上認同Neutra在Survival through Design 中所倡導的在設計中融入生態學理念，以實現人與自然的協調可持續；形式上強調設計中的全過程評估，避免事後評估所帶來的負面影響；技術上藉助GIS 來實現規劃設計全過程中的評估與即時反饋。

結合相關學者的闡述，以及地理設計思想演進、理論淵源、技術支撐與作用形式，本書認為：地理設計是以地理科學系統理論為指導，以地理信息為基本支撐，為特定地理單元的合理利用提供調查、分析、評估和設計服務。其中，地理調查憑藉現代測繪技術和3S 集成技術，快速、準確地描述地理單元內各要素的運行現狀；地理分析從時空視角出發，運用地理分析模型剖析地理單元內各要素間的相互關係與運行規律；地理評估以國情監測和量化評估工具為依託，快速評估方案或決策的影響效應；地理設計則是將上述三個環節貫穿始終的設計決策過程。就從地理設計這一辭彙本身而言，其有三個層面的含義解釋。首先，地理設計是一個名詞，它在「人地關係」的認知與行為準則上有自身的理念、思想與方法，是對人與自然關係的理論思考，是可持續發展理論的重要組成部分。其次，地理設計又是一個動詞，是對地理空間單元內「人地關係」發展模式的謀劃，是充分應用地理信息在技術手段方式方法上的新突破，是可持續發展理論付諸實踐的重要體現。最後，地理設計的目標是「人地關係」的優化設計，地理設計既不是盎格魯撒克遜式的征服，也不是敬若神明式的膜拜，而是基於「人地關係」客觀規律的分析、評估與設計，強調主動適應和合理利用。如同地理學的理念、方法的應用範圍，又如地理信息數據、技術的服務支撐領域，地理設計的外延較為寬泛。凡是遵循系統論指導，在全過程中充分運用地理信息技術，並注重「人地關係」互動機理探索的規劃、設計、決策，都屬於地理設計的範疇。但是，地理設計並不是對專業領域規劃設計的替代，而是將其思想、理念和方法技術運用其中，促進規劃、設計的科學化發展，提高相關領域的決策效率與水平。

地理設計遵循「人本思想、因地制宜、時空並重、信息挖掘」四大核心思想與原則。

(1)人本思想。人本思想即「以人為本」，它具有深刻的內涵。首先「以人為本」針對的是「以物為本」，即把人放在首位；其次，「以人為本」要尊重普遍的「人性」，即尊重所有人的生存和所有人的權利；再次，「以人為本」中的人很大程度上可以理解為「以民為本」；最後，「以人為本」只能以包含在「人」這一概念直轄的那些人數最多、同時又處於最底層的人的群體的利益為重(陳學明等，2009)。歸根結底，「以人為本」的核心在於以符合客觀規律的人的本質為本。區別於單純的自然系統，地理設計的對象——「人地系統」的核心特徵是包含著具有主觀能動性和複雜社會關係的「人」，如何掌握特定地理單元內「人地關係」的內在規律，揭示反映客觀規律的人的本質，實現人地關係的協調可持續發展，是地理設計的出發點和終極目標。實現這種目的的手段則是地理信息技術在規劃、設計與決策全過程中的運用。

(2)因地制宜。《管子·乘馬》中提到：「凡立國都，非於大山之下，必於廣川之上；高勿近阜而水用足；低勿近水而溝防省；因天才，就地利，故城郭不必中規矩，道路不必中準繩。」在《管子》看來，因地制宜，就是要順應「天地之道」「無違自然」「以時禁發」和「因時治事」。「得天之道，其事若自然；失天之道，雖立不安。」在順應「天地之道」的同時，還要倡導「無違自然」「人與天調」，即主張要求人類個體以及無數個體所組成的社會，其行為都要與大自然保持協調。「以時禁發」則強調對天地間豐富的自然資源，人們必須按照自然規律合理地開發、利用和保護；「因時治事」強調做事同樣要尊重時節規律(張全明，2010)。因地制宜，是生態哲學中一個具有重要普遍意義的觀點。人本思想加上因地制宜，既尊重人，又尊重自然，地理設計理論、技術與實踐與老子「天人合一」的哲學思想是一脈相承。地理設計秉承了地理學人地關係的核心思想，尊重區域空間差異性和特色化發展的內在需求，必然要以因地制宜作為其實現的路徑與科學方法。

(3)時空並重。「世界上除了運動著的物質，什麼也沒有，而運動著的物質只有在空間和時間之內才能運動。」時間和空間是客觀存在的，列寧說「唯物主義既然承認客觀實在即運動著的物質不依賴於我們的意識而存在，也就必然要承認時間和空間的客觀實在性」(列寧，1972)。時空觀是我們正確處理過去、現實、未來關係的理論指南。過去、現實、未來是時間的三要素，當然也是歷史時間的三要素，這三個要素不可分離。過去由於自身的發展而演變為現實，現實由於自身的矛盾運動又發展到未來。要科學地認識社會歷史，就應當把它理解為過去、現實和未來的有機統一。在人們能動的社會實踐活動中，不僅過去決定現實，現實也決定過去；不僅過去和現實決定未來，而且未來也決定現實和過去，過去、現實、未來之間呈現為極其錯綜複雜的相互作用、相互影響的關係，這就要求我們要體現時代性、把握規律性、賦予創造性，融過去、現實、未來於一體(曾慶發，2004)。在規劃、設計和決策中遵循唯物主義時空觀，是實現全局和整體的綜合效益的必然要求，也是因地制宜思想要求的延伸。

(4)信息挖掘。人們生活在自然界中，就要適應自然環境一切偶然性事件的變化，並且在適應的過程中逐漸掌握自然界發展的規律。利用自然規律，反作用於外界環境，改變不利條件，使之適應人類需要。要改變外界環境，首先要認識自然界發展的規律。要達到正確的科學認識，就要求主觀去正確地反映客觀。而主觀與客觀相互交換的內容就是信息。信息傳遞過程體現了主觀能動地反映客觀的一般過程(周懷珍，1980)。從認識論角度的信息概念，成為後續信息概念內涵的一般性內容。如Shannon認為信息是用來消除隨機不確定性的東西；經濟管理學家認為信息是提供決策的有效數據。反映自然界、人類社會一切事物隱藏於表象之後的本質屬性與運行規律都依賴於信息，要實現地理設計促進人地關係協調發展的目的，需要提升人類的信息獲取和挖掘能力。在大數據背景下，信息的挖掘還需要從傳統的結構化數據向非傳統的半結構化和非結構化數據拓展。

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本文由王芳摘編自張遠、金賢鋒、張澤烈、 陳良超著《地理設計理論、技術與實踐》(北京：科學出版社，2016)一書，圖片分別摘自本書各章節，標題為編者所加。

ISBN 978-7-03-048863-3

地理設計的提出，既是測繪地理信息事業改革創新的體現，也是可持續發展目標得以實現的重要支撐。作為一種理念，地理設計尊重自然生態系統，強調綜合效益的優化；作為一項技術，地理設計為理性設計和科學決策提供精準的量化分析工具和便捷的評估手段。地理設計的理念與基本技術相似，而結合實際的技術體系、流程框架和具體應用則不盡相同。本書圍繞「什麼是地理設計？」「如何開展地理設計？」兩大核心問題，結合規劃設計科學化發展的內在要求，從測繪地理信息應用創新視角，闡述了地理設計的概念內涵及其與相關學科和設計實踐的關係，初步提出了地理設計理論框架，構建了地理設計應用的技術體系。在此基礎上，重點介紹和闡釋了「地理設計資料庫」「地理分析模型」「地理設計平台」三項核心構成要素。隨後，結合作者團隊的應用實踐和優秀案例，介紹了國內外地理設計在城鄉規劃、建設工程等領域的實際應用情況和效果。最後，結合技術發展態勢和應用訴求，對地理設計未來的理論與實踐發展進行了展望。本書旨在為對地理設計感興趣的讀者提供可資閱讀的材料，為其深入、系統地研究和實踐地理設計拋磚引玉。

本書可供測繪地理信息、城鄉規劃、地理學等領域的研究人員、技術人員和管理人員閱讀，也可作為公眾和相關領域的決策者了解地理設計的參考書。

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