地理设计漫谈

本文发表于《中国测绘报》2011年第29期《科技时空》版。 

地理信息系统（GIS）技术从诞生至今，已经在城市规划、国土管理、环境保护、公共安全等诸多领域的数据分析、知识管理和决策辅助方面发挥了重要的作用。进入21世纪后，随着高分辨率卫星、激光雷达、摄影测量和传感器等新技术的飞速发展，我们为不同领域获得的地理空间数据越来越多，数据中蕴含的信息广度和深入也不断扩展，直接导致相关业务决策和管理的复杂性程度不断提升。为了应对这些新的挑战，厘清GIS需要扮演的角色，促使GIS在自然界和人类社会的和谐共存中发挥更大的作用，国际GIS学界和业界的相关人士分别从不同的角度出发，召开了一系列研讨会，开始共同推动“地理设计（GeoDesign）”理论、概念和工具的发展。

设计是一种主观能动的活动，它是将我们的思考意图和目标转变为我们眼中能够看到的存在的过程。对于我们生活的地球而言，设计意味着人类不是去征服大自然，而应该促进自然界的和谐发展并使之变得更好。地理设计则是将地理分析引入了与空间地理因素相关设计过程之中，使设计与自然系统更加紧密地联系在一起，它将地理环境因素与设计过程结合起来，为地理规划和决策创造出一套系统性的方法论和工具集。

众所周知，GIS被广泛视为业务流程中的一种优秀的空间数据管理和数据分析工具，但事实上，它在实际设计和决策过程中充其量扮演着“锦上添花”的“鸡肋”角色，软件用户真正看重的还是业务流程的流转过程的信息而非单纯的地图。由于缺乏对工作流程的原生支持，GIS用户也无法在GIS中进行设计工作，而只能将其作为自身设计流程的一个可有可无的经验验证步骤。而GeoDesign的愿景是，在地理空间数据和其它数据源的支持下，我们能够对设计方案很容易地进行草绘和调整，并能很快获得空间知识上的反馈，从而使设计到自然环境可能造成的不良影响得到有效的预警和调整。以道路设计为例，目前GIS系统只是充当了一种地图背景显示和相关指标分析的工具；而在GeoDesign的目标中，设计人员可以直接在地图上通过交互来调整设计方案，与此同时，相关的设计指标信息和提示会随之出现，设计人员在这种动态的适宜性信息反馈下不断方案调整，最终获得最佳设计方案，甚至是全盘否定某个方案。在这一愿景中，GIS不只是作为一款辅助工具存在，它贯穿了项目的整个生命周期，缩短了设计调整的时间，是设计过程的组成部分，即设计决策的辅助者和决策结果的表现者。

美国加州大学圣巴巴拉分校的Michael Goodchild教授认为，传统设计人员经常在地图上使用铅笔和描图纸进行方案草绘，这使得他们的观点很难在设计方案中得到及时反馈。地理设计实际上是建立在空间分析基础上的设计，而非传统的经验设计。哈佛大学Carl Steinitz教授的景观变化模型也深受地理设计概念的影响，他认为“并不是所有的地理变化都是设计造成的，也并不是所有的设计都改变了地理环境”，因此，他为地理设计给出了一个最优雅的定义“地理设计是通过设计来改变地理环境”。

经过从2009年以来的三次GeoDesign研讨会，与会的学界和业界代表对于“地理设计”的概念进行了深入的讨论，大家都意识到，地理设计其实并不是一个全新的名词，传统的MIS（管理信息系统）、CAD（计算机辅助设计）、BIM（建筑信息模型）、GIS（地理信息系统）和Neogeography（新地理学）等技术，都已经和正在沉浸入我们日常的设计过程之中。但是这些技术在我们的设计流程中是各自独立的并被分别调用的，它们并没有被整合到一起发挥最大的效率。例如，专注于设计的CAD工具与擅长数据管理的GIS数据库之间，还有不小的鸿沟，无法很好地满足设计人员的需要。而这些技术和思想，都有赖于进一步纳入地理设计的概念之下，使之成为一个真正的地理驱动的设计流程工具集。

地理设计工具的探索并非从最近才开始，第一款地理设计软件是ArcCAD，它尝试完全集成GIS与AutoCAD环境。最新的实践是ESRI的Bill Miller组织一个小型团队开发了一款名为ArcSketch软件模块让GIS用户能够在ArcGIS软件中对地物要素进行草绘，这是业界对GeoDesign的第一个实质性响应。

地理设计的理论和工具是基于更精确和更完整信息之上的，设计不仅存在于草绘图形和大脑中的观念之中，它在一个设计过程的初始阶段，就通过数据工具提供了该项目意图的信息。同时，高度的设计交互式环境能够让更多的设计人员参与到设计过程中来，更有利于彼此的协作和沟通，提高设计的效率。尽管地理设计的理论和工具才刚刚出现，但这种在与空间信息相关领域的设计中，这种基于工作流程的多工具集成无疑是发展的主线，唯有如此，当前只作为一种地理空间数据管理和可视化工具的GIS才能在应用中发挥更大的作用。