规划支持工具“WHAT IF？”

1 模型特点

WHAT IF? PSS 是美国理查德· 克洛斯特曼教授（Klosterman）和ESRI 公司联合开发的可操作规划支持软件。规划支持工具“WHAT IF？”从其字面上就表达了这样一个思想： 如果关于未来的政策选择和假设正确的话 （If），会出现一个什么样的情况呢（Then What）？ 它不是为了追求单一的准确预测未来的面貌，而是一个以假设或政策为导向的规划支持工具。它所考虑的政策选择， 包括公共基础设施的阶段性扩建计划、土地利用规划的实施、开放空间保护计划的建立等等。同样，对未来的假设可以包括人口规模和就业岗位数量的预测、以及相应的密度分布等。在复杂的城市体系当中，这一系列不确定的因素以及它们对城市空间发展可能产生的作用，是规划和决策人员所希望了解和掌握的。

“WHAT IF？”同时也是一个基于GIS 的可操作规划支持系统。它通过对人口、就业密度等社会经济数据的分析，明确未来发展对土地空间的需求；通过对地形坡度、植被覆盖、水体分布和土地利用等自然和生态因素的分析，提供今后发展的土地供给量，由此结合政策因子来制定未来土地空间使用的各种可能状况。图3-1 描述了“WHAT IF？”作为城市规划支持软件工具的概念模型。它利用GIS 数据库（空间数据和属性数据），可以实现三个分析功能： 对土地的需求分析、土地的供给分析和土地的分配分析。

图1 规划支持工具“WHAT IF？”的概念模型

2 数据要求

对于使用规划支持软件“WHAT IF？”，需要两种类型的数据：空间数据及属性数据。空间数据以SHP 格式导入，非空间数据通过键盘输入。WHAT IF？联系GIS 与公众参与的城市规划的思想体现在依托GIS 数据，同时进一步提供交互式的操作界面和规划模型，以属性值的方式实现公众对规划支持过程的干预。

具体来说，空间数据包含了三类信息：现状土地利用图、土地适宜性分析图和政策控制图。现状土地利用图反映的是现状用地分类情况、用地规模和空间位置，它是城市空间发展规划的基础信息。土地适宜性分析图是一系列与城市建设适宜度相关的专题图，包括地形坡度、土壤、洪水淹没区等，它是城市空间进一步扩展的重要指导性要素。政策控制图反映的是与城市空间扩展息息相关的空间信息，比如城市基础设施规划图，它会对城市空间分布起到积极的引导和限制性作用。对于空间数据的利用，what if？规划支持系统采用UAZ 形式，即把所有用来分析的专题空间图层叠加，形成若干UAZ分析单元。非空间数据包含了两类必要信息：一类是预测未来住居人口，就业状况的信息，它们将用来决定未来城市相关用地的需求量；另一类是与适宜性和用地分配相关的属性值，包括评价系统的权重、打分和因素选择。

图 2 What if? 数据要求

此外，任何 ESRI Shape 文件都可以作为显示层加入到成果的输出中，包括道路，河流，地形等高线，风玫瑰等，它们为了可以更好的表达规划方案和方位识别。what if?利用基于 GIS 的空间数据和操作人员输入的属性数据，将规划和决策人员的意图以计算机识别的方式表达出来，进一步推理和分析，产生多种假定方案，实现Scenario planning。与传统的城市GIS 应用相比，what if? 需要更多的社会和人口统计信息，这些信息作为空间定位和分布的定量性依据。此外what if? 提供了友好的用户界面，方便计算和人机交互过程。同时，生成的结果多样性，不单单是图形文件，还有与之对应的表格文件。

3 操作界面

当用户开始使用 what if？规划支持系统时，出现的主界面如图3所示。它包含了五个主要的模块，即文件管理、适宜性分析、需求分析（增长分析）、分配分析以及帮助菜单。What if？是基于GIS 的规划支持系统，但它不能够直接对GIS 数据进行操作，需要通过 what if？自带的程序将GIS 数据转化成what if？可识别和管理的工程数据（见图4）。在导入和创建工程数据过程中，还需要用户根据规划支持工程的特点，输入土地利用、适宜性、需求分配以及其他相关的信息（包括辅助显示图层、规划年限等），当所有这些必须数据和信息录入完全后，就可以创建what if？工程数据库（Wif 格式文件），为进一步规划支持分析服务。

图3 What if? 的操作主界面图                       图4 What if？工程数据创建界面

需求分析是对城市主要用地类型（比如居住、工业、服务业、绿地及保护用地等）在未来某一个时期的需求进行预测分析，“WHAT IF？”可以允许用户设定不同的可能参数，从而计算出相应的预测值。图5 是what if？进行需求分析时提供的操作界面。例如，我们可以通过设定预测年的人口及户数、住房类型及住房用地密度测算未来的居住用地需求量；通过确定未来某产业的就业数及就业用地密度来测算该产业的用地需求等。如此可以对前述主要的城市用地类型分别进行需求量估测，同时这个估测量可以是多方案的。

供给分析是应用“打分和赋予权重”的方法对不同的用地类型进行土地适宜性评价。“WHAT IF?”采取层次分析方法, 对因子采取5 标度方法打分，对因子的综合分析采用3 标度方法赋予权重（见图6、图7）。对于不同用地类型，影响其空间位置选择的因素是不同的。规划师和决策人员要根据经验分别确定评价因子，然后进行因子赋值，并决定影响权重及用地转换的特殊要求。“WHAT IF？”提供了相应的功能计算适宜性分值，得到评价区域内针对每类用地的适宜性优先等级。对每类用地来说，分值高的，适宜性强，分值低的，适宜性弱。利用该软件可以得到如下分析信息，即：显示适合于不同用地类型的适宜性分析图及适合于不同用地类型的土地供应量表，这些为下一步制定不同的土地利用的供给和需求的平衡方案奠定了基础。

图5 What if? 需求分析操作界面

图6 What if? 供给分析中的打分操作界面

图7 What if? 供给分析中的权重操作界面

运 用 “ WHAT IF？”最主要的目的是进行土地利用综合选择，而这一过程是建立在各类用地的需求分析与供给分析的基础上，并且增添了规划和决策人员对土地利用综合选择的若干干预因素，包括各类用地最小地块面积、用地空间分布优先等级和限制性条件。图8 是what if？分配分析中的一种方案选择界面，此种用地分配方案是建立在乡村保护（Rural Preservation）的适宜性分析和低增长（LowGrowth）的增长分析之上。图9 是What if? 用地分配分析中的用地优先等级选择界面。在这一过程中，“WHAT IF？”发挥出了智能运算、快速成图的特点，不但能够将规划和决策人员对土地利用规划的适宜性要求、用地规模和布局要求在空间和数量上联系起来，而且提供了方便的操作界面，可供规划和决策人员选择多种土地利用方案。

图8 What if？分配分析中的多方案选择界面

图9 What if? 用地分配分析中的用地优先等级选择界面