规划信息人·大观005
图1 土地利用-交通反馈循环（来源：Wegener）
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城市模型发展历程
当前城市模型的研究已经有近七十年的发展历程，各国学者研究建立了多种多样的城市模型，并进行了广泛的应用。而城市模型的研究也在这几十年的时间中几经变化，经历了多个阶段的发展过程，引入新的理论方法不断贴近城市内部作用的实际情况，对复杂系统的城市发展规律与互动机制进行抽象。对模型发展的历程进行回顾，能够看到人们对城市理解的深化过程，以及城市模型逐渐发展变化的规律与进程。
图2 城市模型发展历程示意（来源：自绘）
3.1早期城市模型研究
最早构建进行系统性城市模拟的城市模型是在1950年左右被提出的，欧美的学者们发现了交通与土地利用之间有着相互影响与依赖的关系，因而在最初发展交通模型基础上，引入了对土地利用变化的模块共同进行分析，促成了土地与交通整合模型的发展，并成为之后长时间内主流城市模型的框架。最初的模型以城市中的人口、居住、就业、土地使用与交通出行为主要的分析对象，结合了基于空间相互作用、熵最大化等原理的土地模型与交通分析的四阶段模型，形成了最初的土地与交通模型框架。这类模型的典型代表有作为第一个综合性的城市模型的Lowry模型，为后来的研究者提供了一个经典的研究框架，并成为后续众多模型建立的基础；另外基于Lowry模型的ITLUP、LILI模型等也是此类模型的代表。
3.2经济学框架促成的模型改进
空间相互作用模型对于行为选择的模拟通常是基于一些反映选择结果的简单假设，而缺少对其行为内因的探讨。随着计量经济学的发展，随机效用、离散选择等方法为城市社会经济与人类活动的规律提供了新的理论支撑。自20世纪80年代左右，城市模型的研究者在借鉴这些经济学理论框架的基础上，对第一代空间相互作用的土地模型进行了改进，形成了投入产出、竞租理论等与经济学框架相符的土地使用模型，并逐渐向动态模型发展。代表性模型有MEPLAN、TRANUS、DELTA模型等，这些模型有着广泛的应用，并且也得到了持续的研究与发展。
3.3微观尺度的模型理念变化
宏观尺度的模型一直面临着其无法很好的反应城市内部的个体行为、微观特征的问题等，且其空间结构变化的推断是根据城市社会经济变量间接计算得到，不能反应城市空间变化间的相互关系。20世纪90年代左右兴起的元胞自动机、行为主体等方法，为微观尺度的建模提供思路，形成了第三个模型的发展阶段，将城市模型从大尺度的、自上而下的方法转向微观模拟的、自下而上的模拟预测。这种变化不仅体现在城市用地模拟单元的细化，也有宏观交通出行向个体行为分析转变。微观模拟的代表性模型有ILUTE、SLEUTH、URBANSIM等。
3.4 模型的持续更新与数据变革
进入21世纪后，城市模型的构建更为综合，所包括的模块也不仅限于城市用地、就业、交通、经济等部分，还增加了对城市市政承载、环境影响的多因素分析。另外随着大数据时代的到来，各类大数据所包含的个体时空行为信息为模型研究提供了新的数据支撑，学者们也尝试将大数据融入模型的更新与应用中。较为有代表性的研究项目包括剑桥大学对伦敦城市模型的持续研究，Wegener等开展的IRPUD模型的持续更新等。
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小结
城市模型作为一个已经延续了几十年的城市研究方法，以基于系统的理念对城市进行定量化的模拟与预测，在如今依然有重要的地位与很高的价值。虽然在模型发展的初期，曾有学者指出根据模型进行的规划研究忽略了个人行为、政府政策等的重要作用，但随着理论与方法的不断发展，数据获取渠道多样化，城市模型的结构更加复杂化与综合化，模型粒度更加精细，模型构建的目标更加明确与定制化，使城市模型为城市规划的决策者提供了更好的参考。而随着计算机技术的发展，模型软件的开发、以及一些规划支持工具的开发，使规划中模型工具的应用更为便捷。但同时不容忽视的是，实际模型应用中，如何选择更为适合的城市模型，进行本地化的调整与应用，是研究者需要重视的问题。总体而言，作为规划中定量化分析与预测的重要方法，新型的城市模型依然有良好的应用前景，对于提高规划科学性有重要意义，相关的研究值得我们持续关注。
参考文献：
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