突發公共衛生事件時VRGIS在提高社區韌性中的應用

龐春雨 于賢達

(東北林業大學園林學院，黑龍江 哈爾濱 150000)

0 引言

隨著5G高速通信技術的普及與以智能化、技術融合、互聯網產業化為主的第四次工業革命的到來，新技術的出現使我們的生活發生翻天覆地的變化，也讓我們對城市有了進一步的認識[1]。在此次疫情的防控過程中，對比17年前非典防疫，各種智能化技術手段在各方工作中取得了突出表現。但目前對智能技術的應用仍處于探索階段，其在規劃領域中的開發前景非常巨大。細數本次突發公共衛生事件中，社區作為防疫工作的重要堡壘，當城市處于非常態的活動條件下，即對社區韌性提出更高的要求。各地社區不平衡的反應狀態也暴露出當前社區規劃存在的問題，公眾參與意識匱乏使得社區在面對應急事件時余力不足，社區規劃缺乏公眾參與正制約著社區韌性。更完善的物質空間規劃、更宜人的社區生活環境與更自治的社區管理機制則需要更深層次的公眾參與，其也是提高社區韌性的有效途徑。借助智能技術推進公眾參與規劃深度是實現這一途徑的重要手段，虛擬地理信息系統的運用則是將社區規劃中的各方參與者緊密聯系起來，實現宜居、可持續、更具韌性的社區。同時，借助地理信息系統空間數據的分析功能，亦可實現應急狀態下為社區管理決策提供技術支撐。

1 社區韌性與公眾參與

1.1 社區韌性

社區韌性一詞來源于城市韌性理念，是國內外學者在城市韌性研究中的熱點話題。傳統意義上韌性一詞來源于工程，即物體受到外力影響恢復至原始狀態的能力。1973年，Holling首次提出“生態韌性”的概念，強調韌性系統不僅包括抵御、恢復等能力，還應有受到外力沖擊后系統通過學習、提升等能力以達到新的平衡，實現可持續發展[2]。在此基礎上韌性一詞開始引入城市研究中。城市韌性理念強調，通過合理的規劃與管理使城市具有吸收外力沖擊，保持城市功能不完全喪失并快速恢復，以及通過學習來完善自我機制以應對未來的災害，實現可持續發展。其基本屬性包含堅固性、快速性、冗余性、多樣性。大部分國內外學者對于城市韌性的宏觀層面研究框架大多聚焦于分析城市的經濟發展、社會構成、空間環境、物質要素等；部分研究則是基于地域空間范圍或針對城市某一維度進行分析。基于此，社區作為城市內部居民生活的最基本單元開始被相關領域學者關注，提出社區韌性一詞。2008年，Cutter在研究中結合社區建立的自然災害韌性模型(DROB)指出，災害影響程度是由社區的吸收災害能力、物質建成環境以及面對災害的反應機制共同決定。那么社區韌性的評價則受物質空間環境與社區治理機制兩方面影響，即更完善的物質空間規劃、更宜人的社區生活環境與更自治的社區管理機制可以提高社區韌性。

1.2 公眾參與

城市更新本質在于探討各方參與者空間利益最大化，其理論是學者對城市發展過程中不斷出現的“城市病”的反思。近現代城市更新理論起源于二戰后，多數國內外研究學者傾向于將城市更新理論的發展分為四個階段，即：第一階段城市重建；第二階段城市修復；第三階段恢復經濟發展與開放市場公私合營；第四階段探討多方利益共同體關系。梳理其理論發展脈絡可以看出，隨著一個世紀多的不斷探索與完善，公眾參與是解決城市問題的有效途徑[3]。反觀社區規劃，我國從2008年將公眾參與納入城鄉規劃程序到今天提出打造共建、共治、共享的社會治理格局以及從“人的需求”出發的社區更新，公眾參與意識已成為當前社區規劃實踐探索的主要方向。我國自改革開放以來也逐步將部分權能下放到社區，由居委會實現自理自治。但通過此次防疫工作的種種社會現象觀察，在災害面前我國社區自治能力薄弱以及部分社區基礎服務設施匱乏。面對種種問題追其根本則暴露出當下社區規劃公眾參與深度不足，進而導致社區韌性的不足。

故此則將研究重點放在基于虛擬地理信息系統來提升常態化下社區規劃在各階段的公眾參與深度，以實現社區韌性的提高。

2 虛擬地理信息系統(VRGIS)

2.1 虛擬地理信息系統的特征

虛擬地理信息系統(VRGIS)可以看作是地理信息系統的增強版本，用以實現圖形化的虛擬世界。融合了3D立體、VR和GIS技術的虛擬地理信息系統，使用GIS格式的文件，進行3D重建，并基于耦合系統在VR領域展現GIS強大的分析功能，例如空間信息可視化、數據分類查詢等[4]。當用戶在虛擬環境中操作VRGIS時，可以使用不同的傳感設備與系統進行交互并獲取反饋，同樣外部世界也可以通過傳感設備與系統間形成反饋回路。VRGIS的主要特點在于：交互性、存在性、自主性、構想性、直觀性。

基于使用需求與配置硬件設備的不同，VRGIS的使用大致分為三類：第一類沉浸式體驗，需要專業的VR設備與傳感設備用以實現用戶與虛擬世界的完全交互；第二類查詢式體驗，不需要沉浸在系統內，可以對系統整合的空間數據進行信息獲取；第三類被動式體驗，僅需要放映設備，通過設計人員既定好的展示方式觀看系統，多用于方案展示與宣傳教育，國內“光輝城市”團隊在這一應用領域取得了較大進展。

2.2 虛擬地理信息系統的研究現狀

以地理信息系統(GIS)的三維展示方式為切入點，研究人員開始關注虛擬現實技術與地理信息系統間的技術融合，第一個較為成功的VRGIS出現在20世紀90年代初期，是美國僑治亞州教育學院的校園環境信息系統[4]。早期我國學者在城市設計領域就已經探討過VRGIS的應用前景以及使用價值，但受限于當時的技術手段，很多構想無法實現。時至今日，得益于現代多媒體、大容量儲存技術、物聯網技術的發展，虛擬地理信息系統也實現了進一步的開發：

1)虛擬現實技術設備的低成本化；2)虛擬地理信息系統囊括遙感、航空測量、GPS、城市模擬、虛擬顯示等技術，對多分辨率、多尺度，甚至于多時空類別的復雜環境可以進行詳細的三維描述；3)基于WEB的技術渲染、3D建模技術以及5G通信技術的發展，已經滿足VR系統對于互動式體驗所需要的大數據傳輸速率。基于以上的技術發展，當下的虛擬地理信息系統可以實現強大的城市時空決策功能、城市動態監管功能、在線虛擬世界沉浸式體驗功能、基于手機檢索的時空信息動態追蹤功能。

3 基于虛擬地理信息系統對突發公共衛生事件時社區管理的響應機制

當突發公共衛生事件進入爆發期，為了控制疫情進一步發展，全民留守在家防止人員流動的情況發生時，社區作為居民唯一活動范圍，反而變成防疫工作的第一線。這就對社區的綜合治理能力提出挑戰。面對本次疫情，暴露出社區在突發公共衛生事件時公共服務設施匱乏以及公眾參與度不足導致的社區自治能力缺失，極大程度上降低了社區對災害的抵抗程度。如圖1所示，借助虛擬地理信息系統的運用則可以為應急情況下社區管理決策提供依據，提高社區韌性，同時也為公眾參與治理提供平臺。其可以實現：

1)借助虛擬地理信息系統時空決策功能，篩選出社區生活圈內日常交往活動發生密集的區域，并基于其密集程度與疫情發展狀態選擇部分地區關閉、限時限流或正常開放的管理決定，使決策更合理。

2)借助虛擬地理信息系統空間數據分析功能，結合人們日常行為規律，預測疫情發展模型、影響范圍，為社區管理提供科學依據。

3)借助虛擬地理信息系統基于手機檢索的時空信息動態追蹤功能實現重點人員(疑似或確診人員)的監管。

4)搭建防疫信息采集與發布平臺，實現信息自下而上的眾包式收集，保障信息的時效性、準確性。包括居民日常體溫上報、出行信息查詢與匯總、防疫信息宣傳。

5)搭建公眾舉報平臺，提供防疫工作不合理或不配合防疫工作現象的線上舉報功能。提高居民社區治理參與意識，完善社區防疫工作。

6)搭建居民互助信息發布平臺，包括物資統計后社區統一購買發放信息、特殊群體的生活需求信息等，維持非常態時期下居民基本生活保障。

7)借助虛擬地理信息系統空間數據查詢功能，為緊急情況的救援路線選擇以及救援物資分配提供更合理方案。

8)借助虛擬地理信息系統VR技術，將人們的視野從實體環境拓展到虛擬環境，通過VR設備實現虛擬環境中多人在線互動，以滿足人們對生活服務的需求，提高居家耐力。

9)借助虛擬地理信息系統物聯網技術與社區安防系統實現小區無接觸的出入智能化管理、發熱人群識別等功能。

4 虛擬地理信息系統對常態化下社區規劃的再思考

前文已經探討過在城市非常態下地理信息系統對社區管理起到的積極作用。在日常生活中，擴展虛擬地理信息系統的應用范圍，以15 min社區生活圈為對象，在管理層面可以實時對范圍內空間數據進行動態更新，便于社區管理與服務居民；在規劃層面可以實現設計方案沉浸式體驗，加強公眾參與以提高方案合理性。

4.1 對傳統的規劃體系的再思考

傳統的規劃設計體系可以分為三個階段：前期，針對現狀條件的調研統計與設計內容的綜合分析；中期，基于“行為研究”對人類行為背后動機的分析用以指導設計出更滿足人們需求的設計方案；后期，通過使用后評價(POE)對建成環境進行評價以獲取反饋信息。這樣單項推進式的規劃體系存在的問題在于：1)設計仍以規劃工作人員主觀判斷為主；2)對建成后環境收集到的反饋信息無法及時進行修改；3)在規劃各階段針對公眾參與僅僅停留在關注居民的需求，公眾參與度不足。

當下的社區更新理念更強調在規劃設計中充分發揮公眾的主觀能動性，這就需要居民參與到中后期的規劃設計中。但由于居民與規劃師之間專業知識的差別，常規的規劃方案展示視頻以及效果圖的形式并不能使公眾對建成環境有直觀的體驗。

借助虛擬地理信息系統，基于規劃工作者視角的社區綜合管理平臺則可以實現更完善的物質空間規劃：1)對規劃方案在建成前進行POE使用后評價，收集反饋信息對方案進行再修改，進而重復此過程直到方案合理后建設，避免規劃工作者的主觀判斷，使規劃更合理、更開放；2)通過方案的虛擬環境建設，使居民通過沉浸式體驗來直觀的評價規劃方案并提出意見，發揮主觀能動性；3)借助虛擬地理信息系統的空間信息管理，可以對社區周邊的公共服務設施獲取直觀的空間數據，有利于規劃工作者做出更科學的社區級公共服務設施布局方案，以推進15 min社區生活圈的建設；4)借助于虛擬地理信息系統基于手機檢索的時空信息動態追蹤功能，分析居民日常行為活動，以便為已有社區的更新改造提供合理論斷。

4.2 對宜人的社區生活環境再思考

借助虛擬地理信息系統搭建基于公眾視角的社區綜合管理平臺則用以提高我們的“居家”耐力以及便捷的信息獲取，以實現更宜人的社區生活體驗。其表現在于：1)借助VRGIS的虛擬世界內的多人社交功能，人們可以通過佩戴VR眼鏡及傳感設備實現在虛擬環境下的人物投影，進而從事社交、娛樂、學習、工作、線上服務、遠程醫療診斷等活動；2)借助VRGIS的時空決策功能，可以實現居民對周圍服務設施信息的一鍵獲取，例如出行方案的最佳選擇，停車位查詢、生活服務設施的供給、線上服務、線上咨詢、目的地選擇等；3)通過模擬平臺的構建促進社區內居民的交流，信息一鍵式共享，營造交往、交融、交心的社區鄰里關系；4)通過虛擬地理信息系統對居民日常行為活動的觀察，分析居民需求，優化社區服務。

4.3 對更具韌性的社區治理機制再思考

在面對我國基層社區自治理模式的推進中，現有的自上而下的管理權能劃分并沒有調動起社區居民的自組織能力，更不能稱之為有韌性的治理模式。追其根本原因則在于公眾參與不足導致的社區精神匱乏，難以形成守望互助的鄰里關系。借助虛擬地理信息系統搭建基于社區管理者(社區規劃師)視角的社區綜合管理平臺則用以推進民主自治的社區治理模式，應用途徑在于：

1)通過社區交流平臺收集每位居民發布的信息，并實時分享，提升居民的公共意識，促進對社區管理監督的參與意識，調動居民的自組織力量；2)通過虛擬地理信息系統構建的模擬災害，通過沉浸式體驗訓練管理隊伍在面對災害時的應急反應，以及加強居民防災抗災教育；3)通過物聯網技術與安防設備形成日常社區安全防護體系。

5 結語

全球化、流動性增強、城市群發揮主體作用是世界城市發展的大趨勢，人口聚集發展對社區規劃提出了更高的要求。隨著虛擬地理信息系統的不斷升級完善，對于社區發展中不斷出現的問題提供了解決途徑，新興智能技術為我們未來宜居、可持續、更多人本關懷的社區愿景創造了無限可能。