2024年度规划科技进步奖一等奖 | 基于权益协同的城乡土地利用与空间优化关键技术|城市规划|科技进步奖

导读

2024年度中国城市规划学会科技进步奖共评选出授奖项目26项，其中一等奖4项、二等奖7项、三等奖15项。一批优质规划科创成果脱颖而出，充分彰显了行业前沿研究实力与实践创新水平。“中国城市规划”微信公众号将陆续推送各获奖项目的详细内容，全方位展示优秀成果，敬请持续关注！

本文字数：3739字

阅读时间：12分钟

主要完成人：田莉，郑筱津，王晨跃，夏菁，谭纵波，冯长春，袁奇峰，林文棋，林雨铭，黄安，祁帆，于江浩，汪淳，余婷，刘晨

主要完成单位：清华大学，北京清华同衡规划设计研究院有限公司，北京大学，华南理工大学

PART 01

一、项目背景

作为拥有 14 亿以上人口的城镇化大国，我国以全球9% 的耕地、6% 的淡水资源，承载了近20% 世界人口的粮食供给与用水保障重任。国土空间规划统筹经济、社会、生态等多重发展目标，是推动高质量发展的基础性、战略性支撑。但传统蓝图式规划模式存在明显局限：往往忽视土地发展权与规划管控权的均衡匹配，造成区域之间、城乡之间、流域上下游以及生态保护区、历史文化保护区发展失衡；土地增值收益分配机制不完善，易引发多方利益冲突；规划编制多囿于 “行政主导 + 技术推演” 逻辑，缺少权益协调、共建共享与补偿的制度设计，致使规划落地性不足、实施阻力突出。

上述困境根源在于三大核心瓶颈：一是权益测度技术滞后，土地发展权与增值潜力难以精准评估；二是权益调控工具刚性有余而弹性不足；三是决策支持系统薄弱，面对多维度、多尺度、多主体权益诉求复杂交织，主要依赖专家经验科学性不足。

针对上述瓶颈，本项目聚焦“权益—空间—治理”互馈机制，构建土地权益测度与调控模型、多主体协同仿真平台和智能决策支持系统。理论框架上，研究创新性提出“场域—权能”城乡土地利用理论，技术方法上，开发土地利用“形态—权益—功能”三层次评估、空间权益调控等关键技术，以及城乡土地利用优化模拟决策系统，并开展多项实践应用，为国土空间治理提供创新方案。

PART 02

二、主要科学技术内容

和科技创新点

理论框架上，基于全球165国30年实证数据，面向联合国SDG要求，项目构建了“法律渊源-产权安全-主体行为”互嵌的土地利用理论模型，揭示法律渊源对产权安全及土地利用的影响，成果发表于《自然·通讯》与《比较》，并获国家自然科学基金委专题报道。结合我国央地关系与规划治理体系，研究提出“两场域-两权能”的城乡空间优化理论。场域维度，体制场域聚焦央地纵向权力配置，以土地规划权的弹性适配机制解决规划刚性与地方自主的矛盾；社会场域通过土地发展权的市场化配置与契约化交易，构建“政府-市场-集体/个体”横向协同网络。权能维度，形成“规划权—发展权”平衡路径，建立“指标生成-价值评估-市场交易-收益分配”全流程规则，推动空间治理由刚性管控向弹性治理转型。

图2 “两场域-两权能”的土地利用理论分析框架

针对传统规划依赖经验、科学性不足的问题，开发三类关键技术。

土地利用“形态—权益—功能”三层次评估体系

形态评估首创“九宫格”混杂度评估，在延续用地性质、边界等物理指标的同时，创新构建包括破碎度指数、九宫格混杂度在内的土地权益评价指标体系，突破“看地不看权”局限。权益评价形成“三宜”评价矩阵：主体适宜性量化不同群体空间权益诉求，用地适宜性评价三生空间，产权适宜性通过混杂度、正规度和破碎度评估空间重构难度，支撑规划向实施型转型。功能诊断构建“发展动力-底线约束-权益协同”三维矩阵与耦合诊断框架，破解复合功能区最优指向判别难题。

空间权益调控技术

刚弹结合的“影子指标”技术以主体功能区县为单元，将抽象空间权益量化为可交易指标，设计指标交易池，允许用地指标在生态保护区与城镇发展区间跨区交易或区内复垦置换，建立“指标定价—交易规则—收益分配”全链条机制，赋予地方与市场主体更大自主权，突破传统规划弹性不足的局限。

图3 城市化地区与限禁区影子指标交易示意图

SDES多主体空间权益调控模型基于“政府-市场-集体-公众”四维主体动态耦合，通过函数模拟主体行为、空间系统与政策时序的非线性交互，并构建四象限“成本—收益”决策矩阵，筛选最优干预方案，促进治理从经验主导向科学决策转型。

城乡土地利用与空间优化模拟决策系统

参与式城市更新多主体平台采用“线上+线下”协同，通过PC端与APP端差异化交互及第三方组织赋能，解决信息不对称与弱势群体参与困境，打破政府主导的单向决策模式，推动空间权益治理由封闭决策向数据驱动的开放共治转型。

“专家知识+AI智能”协同决策系统以生成式AI空间数据底板为基础，支撑千万量级多模态推演；融合专家知识、深度强化学习与“人在回路”人机协作优化，搭建“规划干预→空间调整→模拟推演”动态决策框架，全面提升政策推演效率、精准度与可解释性。

图4 “专家知识+人工智能”协同的动态决策系统

PART 03

三、推广应用情况

和应用前景

本项目应用成效体现在三个层面。在国家层面，研究成果获中央及部委领导批示、国家部委政策采纳共11项，为国土空间格局优化与生态保护策略提供决策支持。在地方层面，技术成果广泛应用于北京、广州、厦门等城市，推动出台行业标准5项，并转化为10余城市的地方规划建设导则，助力城镇空间结构优化与空间治理闭环形成。在平台应用层面，研发的空间规划治理决策支撑平台融合AI技术，提供从数据收集、模拟推演到决策支持的全流程服务，应用于北京、上海、溧阳等项目。相关理论与关键技术为国土空间规划编制创新与土地集约利用提供重要借鉴，优化完善了地方政策法规与规划导则，产生显著社会经济持续效益。

PART 04

四、经济社会效益

本项目成果应用于全国21省67市县，经济效益显著。研究支撑区域均衡发展，大幅提升规划行业智能化与科学化水平。成果推动城乡规划学科向“空间-社会-经济-环境”综合效益协同范式转型：创新“空间权益”理论框架与“场域-权能”模型，研发SDES系统、多智能体建模与深度学习算法，实现城市复杂系统动态仿真与分钟级情景推演，在Nature子刊等顶刊发文，并获ISOCARP等国际奖项。实践层面，多项研究在土地规划、城市更新等领域支撑政府决策，社会与生态效益显著。技术赋能方面，城市更新协商平台与AI赋能的“模拟+决策”体系实现多主体动态仿真与权益共治。

PART 05

五、知识产权情况

及他人评价

研究团队基于“场域-权能”理论与城乡空间优化决策支持系统，成果在国际学界影响显著，发表于Nature Communications、Nature Computational Science、The Innovation等顶刊。团队在《城市规划》《城市规划学刊》《中国土地科学》等城市与土地领域国内核心期刊发表学术论文200余篇，出版中文著作20部。基于三大关键技术申报10项发明专利、23项软件著作权。

相关成果在IJURR、Land Use Policy、Cities等顶刊发表论文80余篇，出版英文专著2部，系统阐释“空间规划治理中国模式”，引发国际广泛关注。成果获UCLA、MIT、UC Berkeley等校学者引用，成为印度理工学院、德黑兰大学等发展中国家的参考文献。专著《Peri-Urban China》由劳德里奇Routledge出版，获国际城市与区域师学会ISOCARP Gerd Albers最佳论著奖特别提名，评委会认为其为高密度发展中国家提供了深刻认知，推动了中国经验与全球治理对话。

综上所述，本项目直面我国国土空间规划中“权益—空间—治理”协同不足的根本性难题，以权益协同为核心突破口，系统构建了“两场域—两权能”土地利用理论框架，自主研发了“形态—权益—功能”三层次评估、刚弹结合影子指标调控、SDES多主体模拟以及“专家知识+AI智能”协同决策等关键技术，形成了从理论创新、技术突破到平台落地与政策转化的完整创新链条。成果获中央及部委采纳、国际学术界高度认可，充分证明了我国在空间治理领域的自主创新能力和实践引领力。

面向未来，我们相信，以权益协同为内核、以人工智能为驱动、以系统治理为目标的国土空间优化范式，必将为构建人与自然和谐共生的现代化格局、实现高质量发展与共同富裕提供坚实支撑。

供稿人