| 成果名称: | 基于文化进化算法的民族乡土聚落更新规划评估研究——以侗族为例 |
| 完成单位: | 广州大学 |
| 主要人员: | 蔡凌、邓毅、吴昱、户媛、庞玥、宋彦红、林雨 |
| 介绍: | 1.课题来源与背景：具有鲜明文化特征的民族乡土聚落是少数民族地区城乡体系的重要组成部分，对少数民族的社会、文化、经济发展具有不可替代的重要意义。进入现代社会发展时期后，民族乡土聚落普遍表现出面对现代社会、经济发展要求的不适应以及超常快速转型。以侗族为例，近年来无论在聚落自发更新或有计划更新过程中，都出现了侗族乡土聚落原有民族物质文化属性异化、衰减甚至丧失的现象。民族物质文化特征的传承已成为民族乡土聚落在当代更新与发展面临的重要问题。聚落更新规划是立足于"社会-产业-空间"三位一体发展策略的动态规划，对规划成果的评价必须具有前瞻性和预期性。目前，民族乡土聚落更新规划方案的评价主要采取方案评审这种主观评价方式进行。受限制于制约因素复杂多样、评审个体认知程度差异以及缺乏相对统一的评价尺度等原因，方案评审对规划设计涉及的民族物质文化传承问题难以给出明确的、可比较的结论，对方案的评估选择和决策缺乏科学、准确的数据支持，对进一步优化方案、有效的提高文化传承性难以进行有针对性的引导。因此，针对民族乡土聚落更新规划中的民族物质文化特征传承这一核心命题，将城乡规划学、建筑学与信息科学、社会学、民族学的相关理论与研究成果结合起来，探索更科学和客观的评价方法非常必要。 2.技术原理与性能指标： 1）应用模因理论指导数据采集分析，实现乡土聚落物质文化特征的提取和数字化表达。通过田野调查、测绘和资料收集，对侗文化圈区域内的既有乡土聚落和建筑进行基础数据采集，在此基础上分析总结侗族乡土聚落物质文化特征的整体空间分布规律及表达模式。应用模因信息图示理论和模因符号理论对区域、村落、建筑等不同尺度的聚落物质文化特征进行提炼、简化和归类，建立便于编码表达的聚落模因库。 2）应用文化进化算法框架建立聚落模因演化评估模型。根据文化进化算法框架分析乡土聚落文化特征的构成要素，确定进行模拟计算的算法要素及其在规划设计中的具体含义。通过乡土聚落的系统分析，明确参与聚落模因进化计算的个体构造方法、编码方法、约束条件和进化规则，即可建立乡土聚落物质文化特征发展演变的评估模型。 3）计算机图形处理技术结合评价导则来进行规划成果中评估算法参数的转换。本项目研究的是对规划设计方案的评估，规划设计成果本身包含矢量化的电子图形文件。评估模型需要的参数，涉及空间尺度和形态的可以从设计成果中直接提取；涉及具有特殊意义的符号或图形模式的，可以根据聚落模因库建立专门的模式数据库，评估时只需参照模式数据库从成果文件中进行图式数据的分类、提取，即可运用计算机图形处理技术定量化地赋予参数值。 3.技术的创新性与先进性：结合乡土聚落的系统特征，首次提出以文化进化算法为基础，以聚落模因为介质建立评估标准和评估模型，将乡土聚落更新的文化传承问题转化为规划方案约束下聚落模因进化的最优解问题，建立了一种评估结果具有明确意义的量化评估体系，增强了评估的科学基础和评估结果的可信度，在研究方法上有创新。 4.技术的成熟程度，适用范围和安全性（可行性分析）：本项目的研究采用了基于文化进化算法框架的分析和建模方法。文化进化算法与一般进化算法的区别在于它把社会生物学与计算机科学的方法相融合，其基本框架的设计模拟了文化进化过程，与本项目研究的乡土聚落物质文化的演进方式在逻辑上有高度的一致性。同时，文化进化算法的进化规则并不是固定的，而是根据研究的对象制定，从而使得建筑和规划设计的专业知识可以导入算法中，使模型和算法更符合实际。文化进化算法近年来图像处理、模式识别等领域的成功应用以及在建筑设计方面的探索性应用都证明了这一算法的专业适应性。因此本项目研究方法的选择在逻辑上是合理的、自洽的，有相关的理论支撑和实践检验，本项目的研究方法和技术路线是可行的。 5.应用情况及存在的问题：本研究证实了文化进化算法应用于乡土聚落更新规划方案的物质文化传承效果评估的可能性，建立了以求解约束条件下的多目标最优解为核心的评估体系并初步验证了其实用性。基本达到了预期目标。研究工作的难点在于：①目前聚落模因库的建立，其基础数据集中在民族文化特征突出的南部侗族聚居区，实地调研和测绘工作还有待向北部侗族聚居区拓展，以完善聚落模因的采集；②较高层级如村落、聚落层级的模因编码，有赖于计算机数据挖掘，还需要进一步完善信念空间的更新函数与影响函数；③实证研究已初步表明，现有指标体系适合同规模同类型项目的评估，但各指标在不同规模和不同类型项目的评价中发挥的作用不均衡。评估指标体系有针对不同规模和特定类型进行细化的必要性，但对研究时间和实测样本数量要求很高。 进一步研究的建议和设想：研究评估可适应于不同区域、规模的评估指标体系，强化算法的全局搜索能力；研究聚落模因库的数据采集、数据分析和数据转化，完善评估算法。 |
| 批准登记号: | 粤科成登（2）字【2019】0013 |
| 登记日期: | 2018-11-13 |
| 研究起止时间: | 2013.01 至2015.12 |
| 所属行业: | 建筑业 |
| 所属高新技术类别: | |
| 评价单位名称: | 国家自然科学基金委员会工程与材料科学部 |
| 评价日期: | 2016.03.21 |
