龙瀛：城市人工智能及其规划应用机遇

导读

8月29-31日，2025中国城市规划年会在沈阳召开。在全体大会上，中国城市规划学会城市规划新技术应用专业委员会副主任委员、清华大学建筑学院长聘教授龙瀛作题为《城市人工智能及其规划应用机遇》的报告。龙瀛教授分析了人工智能在提升城市数据分析能力、重塑城市空间结构以及赋能规划设计与治理等方面的多重机遇，强调人工智能并非替代规划师的创造力，而是作为增强与赋能工具，助力实现更高质量的城市发展与人民美好生活。

龙瀛  中国城市规划学会城市规划新技术应用专业委员会副主任委员、清华大学建筑学院长聘教授

1 人工智能的内涵

近年来，人工智能在全球范围内受到高度关注，被普遍视为第四次工业革命的核心技术之一。对于城市规划与城市研究而言，人工智能的兴起意味着方法论、研究对象和实践路径都将发生深刻转变。

过去十年是城市研究中大数据应用的重要发展阶段。规划师与研究者通过遥感影像、无人机空中采集、地面主动扫描、社会智能感知等多种方式，持续积累城市数据。这些数据为宏观、中观和微观不同尺度的城市分析提供了基础，使规划工作能够更好地理解现状、开展整合、进行诊断。与此同时，学界出版了相关专著与教材，总结了大数据方法在城市研究中的理论与应用。这一阶段的工作虽然在对城市科学发展和对城市规划支撑方面成效显著，但因为数据覆盖范围、实效性、分辨率和针对性方面的限制，制约了存量更新时代的城市体检和城市更新等规划业务的支持，以及城市设计、人本尺度城市规律的揭示。

人工智能的兴起标志着研究范式的转型。人工智能并非新鲜概念，其定义可追溯到20世纪50年代，早于许多在座听众的出生。它被界定为一系列使计算机能够执行高级功能的技术。早期的人工智能包括推理、遗传算法、专家系统等形式，中国在上世纪也曾组织过人工智能相关模块如“专家系统”的培训与研究。然而，这些早期成果并未在当时引发广泛的城市研究与规划有效应用和社会变革。

新一代人工智能之所以受到高度重视，是因为其能力已远超以往，呈现出三个重要特征。首先，它完成了从“理解”到“创造”的跨越。人工智能不再仅仅帮助研究者识别和分析数据，而是能够生成新的文本、图像、视频，乃至规划初步方案。其次，它具备多模态能力，能够同时处理声音、图像、视频与文本多种格式的数据，并通过整合形成新的成果，甚至出现数字人等全新应用。第三，它能够驱动硬件，赋能无人机、地面机器人和各类自动化系统，推动物理空间和生产方式的改变。这些特征使人工智能成为第四次工业革命的基础，因而常被称为“智能革命”。

在探讨人工智能与城市研究关系之前，有必要对“城市人工智能”作出一个较为明确的界定。个人认为，城市人工智能既包括以算法、模型为核心的软件形式，也包括由人工智能驱动的机器人和物联网等硬件形态。二者相辅相成，共同作用于城市运行机制与空间治理。它不仅能够推动城市研究方法的进步，还将在重构城市空间与市民生活方式、以及创造未来城市基础设施等方面展现出巨大潜力。这种潜力既面向当下的城市科学家、规划师和设计师，也面向未来更广泛的市民和城市实践者。同时，这一定义并不局限于城市范畴，其理论框架与方法路径同样适用于乡村研究与乡村空间重构。由此，城市人工智能具有一个显著特征，即同时涵盖软件与硬件两个维度，并在方法论、本体论与实践论三个层面为城市规划学科与城市系统研究提供支撑。

2 用新一代人工智能研究城市

城市研究以坚实而全面的城市数据为基础。当今不断演进的城市数据包括空中、地面以及社会感知各个维度。新一代人工智能的出现，正在重塑城市数据的采集方式，涵盖从各类机器人和传感器采集的数据，到由人工智能生成的数据。这些能力使得对城市实时、高分辨率的观测成为可能。各类由人工智能驱动的硬件设备已广泛用于城市数据采集。它们能够进入传统方法难以抵达的区域，并减少人工操作成本，从而在更大时空范围内提供更精准、大规模和多模态的数据。例如搭载环境传感器和自动化系统的车辆会在穿行城市的过程中持续记录交通、噪声和街景等信息。同时，由生成式人工智能创造的内容也逐渐成为城市数据生态的一部分。越来越多的个人和企业正在利用各类大型模型（如 ChatGPT）生成网络内容，从商店评价、服务反馈到社交媒体帖子。研究者随后可能借助类似的人工智能工具对这些内容进行分析。这一过程形成了新的反馈循环：新一代人工智能既是数据的生产者，也是数据的解释者。

在研究方法层面，人工智能正在显著拓展城市研究的可能性。传统的大数据方法往往依赖深度学习和计算机视觉，需要通过大量标注来训练模型，从而完成特定的识别或分类任务。这种方式不仅耗费大量人力，也难以满足复杂研究的需求。而新一代人工智能，尤其是多模态大模型，则具备更为灵活和高效的能力，可以在零样本或少样本条件下完成高精度识别和分析。

图像数据的处理便是一个典型案例。早期的研究团队尝试基于遥感和街景影像，建立涵盖全国城市建筑高度、轮廓、年代与功能的数据库。这需要大量标注和人工参与。随着研究深入，有学者提出应增加建筑材料与结构类型的识别，例如混凝土、砖石或土结构。传统方法在这一点上显得困难重重，但进入人工智能新阶段后，研究者可以直接调用多模态预训练模型。这些模型已学习了全球范围内的建筑图像，能够在少量标注的情况下迅速实现建筑结构识别，准确度极高。

文本数据的处理同样如此。例如，在社区开发的研究中，相关企业希望获取未来小区的设计方向。研究者虽然无法预测未来，但可以通过人工智能手段分析现有的优秀案例。具体而言，研究团队下载了一万三千余篇关于居住区的案例文章，并借助多模态大模型逐篇提问，从中提炼出优秀的设计手法与策略。这种非结构化文本的处理在传统方法下几乎难以完成，而人工智能则为其提供了全新的路径。

这些案例表明，人工智能不仅在效率上提升了研究能力，更在深度和广度上拓展了城市数据的使用边界。它使规划师能够更全面地诊断城市，更精细地把握人本尺度的问题，从而更好地支持城市更新与空间优化。正因如此，有学者将数据比作“稻米”，而人工智能则如同“电饭煲”，能够将海量的原始数据烹饪成可供使用的知识成果。

在方法论层面，人工智能的应用带来三方面的机遇。其一，未来的城市空间数据的精度更高、覆盖更广、时效性更强，几乎可遍布城市角落。其二，大规模非结构化数据的分析将成为常态，使研究者能够突破传统表格数据的限制。其三，学习与应用的门槛有所降低，从复杂的深度学习训练转变为与大模型的交互，规划师可以将更多精力放在对城市问题的认识与解决上。这些转变预示着城市科学和城市规划将在智能时代迎来更繁荣的发展。

3 新一代人工智能重塑城市

除了在研究方法上的突破，人工智能更深刻的影响体现在对城市空间本体的重塑。作为软件，人工智能的算法、框架、平台和系统能够基于个体偏好与行为，提供定制化服务、自动化决策与流程优化，从而实现更个性化、实时化的城市体验。作为硬件，人工智能驱动的机器人和物联网设备将人工智能的触角延伸至物理环境，直接与城市居民和基础设施进行交互。这些转变正在越来越多地反映在生产模式和日常城市生活的演变中。可以说，一代新的城市形态正在生成，实体空间与虚拟空间的交互日益频繁，表现为替代、补充与增强等多重关系，进而推动了居住、工作、休闲与交通方式的深刻转变。

学界普遍认为，第四次工业革命对城市的影响多为“软性转型”，即更多体现在运行方式和生活方式的更新，而非像前三次工业革命那样直接带来“更高、更大、更广”的物质空间扩张。相较于电梯发明、交通创新带来的物质形态巨变，当下的智能革命更强调对城市运行逻辑的深度重构。例如远程办公、在线医疗与虚拟娱乐的普及，导致办公楼、公共设施与零售空间出现空置。这些空间在人工智能影响下，经历了由新用户需求驱动的功能适应，并逐渐转型为新的使用类型，如共享办公中心与即时配送仓库。这类转型并非通过大拆大建重构实现，而是通过个体行为演变引发的空间功能重组，悄然改变了城市空间的运行逻辑。

从另一角度看，人工智能也在改变城市空间的物质形态。生产与生活方式的变革，加之空间效率的提升，降低了对严格功能分区的需求，使边界日益模糊。城市空间正变得越来越灵活、混合与去中心化。例如，传统的集中式办公区正逐渐被去中心化与灵活性空间所取代，以适应远程与混合办公的需求，并催生出生活、工作与服务空间之间的过渡性空间。人工智能驱动的服务机器人、无人配送设备与环境传感终端的大规模部署，已在城市内部形成了密集的物理节点网络。作为城市运作不可或缺的单元，它们改变了空间组织的尺度、形态与模式，加速了城市从功能分区体系向服务一体化系统的转型。

在这一背景下，国际上已有多个实验室关注智能技术对生活方式和空间组织的影响，例如围绕无人驾驶、自动配送、机器人与就业空间的混合使用等展开研究。在中国大陆，也有若干学术团队持续投入研究。南京大学团队长期研究建筑信息通信技术对空间结构的影响；同济大学、北京大学等团队关注虚实空间与15分钟生活圈的线上线下协同；中山大学与东南大学团队则探讨无人工厂和“机器换人”等议题，涉及电动汽车、建筑机器人、低空经济等前沿方向。这些研究共同指向一个趋势：城市外观可能保持稳定，但其内部机理和功能正在经历重大重构，从而导致功能错位和空间空置等过渡现象。

研究团队与腾讯研究院合作，每两年发布一次关于智能革命对城市空间影响的报告《WeSpace》，总结全球范围内的典型案例与趋势。这些成果表明，人工智能已深度嵌入城市运行机制，并在持续重塑空间格局。其中，人工智能对城市休闲与消费空间的改造尤为显著。传统商业理论强调物质空间中的区位价值，而当下休闲与消费的发生方式已被深刻改变。社交媒体与平台经济推动了消费活动从“线下发现”转向“线上种草、线下体验”，由此带动了城市中弱势区位的重新利用与发展。这类消费空间呈现“向上、向外、向内”渗透的趋势，扩展到楼宇和内部空间，形成了新的城市活力。相关研究成果近期已发表于权威期刊Nature Cities并被选为封面文章。

4 利用新一代人工智能创造未来城市

在实践方面，城市规划长期以来追求效率和创造力提升，经历了从规则驱动到数据驱动的发展阶段。早期的CAD、DSS、GIS和PSS，以及形式文法、元胞自动机、多智能体模型等方法，奠定了规则驱动基础。近年来，大数据与人工智能推动规划进入数据驱动阶段。新一代人工智能中的生成式人工智能通过GAN、扩散模型和大语言模型等技术开辟了新机遇，尤其是LLMs的出现使规划设计迈入智能化阶段，在规划过程中被越来越广泛地应用于方案的生成、模拟与评估。新一代人工智能可以生成包括街道网络、土地地块、建筑布局、景观设计和三维城市建模等多种城市规划和设计要素；此外，还推动了城市模拟的发展，与依赖固定规则的传统模型相比，基于大语言模型的模拟能够表达更丰富、可解释的空间动态和个体行为；新一代人工智能也可以辅助方案与规划文件评估，可同时提供定量与定性的可行性、可持续性及社会影响分析。

值得注意的是，当前人工智能在规划与设计中的应用虽已出现自动化生成方案，但业内普遍认为，其核心价值更多体现在过程优化，而非完全的生成替代。规划设计工作本质上是一项高度创意性和复杂性的劳动，因此更难以被人工智能取代。同样地，在体力劳动领域，越是复杂的任务，越不容易被机器人完全替代。这一判断表明，人工智能在实践层面更应被视为增强与赋能的工具，而非直接替代的力量。

此外，人工智能正逐步成为城市的“硬件”。新一代人工智能正通过与物联网、传感器和智能交互媒介的结合，逐步成为一种新的城市基础设施。嵌入公共空间和建筑的智能系统通过物联网组件实现对环境与行为的实时感知。同时，屏幕、触摸显示器和语音终端等交互界面促进人机互动，将城市空间转变为交互性和参与性的环境。这些智能化城市硬件推动了空间的适应与自我调节，使环境能够响应即时的使用需求，同时创造出新的空间体验。作为另一类重要的城市硬件，人工智能驱动的机器人也正越来越多地嵌入城市日常运作之中。从配送、巡检到清洁、引导和安防。它们不仅承担了以前由人类完成的功能性任务，还通过机动性与响应性提升了城市的韧性和智能水平。

新一代人工智能也日益发挥着“人类硬件”的作用，增强人类的感知、认知和身体能力。通过“人–环–机”系统的协同耦合，即整合个体特征与需求、空间条件和智能设备，人工智能正在逐步重塑城市空间的可达性与适应性。可穿戴设备、增强现实辅助工具、语音交互终端等技术已被广泛用于支持不同群体的出行与日常活动。例如，配备跌倒监测和定位功能的智能手环能够自动发出紧急警报；结合空间语义数据的增强现实眼镜可以为视障人群提供导航和环境感知。同时，人工智能作为人类硬件的有效应用，要求空间环境适应机器导向的需求。例如，爬坡机器人需要坡度保持在安全范围内，配送机器人则依赖于连续、平坦且嵌入导航提示的路径。因此，城市空间不能再仅以人体尺度为唯一依据，而必须同时考虑机器的运行逻辑，从而形成兼容、响应、人机共生的空间系统。

在现实中，北京及中国其他城市已成为智能革命影响下的前沿实验场。以天通苑、中关村为例，大量楼宇与塔楼的空间功能已通过改造焕发新生，为未来的规划师与设计师提供了广阔机遇。同时，智能革命与城市治理共同推动了城市空间的再造，并为城市更新提供了新的契机。低空经济、无人驾驶、无人工厂与灯塔工厂等新兴场景快速涌现，对设计导则和规划规范的重塑提出了迫切要求。可以预见，未来相当部分的规划业务将围绕智能革命展开。

5 结语与展望

综上所述，人工智能在城市规划与研究中的作用可归纳为三个层面。其一，在方法论层面，它使研究者能够更高效、更深入地分析城市数据，特别是非结构化文本与图像，从而为城市诊断与更新提供更为有效的工具。其二，在本体论层面，它推动了社会空间与物质空间的以软性为主的重构（soft transformation），改变了人们的生活方式与城市空间逻辑。其三，在实践论层面，它为规划师提供了新的路径，包括生成式方案探索、数字化空间创新以及人机协作的多样模式。

当下，中国城市正处于一个关键的历史节点。一方面，城市发展已进入更新与转型为主的阶段；另一方面，智能革命正在全面展开。这种双重背景使得城市人工智能不仅是学术研究的新方向，更是国家战略需求的重要回应。城市科学与规划学科在未来也将注定在这两种背景的加持下，迎来更高质量的发展。城市人工智能作为新兴的研究与实践模式，既回应了现实问题，又为未来城市描绘了新的蓝图。在这个充满机遇与挑战的时代，规划学界和业界需要共同探索如何拥抱和利用新一代人工智能技术，更好地服务于城市高质量发展和人民美好生活的实现。

*根据现场报告整理，已经专家审阅。整理人：邵佳、王睿、陈骁