电脑及时空分析
林峰田
国立台湾大学建筑与城乡研究所 教授兼所长
内容
前言 计量方法 地理资讯系统 人工智能及相关研究 复杂系统 类生命科学方法 模拟 结论
前言
电脑: 从资料搜集,建档,查询 到空间分析 资讯科学,系统科学与空间规划理论的 对话
计量方法
1950年代,随电脑问世而兴起 以统计方法来建构其线性或非线性数学结构关 系,从而分析,解释历史或现况资料,预测其 未来发展趋势 结合了系统控制学(cybernetics)及动态系统 分析(dynamic system analysis)方法 应用於人口,产业,土地使用,交通运输,公 共设施配置,地价(租)等方面的研究 在1970年代开始受到强烈质疑
– 理性规划的挽歌 – 工具理性 v.s. 目的理性 – 科学主义 科学精神
地理资讯系统
1980年代末期逐渐成熟并持续发展中 与网际网路,无线通讯,行动式电脑等 技术结合,提供空间资料输入,前置处 理,空间分析,地图输出等功能 目前多以支援「都市计画行政作业」为 主, 「辅助规划空间分析」相对较少
空间分析功能
空间统计,坡度,坡向,等高线,集水 区分析,叠合分析(overlaying),环域分 析(buffering),通视分析(visibility),路网 分析(network analysis),领域分析 (Voronoii analysis),不规则三角网分析 (TIN)…等 如何与传统的计量模型,新的资讯科学 和系统理论相结合
规划设计问题
规划设计的创意与智慧 工程问题: 严谨定义的问题 最佳(适)解 规划设计问题: 模糊不清,矛盾丛生,随 时更改,歧(多)义,方(答)案超越设计条 件,永无止境 智慧的本质是什麼
– 知识如何表述 如何推论
人工智能及相关研究
人工智能: 1960年代有关对人类思考能力之研究
– 知识表达,思考推理,解答搜寻方法,自然语言,人工 智能语言,视觉辨识,机器学习 – 人类下棋,定理证明,感官知觉,读报
把问题的求解化成寻找答案的过程,从而发展出 「排序」(sorting),「决策树」(decision tree), 「深度优先搜寻」(depth-first searching),「广度 优先搜寻」(breadth-first searching),「经验直觉法 则」(heuristic function),「型态辨识」(pattern recognition)等技巧
 「智能」不再是一种虚无飘渺,来去无踪, 不可捉摸的东西;一旦掌握了问题或现象 的内在结构,藉著适当的知识表达方式, 配合上搜寻的技巧,电脑便可以表现得相 当有智能,甚至於在某些方面还胜於人类. 人工智能系统和人类的外在决策行为即使 类似,但是前者的知识结构和后者的心智 结构并不见得要相同. 电脑辅助规划系统的内在知识结构并不见 得要仿造人类的心智模式才行,重点反而 是在於能洞察出问题的内在结构规律.
 符号逻辑(symbolic logic)
– 「命题逻辑」(propositional logic) – 「一阶演绎逻辑」(first order deductive logic)
专家系统(expert systems)
– 「知识库」(knowledge base),「规则库」 (rule base),「推理器」(reasoning engine), 及「使用者界面」(user interface)
模糊逻辑(fuzzy logic)
– 模糊集合理论(fuzzy set theory) + 传统逻辑 – 模糊集合与机率
 传统逻辑以演绎法为基础
– 如果接受了设基(axiom),那麼演绎而得的推论也必 然正确. – 演绎出来的推论,其实都是原本便蕴含在设基里的 知识.演绎法并没有办法让系统获得新的知识或者 创见.

归纳法(induction) 设证法(abduction) 类比法(analogy) 案例式推理(Case Based Reasoning, CBR)
– 利用经验法则,以建立检索指标的方式,让使用者 在遇到问题时,从案例库中撷取适当的案例经验, 做必要的修正后,即可得到相当满意的答案
复杂系统
1970年代中期,发现「混沌」(chaos)现象 Mandelbrot (1982)发现自然界的许多事物 在不同尺度下存在著自我相似的现象,从 而发展出了「碎形几何」(fractal geometry) ,「碎形维度」(fractal dimension)等观念 自组织现象(self-organization)

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