“如何科学管理城市”这个难题一直挑战着每一位城市管理者。身处云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术飞速发展的大环境下，创新管理理念，推动智慧城市建设显得尤为重要。
过去十年来，武汉市自然资源和规划局常思进取、敢于创新，在规划管理一张图、智慧武汉时空信息平台、武汉智慧交通大脑、武汉城市仿真实验室等领域不断寻求突破，以推动城市现代化治理能力升级。
作为全市自然资源和规划信息化的支撑单位，武汉市自然资源和规划信息中心一直致力于探究智慧城市建设。为解决城市规划“多头打架”的问题，2010年，在数字武汉空间数据基础设施基础上建立的国土规划一张图系统正式上线，5年后“公众版”上线。“规划一张图”并非是一张，而是近3000张图层层覆盖，涵盖了基础地理、规划编制、管理审批等9大类信息资源，是武汉率先开展的“多规合一”的尝试。
数字化让武汉规划管理迅速上了一个台阶。过去因不同部门依据各种需要编制了各专项规划，彼此孤立，常会出现一块地被重复规划的尴尬局面。“规划一张图”运行后，所有项目必须符合“一张图”控制的土地属性、用地边界和相关指标要求，同时公众版“一张图”让规划晒在阳光下，一切有章可循，城市规划变得有条不紊。
感受到数字化的便捷，武汉自然资源和规划部门在智慧城市建设上突飞猛进。2013年被列为全国首批“智慧城市时空信息云平台”试点城市，基础数据可实现随城市变化而自动更新；2017年，中国首个智能交通信息化项目落户武汉，通过“出行透视”“决策推演”等仿真技术，为武汉交通装上“最强大脑”；2019年又获批全国首个新型基础测绘建设试点项目，结合新兴的北斗导航定位手段，对基础地理信息精准测量。
在多年实践基础上，武汉自然资源和规划部门又提出大胆设想——研发武汉城市仿真实验室。通过海量数据建立武汉城市仿真实验室，对城市生命体征开展量化分析研究，分专项用数据监测城市运行状态，有了武汉城市仿真实验室这个城市“仪表盘”，在规划决策之前可以在电脑上将建设方案提前预演一遍，避免因决策失误造成重大损失。
这是一项全新的探索，在国际上也是首次尝试，没有可对标、可借鉴的案例。武汉自然资源和规划部门边研究、边建设、边应用，经过5年的艰辛探索，武汉城市仿真实验室已在精准感知城市运行状态、对城市进行实时体检、提前预判内涝等城市风险、“机器代人”审查规划方案等方面实现了重大突破。以机器人审图为例，“铁面”机器人可在5分钟内完成10万平方米建筑规划方案的审查，而过去这需要一周的时间。
如今武汉城市仿真实验室已运用在城市体检、城市更新、控规升级等多个重要项目中。城市规划也从早期的规划师手拿一张地图实地勘测，到如今把城市作为整体研究对象进行反复规划、模拟实验，这是当今建设智慧城市的需要，也体现了精细化城市管理，加强科技创新的新时代要求。
自然资源和规划大数据建设
武汉市自然资源和规划局作为全市空间信息资源的主管部门、全市智慧城市建设的重要支撑部门，一直本着“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的理念不断深耕，推进国土空间大数据的建设。经过多年的建设，初步整合了自然资源、空间规划、社会经济3大领域数据，共14大类、164中类、1462小类、2000多层的基础数据资源；涵盖了人口专题、建筑专题、公服专题、不动产专题等多个可扩展的数据专题；通过人口空间分布、人口空间集聚、设施可达性分析、设施规模预警等模型，挖掘形成多个模型知识库。在此基础上，开展了人口时空分析、时空房屋分析、不动产专题分析、公共服务设施承载力分析等专项应用分析和研究工作，为规划编制、行政审批提供科学依据，为自然资源量化分析和城市体检评估提供支撑。
公众版规划“一张图”截屏页面。
武汉规划管理“一张图”是以基础地理信息、规划审批信息和用地现状信息为基础，以控制性详细规划和乡（镇）级土地利用规划层面为核心，系统整合各层次、各专项规划成果，具备动态更新机制的信息共享管理平台，是规划编制成果转化为规划管理法定依据的主要技术平台。
2010年9月“一张图”正式运行，作为我市规划统一管理权威平台，有效解决了长期以来困扰规划管理的“多头规划”、编管工作脱节等实际问题。至2015年，“一张图”实现自我良性循环，服务范围开始向外拓展。同年8月，公众版“一张图”正式上线，将“专家们的规划”变成“市民们的规划”，上线当天访问量就达到13.9万人次。
2018年8月，全国首创公众版“一张图”微信平台上线，上海、北京等多地规划管理部门赴武汉市自然资源和规划局考察学习，中国城市规划协会也以“又走在前头，武汉规划一张图有板眼”为题进行了推介。面向市直部门方面，2016年创建公务版“一张图”，着力构建与相关职能部门、各区政府（管委会）之间的信息共建、共享与共管机制，有力推动了各部门“空间共管、业务共商”，并于2018年升级为武汉市“多规合一”业务协同平台，在武汉市用地及空间建设的统筹兼顾、协调发展方面发挥了良好作用，进一步强化了政府空间管控能力，实现一张蓝图管到底，推动我市营商环境持续优化。
智慧武汉时空信息云平台
2013年，武汉市被列为全国首批“智慧城市时空信息云平台”试点城市。按照“一库一平台多应用”的建设思路，武汉市建立了全市的时空大数据中心、云服务中心和应用中心，并成为全国第一个通过验收的试点城市。云平台成为武汉市权威的、通用的、唯一的地理信息平台和空间数据底板，在空间规划、产业经济、城市建设、城市运行、公共安全、社会治理、应急指挥等领域发挥着越来越重要的作用。
目前，全市涉及到地理信息的信息系统建设，在云平台上搭建已成为常态，并逐步形成“地理信息+”的应用体系。在行业应用中，通过在空间底板上叠加行业专题信息，开展空间分析，支撑了多规合一、不动产登记、人口普查、经济普查、土地税源、产业布局等工作，形成各行业一张图；在社会治理中，创新运用网格化理念和技术，推进社会综合治理要素在空间的融合，推动社会治理精细化、长效化、人性化，为社会治理赋能。抗击疫情期间，利用地址匹配引擎开展患者快速空间定位和比对核实，制作疫情地图，分析疫情态势，为精准防控提供数据支撑。
下一步，将围绕数字政府、数字经济和数字孪生建设，实现云平台从局部到全市域、从二维到全空间、从实体到全要素、从时序到全周期的全方位提升，让城市真正实现“跃然图上，触手可及”。
智慧交通信息化探索
武汉智能交通示范项目是世界银行在国内大城市中贷款支持的首个智能交通信息化项目。该项目2012年申请，2013年经国务院批准列入世行贷款备选规划，建设内容包括1个前端采集工程、3个应用管理系统以及1个交通基础决策支持平台。
其中交通基础决策支持平台通过“数据中台、出行透镜、决策推演”三大部分项目建设，总体目标致力于实现四个转变：一是以“互联网+智慧交通”为理念，通过与市级交通大数据中心的互联对接，实现从传统数据分析到“互联网+”数据融合分析的转变；二是通过构建城市交通数据资源库，实现从传统服务器计算到“云计算”的转变；三是通过搭建市级交通决策支持平台，实现从单路径交通研究向多方位交通决策支持的转变；四是通过示范项目落地，实现未来交通场景由概念、畅想向软硬件协同、产业化推进和出行品质提升转变。
武汉城市仿真实验室
武汉城市仿真实验室平台可模拟城市运行。
武汉市自然资源和规划局于2018年启动了武汉城市仿真实验室建设，旨在运用数据科学，对城市复杂综合体进行系统计算和规划推演，以实现感知城市、把握城市和引导城市。
实验室首创“计算式”城市仿真的理论体系和建设理念，集成开发了一大批具有自主产权的底层数据、体检指标、仿真模块和智慧工具。
构建现代化数据体系，精准感知城市运行状态。接入地形地貌、人口经济、土地利用、建筑调查、空间规划等280余项全市地理时空大数据，建立了规划实施生命树，并融合形成全域三维数字底图，构建数字孪生体系。
构建体征监测体系，对城市进行实时体检。基于知识图谱技术，构建城市体检指标体系，对城市进行动态评估，及时预警。实验室目前积累了资源环境、空间规划、生活品质等8个方面超过1000项指标及计算模型，已完成近200项指标的量化计算。
强化城市仿真能力，提前预判风险。开展城市排水防涝、公共服务设施、碳达峰碳中和、街道空间品质等20余项专题研究和专项模块建设。
开发“机器代人”工具，提高管理效能。研制“国土空间规划机器审查”“规划设计条件自动提取”“建筑规划方案智能图审”等7项“机器代人”的智慧管理工具。
2021年7月，武汉城市仿真实验室正式获批为自然资源部重点实验室，成为全国首批国土空间规划类重点实验室，也是唯一依托政府部门成立的重点实验室。
国家基础地理信息中心院士陈军：对照可持续发展目标做透城市“仿真”主题
武汉城市仿真系统全国闻名，在部门管理和政府决策方面起到了非常好的作用。在智慧城市建设上，武汉一直是领先的，也希望能做出更多先行示范。
武汉城市仿真实验室的建设是一件非常重要的事。我们处于一个数据爆炸、信息海量，但知识难求的时代。如何从数据到知识再到智慧，是自然资源部门、国土空间规划行业面临的一大难题。现在中国有500多个城市正在进行“智慧城市”建设，但是大家普遍感觉“智慧城市不智慧”，究其原因就是其“智慧城市”中缺少实验室这样的建设方向——真正的城市仿真和城市模型。
实验室的工作可按照“仿真”的思路，建立体现“时空”和“可持续发展”特征的“城市模拟器”，联合国提出了“2030年可持续发展议程”，提出了17大目标：其底层为4个资源环境目标，为“生态安全”；其上支撑了8个社会环境目标，为“以人为本”；再支撑了4个经济目标。这给我们的城市仿真提供了一个构建“城市模拟器”的思路，可以参考联合国“可持续发展”的2030的目标细化、量化成若干个具体指标，通过计算描述地区的社会、经济、环境现状和协调程度，按照城市仿真的主线，扣住武汉市特大城市的特点、发挥武汉市时空信息学术传统，将“仿真”这一主题做透。
未来，期待武汉城市仿真实验室以城市的可持续发展为目标，立足城市的核心变量，用时空大数据、模型计算，建设一个“有灵魂”的智慧城市。
（策划：武汉市自然资源和规划局武汉市自然资源和规划信息中心长江日报城建传播中心撰文：王亚欣图片：武汉市自然资源和规划局）