实证研究和定量分析,介绍一个实例

经济学中应用最广、 最好, 计量 经济学已成为经济学的主流 。 城 市规划则面临着学科 “ 青春期” 的种种问题, 如仍在为自己的职 业特点 (identity)定位。 对定量 方法的应用, 仍在探索之中 。
近年来, 中国规划界已开始 重视规划的科学性问题。 在规划 中引入实证研究就是提高规划科 学 性 的 努 力 。 自 从 库 恩 (T . Kuhn) 和波普 (K.Po pper) 等 提出科学哲学中的 “ 证伪主义” 以后 , 对科学命题的 “ 证伪” 或 “同真” 就成为检验学科自身科 学性高 下的 标志。 在城市 规划 中, 通过实证的方法来检验规划 假设 , 是一大进步, 反映了对规 划研究 中流传颇 广的 “ 反思” 、 “随感” 、 “ 思辩” 、 “ 我见” 等仅 从主观感觉出发 , 漫无边际地空 发议论 的作 法的不 满。 但 在以 “实证检验” 为名的研究中 , 对 实证研究的方法论的研究却仍然 有限 。 就国内已发表的研究报告 看, 有用民意调查的结果来验证 命题的正确性 (唐子来, 1999), 有以观察到的实例来支持自己的 论点 (赵燕菁, 2001), 但少见 用定量方法、 以数学模型来验证 假设的实例。 本文介绍一个以统 计模型和 G IS 结合 来验证规划 政策的实例, 以期和有志于定量 分析方法的同仁一起推动实证研 究方法论方面的进步 。
3 实 例 介 绍 :大 芝 加 哥地 区 城 市蔓延研究 3.1 简介
过去 30 年中, 美国城市化 空间发生了巨大的变化。 大城市 自身停滞以至衰落, 而郊区化进 展迅速 。 至 1990 年代初 , 全美 主要城市都出现城市向外蔓延、 进入远郊的现象。 郊区的农田、 森林被 蚕食, 白人 中产阶 级外 迁, 而中心城成为低收入者 、 有 色人种的集中地。 从 1970 年至 1990 年, 大 芝加哥地 区的人口 增长仅 4%, 但城市化地区却增 加了 40%。 城市蔓延 带来经济 上、 社会上的问题, 引起美国朝 野关注。 一些研究人员认为正是 中央政 府的 城市政 策有 失误 , 才导致了城市过度郊区化。 主要 问题有三方面:(1)发展高速公 路的交通政策使通向远郊的交通 便捷 , 鼓励人们迁到远郊。 (2) 在住房政策中, 房屋贷款利息可 以抵冲所得税的政策鼓励借更多 贷款 , 买更大更贵的房屋, 而这 些房屋大多在郊区, 所以买房的 中产阶级都迁到郊外 , 以贷款买 房来减少交税。(3)中央政府给地
CASE STUDY AND THE QUANTITY ANALYSES
ZHANG Ting wei ABSTRACT:With the ex pansion of the g reater Chicago as the case , this pape r intro duces the method impacted by the planning po licies be v erified by the quantity analyses and mathematics model, w hich is the main trend of the study on the urban planning conducted in the dev eloped countries . KEYWORDS: urban planning ; quantity analyses; mathematic model;Chicago
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张庭伟 主持
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【文章编号】 1002-1329 (2001) 09 -0057 -06
实证研究和定量分析 :介绍一个实例
张庭伟
【摘要】以大芝加哥地区城市蔓 延研究 为例, 介绍了 用定 量分 析, 数学模型来证实规划政策影 响的工作方式, 这也是发达国家 进行城市规划研究的主流 。 【关键词】城市规划 ;定量分析; 数学模型 ;芝加哥 【中图分类号】 T U981 【文献标识码】 B
例
面。 第一, 缺乏优秀的理论 , 无
法把现实中无数多个复杂的因子
简化 , 所以无法建立一个能涵盖
种种因素 , 又不会庞大到无法处
理的模型 。 第二 , 缺乏足够的数
据。 虽然发现了某些因子的重要
性, 但无法找到具体数据。 没有
数据 , 也就无所谓定量分析 。 第
三, 缺乏有效的计算技术。 计算
机仍在起步阶段, 价格昂贵 , 但
实 证
曾预测美国大城市人口会增长,
研
但 1970 年代看到的却是中心城
究 和
人口减少 。 于是 , 原先就对定量
定 量
方法有怀疑的学者认为, 企图以
分
精确的数学计量来预测本身就非
析
精确 , 因而难以预测人类的行为
介
(城市经济活动、 建设活动及政
绍 一
治活动)。 但支持这个方法的规
个 实
划师则 认为, 问题出 在三 个方
代, 随着计量革命和定量分析流
入各个学科领域 , 规划师对数学
模型的热情出现第一个高潮 。 以
物理学的引力原理为基础, 建立
交通量的引力模型, 就是一例。
这时 , 客观上初步具备了定量分
析的条件 。 电子管计算机开始出
现, 提供 了新 的计量 的技 术手
段;数学模型所必要的规划理论
研究也有了进步 , 提供了建立模
2 定 量分析 和数 学模型 在规划中应用定量分析 、 建
立数学模型, 已有数十年历史。 早在 1950 年代 , 以统计学上的 回归模型 、 方差分析等用在规划 预测中 , 是 为先例。 在 1960 年
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容量有限且速度缓慢 , 无法进行
大型数据处理。 而城市问题却必
然涉及大型数据处理 。 在失望之
下, 整个 1980 年代是数学模型
应用停滞的时期。 与此同时 , 定
性分析的技术却日臻完善。 其原
因, 首先是微电子技术有了巨大
的进步。 电子计算机取代了电子
管计算机 , 个人电脑 (PC) 出
现, 其价格降到一般研究单位可
一门学科的科学性表现在许 多方面, 包括成熟的理论可以指 导实践 (包括研究和应用), 完 善的方法可以验证理论假设 , 以 及最终在实践中对理论和方法的
实证 。 为提高城市规划的科学性 而作出的努力, 早在学科创建期 就已开 始。 首 先是规 划理 论问 题。 由于城市规划是一门应用学 科, 重在实际应用, 因而被一些 理论性较强的学科视作 “ 缺乏专 业理论” 。 时至今日, 城市规划 还是被 一些著 名社会学 家认为 “理论贫乏” (John lo gan 在 2001 年 3 月在 UIC 的讲学)。 其次是 方法问题 。 大量的定性方法在规 划中的应用, 使苛刻的批评者认 为规划更 多是一种描 绘性 (descriptive) 的 学科, 而 不是分析 性 (analy tical) 的学科 。 而描绘 性的学科被认为不是完全合格的 科学 , 起 码不 是真正 成熟 的科 学。 因为真正的科学必须有过硬 的定量分析方法作基础。 其实, 一些 今日看 来 “ 历史 悠久” 的 “正宗科学” 如社会学 , 也曾有 过一个发展过程。 在 1920 年代 的芝加哥学派之前, 社会学所作 的更多 是 “ 社会 调查” , 纪 录、 描绘社会现象 , 而不是进Fra Baidu bibliotek “ 社 会研究” , 去分析、 探索社会现 象后面 的深层原 因。 1960 年代 后兴起的计量革命, 使一切学科 都转向定量分析 。 曾任哈佛和麻 省理工学院联合城市研究中心主 任的罗德温 (L .Rodwin, 1999 年去世) 在其最后一本著作 《作 为一门职 业的城市 规划》 一书 中, 对 1950 年至 2000 年西方五 门人文学科 :经济学、 政治学、 哲学 、 文学和城市规划学的演变 作 了 回 顾 (Ro dw in , Sany al, 2000)。 他认为学科演变中最大 的共同之处是定量分析方法的应 用。 五门学科中 , 经济学获得的 评价最高 , 因为定量分析方法在
以数学模型进行实证研究有 多种类型 , 较常见的有两类 :方 案检验和政策检验。 本文介绍的 实例属政策检验 。 而方案检验则 是为了回答 “ 如果出现这种情况 或采用这个方案 , 那么结果会是 什 么?” 这 样 的 问 题, 简 称 “ What … …if ……” 模 型。 例如 在交通 规划中 应用的 EMM E/ 2 模型是为了预测交通量的发生和 分布 。 近年来, 在用地规划中更 多是使用以 GIS 为 平台的数学 模型 , 最后成果表现为不同的用 地方案, 在用地形态和土地开发 程序上去应答 “ 如果出现某种情 况, 则规划上可作某种调整” 这 样很有实际意义的问题。 当前美 国 规 划 界 使 用 的 “ CURBA” , “ LUCAS” 及 “ SAM-IM” 等模 型, 基本属于这个类型。 在作政 策检验时 , 统计模型 、 投入—产 出模型、 成本— 利润分析则是常 用的方法 。
型的基 础。 一 时乐观 的态 度上
升, 虽然不少人对数学模型的准
确性仍持怀疑态度, 但对定量分
析可能为规划的科学性带来的积
极作 用, 都 有很 高 的期 望。 然
而, 1970 年代 却是令 定量分析
和数学模型支持者失望的年代。
张
由定量分析和数学模型得出的结
庭
论, 在预测城市实际发展状况时
伟
十分不准 确。 例如 , 1960 年代
1 城 市规划 的科 学性 中国 城市 高速发 展的 新形
势, 以及政府和社会各界对城市 规划工作的更高要求 , 使规划师 迫切希望提高规划工作的科学性 和可信度 , 以期用更高质量的规 划成果 来维护 城市规划 的严肃 性、 权威性, 向政府和社会证明 城市规划作为一门学科及一项专 业存在的价值及其重要性 。
以承受的程度 (虽然个人购买仍
很稀少)。 在计算机软件上 , 如
SAS 这样比较复杂, 功能强大的
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软件开始开发 (虽然只能用在工 作站 上而不能用在 PC 上), 使 统计模型开始成为 “ 标准的” 定 量分析的工具 。
随着进入 1990 年, 计算机 也进入了各行 各业, I T 革命开 始了 。 定量分析成了规划研究不 可或缺的部分, 由此迎来了对数 学模型热情的第二次高潮。 产生 这种 新热 情的 原 因, 包 括:第 一, 计算机技术的飞速进步 , 实 用、 便于操作而功能强大的软件 日新月异 , 而硬件设备却越来越 快速而廉价。 SAS 和 GIS 都可以 在 PC 机的平 台上操作 。 第二, 数据的 可获 得性提 高了 。 在美 国, 向公众提供中央和地方政府 的大量数据是由国家 “ 公共信息 法” 所规定的。 凡使用纳税人交 的税款而收集的数据 , 除国家机 密外 , 一般都应免费公布。 研究 者可在因特网上获得如人口统计 等各种数据, 大大便利了定量分 析工作。 最后, 大众, 包括广大 规划人员的教育程度提高了 , 对 用定量方法、 数学模型解释 、 预 测城市发展问题的兴趣上升 , 理 解加深 了。 也 许最重 要的 一点 是, 规划师对数学模型的期望更 加合理了 。 数学模型不再被过高 地期望能完全正确地预测城市发 展的一切问题, 而主要是为了理 解城市发展的各种因素及其作用 的机 制 ——— 什 么因素 会产 生什么 影响 (正面 ? 负面 ?) 而不是真 正去精确 计量 “ 影响到 何种程 度” ? 建立模型, 是为了使城市 发展的决策更有迹可循, 更加透 明, 更有逻辑性 , 以求摆脱盲目 决策或 “ 黑箱作业” 的状况 。 例 如, 本文介绍的实例 , 就是为了 验证 “ 政府建设高速公路对城市 蔓延有无影响” 这一命题。 通过 实证分析 , 这个政策是否要继续 推行就 可有 较可靠 的依 据。 同 时, 建立模型也是为了促进规划 师和政府及公众的沟通交流 。 以 数字来说明问题 , 以数学分析或 地图来解释规划意图 , 往往比一 般文字或口头说明更具说服力, 其结论在决策者和公众看来 , 也 更具科学性。