1. 引言
自1978年以来，我国城镇化历经了恢复发展、稳步发展、快速发展和新型城镇化4个阶段，常住人口城镇化率从1978年的17.9%提升到2022年的65.2%，城镇化水平快速提升，完成了由农业人口占主导的国家向城镇人口占主体的国家的历史性转变。
诺贝尔经济学奖得主约瑟夫·斯蒂格利茨（Joseph Eugene Stiglitz）曾将中国的快速城镇化与美国的高科技发展并称为将深刻影响21世纪人类发展的两大课题。我国城镇化在取得举世瞩目成就的同时，也带来了诸如城市热岛、城市内涝、环境污染、交通拥堵、设施老化等"城市病"问题，严重制约了城市的可持续发展。
为应对城镇化过程带来的挑战，越来越多的国家将城市更新作为振兴城市和实现城市可持续发展的手段。城市更新是指通过重建、修缮、复兴等行动，改善城市地区物质、社会、经济和生态等方面的综合手段，于1958年在荷兰举行的城市更新研讨会上首次提出，而后形成了城市重建（Urban Reconstruction）、城市活化（Urban Revitalization）、城市更新（Urban Renewal）、城市再开发（Urban Redevelopment）、城市再生（Urban Regeneration）、城市复兴（Urban Renaissance）等不同概念。
在我国，城市更新已发展为实现城市由增量扩张建设向存量提质改造和增量结构调整并重的阶段转变、引导城市健康发展和高质量发展的关键举措。
2. "三生空间"视角下城市更新的逻辑架构
2.1 "三生空间"视角下城市更新的内涵审视
"三生空间"主要包括用于一、二、三产业生产经营活动的生产空间，提供衣、食、住、行等服务的生活空间，以及包含绿色、健康、生态等主题的生态空间。"三生空间"承载了人类社会经济要素和自然资源要素，是一个多要素交互作用、多尺度空间嵌套、与人类行为密不可分的复杂空间系统。
城市更新本质上是对"三生空间"的统筹优化。首先，城市更新是在实现存量提质改造和增量结构调整并重的城镇化新模式下开展的，要求通过产城融合、功能置换的方式开展城市物质空间更新改造，提高容积率，提升城市用地效率，与"生产空间集约高效"具有一致性。
其次，城市更新的核心仍然是服务于居民，推进卫生医疗、科技教育、文化体育、养老就业等公共服务的均等化，建设以人为本的"宜居城市、韧性城市、智慧城市"，实现"生活空间宜居适度"的共建共享。
最后，城市更新是一个"有机更新"过程，在对物质环境进行改造优化的同时，还要增强生态环境的保护和改善，并且以问题为导向探索城市建设中生态调节功能失衡的解决方案，激发城市生机和活力，强调城市的"生态空间山清水秀"。
2.2 "三生空间"视角下基于"城市认知"过程的城市更新逻辑架构
在布卢姆分类学（Bloom's Taxonomy）中，人类认知被分为6个过程，即记忆、理解、应用、分析、评价、创造，这些过程从基本的记忆出发，并在此基础上实现创新。当认知对象为"城市"时，可以将"城市认知"过程简化为对城市的感知、评估和优化。
城市更新是资源再利用和城市环境的重建过程，旨在支持城市宜居、改善城市环境状况，提高居民生活条件，本质上也是后现代的"城市认知"过程。这个过程包括"三生空间"视角下城市更新的要素感知、效益评估和空间优化3个方面的具体内容。
当前，我国城市更新工作已经初见成效，地理空间信息技术为"三生空间"视角下的城市更新要素感知、效益评估和空间优化提供了有益探索和良性引导。
3. 面向城市更新的地理空间信息技术应用与研究现状
生产空间
3.1.1 生产要素感知
随着对城市更新实践与存量规划认识的深化，城市更新由既往重视物质空间的增量转向注重空间品质的提升，重点将服务、产业、文化等多重生产要素注入城市空间，为城市发展带来商机和生机，提升城市生产力。
3.1.2 经济效益评估
城市更新的动力来自于经济发展和社会需求，反过来又促进社会投资、刺激经济增长、提升土地价值。因此，城市更新的全过程需要充分考虑生产要素之间的相互作用，将城市空间作为生产的基础资料投入到再生产，然后评估产业环境变化和需求重构带来的经济效益。
3.1.3 生产空间优化
不同时代的城市更新都是新的经济、社会和政治需求对既有城市空间的改变。生产空间优化就是通过调整和改造城市空间结构，关注空间更新以后所带来的生产力再生，寻求新的空间生产增长模式，解决"角落空间萧条"等问题，实现城市良性循环发展。
生活空间
3.2.1 生活要素感知
城市更新通过现有空间改造，弥补和修正存量空间的不足、低效和错配，以空间更新改造的方式满足政府、市场和社会多元主体的利益诉求，创造美好生活，实现社会公平正义。生活要素的感知是实现和居民生活密切相关的公共利益公平正义的基础。
3.2.2 社会效益评估
在存量更新背景下，城市空间结构更加错综复杂，表现出更加丰富多元的社会价值。城市更新目标之一就是提升街区活力，提高居住品质，满足复杂多元的社会需求，通过潜在的社会效益解决居民现实需求和社会快速发展之间的矛盾。
3.2.3 生活空间优化
资源优化配置是提高城市更新效率和质量的前提。在符合城市规划和用途管制前提下，通过城市更新对不合理的、分散的公共资源进行空间优化，在有限的地理空间内最大程度上分享有限的公共资源，能降低生产成本，提升城市转型效率。
生态空间
3.3.1 自然要素感知
快速的城镇化进程导致了城镇土地利用的强烈变化。土地利用变化通过能量流通、水分循环、物质交换等过程，影响陆地表层土壤、气候、水文、植被以及生物多样性等自然环境要素的结构和功能。
3.3.2 生态效益评估
随着城市的规模和复杂程度日益加剧，城市中的各种负面效应大量涌现，严重影响城市高质量发展。城市更新是解决城市生态调节功能失衡问题的一剂良方。生态效益评估就是通过构建生态效益评估指标体系识别生态空间的城市生态调节功能类型及失衡程度。
3.3.3 生态空间优化
生态空间优化是面向城市可持续发展、探索解决城市生态调节功能失衡问题的重要实践路径。地理空间信息技术能够有效挖掘时空大数据信息，将生态效益评估结果作为多目标约束条件，采用蚁群算法、粒子群算法等地理空间优化模型进行空间格局优化。
4. 面向城市更新的地理空间信息技术研究展望
城市更新已经成为适应城市发展新形势、推动城市高质量发展的重要手段，也是城市现代化建设的重要引擎。面向未来的城市更新，需要更加深刻理解技术变革对人类行为活动、城市物质环境和城市人地系统的影响，推动现代信息技术服务于城市可持续发展理念。
地理空间信息技术必将充分融合"城市认知"的全过程，跨越"三生空间"，形成基于地理空间信息的城市综合感知、综合评估和综合优化的全空间城市更新技术体系，赋能城市智慧，提升城市适应未来发展的综合调控能力。
4.1 综合感知体系
城市更新需要对城市空间的生产要素、生活要素和自然要素进行一体化综合感知，挖掘这些要素信息作为提升生产力增长点、实现社会公平正义、理解生态环境动态变化的基础支撑作用。
在感知内容上，城市更新涉及实时综合感知城市地理空间信息的现状与动态，以及以地理空间信息为载体的城市自然生态、社会和经济等专题内容的现状与动态。针对这种需求，需要建立"空-天-地-海-网"一体化智能监测设备与技术体系。
4.2 综合评估体系
需要将城市作为一个整体，对更新改造前、中、后的经济效益、社会效益、生态效益开展综合评估。在地理空间信息技术支撑下，构建城市更新综合效益评估指标体系，对城市地理空间及其社会、经济和生态效益进行综合化评估。
重点关注城市活力，针对不同评估模型的多个评估结果建立多个约束条件，为城市更新的综合优化提供优化目标。
4.3 综合优化体系
城市更新的目标是逐步将城市空间调整为"生产空间集约高效"、"生活空间宜居适度"、"生态空间山清水秀"的状态，涉及城市空间格局优化与空间要素的布局优化问题。
以经济效益、社会效益、生态效益评估作为多目标约束条件，通过地理空间优化模型，促进城市空间的生产力再生，实现公共服务资源的均等化，探索加强城市生态调节功能的实现路径，对城市空间格局进行综合优化。
5. 结论
改革开放以来，我国城镇化经历了30多年的外延扩张式快速发展模式，已逐步进入存量提质改造和增量结构调整并重的城市更新新阶段。城市更新的现代化治理模式，不同于以往扩张为主的城镇化发展模式，重在城市人地系统结构和功能在空间上的优化调整，是"以人为本"目标下城市实现自我调节的智慧城市运行环节。
在"生产空间集约高效""生活空间宜居适度"和"生态空间山清水秀"的"三生空间"视角下，按照"城市认知"过程，城市更新可以划分为"感知、评估、优化"3个相对独立的运行阶段。在这个逻辑框架下，地理空间信息技术在每一个空间的运行阶段上都一定程度地发挥了重要支撑作用。
相较于较早经历了快速城镇化过程的发达国家，我国的城市更新起步较晚，业界更多的关注点主要集中在涉及政府、企业和居民的城市更新运作模式，还没有进入全面顾及城市更新与现代信息技术充分融合的智慧化运行阶段，因此，地理空间信息技术在城市更新领域应用和研究还有较大的提升空间。面向未来的城市更新，地理空间信息技术必将充分融合"城市认知"全过程，跨越"三生空间"，形成综合感知、综合评估和综合优化的全空间城市更新技术体系，推动智慧城市的高质量运行。
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