英国詹姆斯·赫顿研究所高级研究员王臣：用数字智能描绘运河的另一种可能

二十年前，王臣离开家乡外出求学时，扬州关于大运河的保护传承与利用工作才刚刚拉开序幕；今天，当远在异国他乡扎根的王臣再次回到扬州的古运河畔时，他不仅深刻感受到，历史悠久的中国大运河迸发出来的澎湃生机，更是发现自己这么多年所做的研究工作，并不负潜藏于心的运河“血脉”，也将有描绘运河城市发展未来的另一种可能。

2022年，王臣受英国女王邀请参加英国皇家花园派对

跨学科实践 让数字智能赋能土地利用

2004年，王臣从苏州大学的电子工程相关专业毕业后，前往英国攻读计算机科学博士课程，后来便一直在英国从事科研工作。

从扬州到苏州，从中国到英国，运河一直伴他而行。在英国，与中国大运河一样入选《世界遗产名录》的运河，是庞特基西斯特水道桥与运河。这座英国最长、世界最高的水道桥是与运河相辅相成的水利工程，曾经为英国工业革命时期的运输做出了重要的贡献，也是英国运河文化的重要载体。

运河往往因交通、运输需求而修建，当随着时间的变迁，水运不再承担主要功能时，城市要思考的便是如何开发运河的新功能，让运河再次造福人民。而王臣所做的工作重点之一就是利用沉浸式技术可视化城市和建筑的跨学科系统、计算机图形学和虚拟环境建模等方式，研究城市如何具体规划和利用好土地，从而为决策层提供决策可行性的模拟和参考。

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他所在的英国詹姆斯·赫顿研究所由原英国农作物研究所和英国土地利用研究所合并组建而成。研究所作为欧洲规模最大的研究中心，主要从事关于作物、土壤和土地利用、环境科学等方面的关键核心问题研究，为全球性粮食、能源和环境安全等挑战提供有效技术和管理方案。“我们的研究所做了大量的与土地利用相关的工作，包括成立专门建构地理信息系统所需要的技术研究机构，而这方面就与我所学的计算机跨学科相结合起来，从数字化智能化的角度助力各种土地规划的展现和预估，特别是将三维可视化利用到水利、景观设计等领域的作业。”王臣告诉记者。

应用于运河 为城市可持续发展创造空间

苏格兰地区是研究所的办公所在地，而北格拉斯哥位于该地区最大城市格拉斯哥的北部。河流与这座城市息息相关。苏格兰境内主要的一条河流，克莱德河将格拉斯哥分为南北两区，而后来开凿的福斯与克莱德运河则是把“工业重镇”格拉斯哥和西海岸连接起来，是世界上第一条人工修建的海通海运河。

随着由气候变化导致的暴雨事件、现有的洪水问题以及由于下水道容量问题而带来的大量地表水管理限制等问题的频繁出现，格拉斯哥市希望运河能有所“转型”，解决需求的同时能够创造更加绿色的空间。因而研究所和政府、当地公司等共同推动了北格拉斯哥综合水管理系统城市更新项目。其中一部分被称为格拉斯哥智能运河。该项目位于北格拉斯哥的多个地点，通过创新的“海绵城市”水资源管理方法，将福斯和克莱德运河改造为地表水管道，提供战略性洪水风险管理解决方案，并激活再生110公顷重要的空置和废弃土地。

王臣表示，该项目的主要创新在于动态管理运河脊线以及各个开发地点的水资源管理区域。通过智能化应用改变运河水位，为防洪或泄洪“创造空间”，解决了已达到容量上限的综合排水系统的发展障碍，使进一步开发和更新其他重要的空置和废弃土地成为可能，并且大幅降低了资本投资成本。　

提到研究所规划土地利用方案系统的具体支撑，王臣还介绍了研究所专门设立的一个虚拟景观地形实验室。实验室里开发了诸如森林、海洋、山地、水利等多种数据模型，通过相应的环境场景，模拟设计多种方案，从而直观分析不同方案的效果。“我们系统很大的一个特色就是可实时展示和与公众互动，并且根据政府或民众的意见进行反馈修改，从而形成社会需求且可持续发展的管理方案。”

不忘来时路 希望为运河带来更多可能

2023世界运河城市论坛的“生态环境保护与生态修复”分论坛上，扬州公布了25个生态环境保护与生态修复创新案例。其中，英国北格拉斯哥的保护与修复案例成功入选，并在现场交流分享。“从小在运河畔长大，自然对运河也有特别的感情。扬州一直在运河领域拓展国内外的影响力，因此我也很荣幸能够向扬州成功推荐北格拉斯哥。”王臣说。

在苏格兰，他曾多次考察过当地的运河。“苏格兰的运河，目前主要功能以观光旅游为主，而中国大运河除了休闲旅游以外，部分河段还在承担船运的功能。”王臣在看过苏格兰的运河后产生了这样的对比。同时他还表示，在和苏格兰运河协会进行交流时，对方对中国大运河在今天还能具备多种功能表示赞赏。

一年又一年，二十年后的今天，王臣在国内看到的已经不是他少年时的那条河。现在的运河畔，有风光无限的城市景观，也有与时俱进的实体场所。他感慨于今日之变化，又产生了新的思考。去年，北京市水务局提出数字孪生结合人工智能技术，并成功应用于数字孪生大运河通航船闸先行先试项目，为支撑流域防洪减灾工作发挥了重要作用。“数字智能既然可以和运河结合，那么能否更进一步，为运河引入更多的数字化元素。通过大数据支持，分析、测算如何利用好运河的一切相关资源。”王臣设想，未来的运河，不仅各方各面都可以有数字化、智能化的应用，而且能像北格拉斯哥的实践一样，用技术改变生活环境，塑造出真正生态的、可持续的、民众共建的城市。（徐蓉 王鹏飞）

制作 曹宇

编校 延晨 徐蓉

一审 桂艳 张莉

二审 肖东

三审 晖军

实习 沈雪玮