Суть современных процессов математизации архитектуры и градостроительства заключается в обеспечении архитектурной деятельности (как теоретической, так и практической направленности) системно-интеграционными средствами (методологическими и инструментарными), отвечающими достигнутому уровню развития науки и техники. Интенсивность этих процессов математизации определяется степенью распространенности технических/технологических достижений, глубиной их практического использования, причем в различных предметных областях. При этом важен образовательный аспект математизации: наличие субъектов архитектурной деятельности, достаточное как количественно, так и качественно, обладающих требуемыми компетенциями, способных осмыслить и применять новые методы и средства архитектурного проектирования, развивать новые подходы в теоретических исследованиях. Именно современная математизация архитектуры и градостроительства открывает новые возможности в архитектурном творчестве, способствует систематизации накопленных эмпирических знаний в сфере архитектуры и ее формализации, позволяет осмыслить качественные характеристики феномена архитектуры, механизмы формирования и развития архитектурных (градостроительных) систем, обеспечивает выход на междисциплинарный уровень познания, определяет использование методологии синергетики к исследованию структуры архитектуры и градостроительных образований.
Способы (направления) математизации архитектуры (градостроительства) можно выделить в соответствии с определением информационно-математического моделирования (ИММ). Укажем общую концептуальную характеристику системы ИММ на основе интенсионального определения ИММ, включающего его описание (в форме экспликации) как интеграционного процесса взаимодействия базовых составляющих, характеризующих разные виды (способы, формы) формализованного представления (модельного описания) объекта познания с позиции системного подхода (целостность, иерархическая организация, структурная упорядоченность, функциональные свойства, координация, целевая адаптация, процессуальные характеристики).
Информационно-математическое моделирование – это сложно-организованный процесс построения формализованного образа объекта познания как его гомоморфного отображения, воспринимаемого по определенным свойствам (характеристикам) как аналог этого объекта, с группами функций исследования, на основе обработки и анализа системно обоснованного информационного массива, отображающего пространственные, морфологические, структурные, функциональные, коммуникационные, процессуальные аспекты организации и функционирования объекта, путем интеграции процедур математической формализации, геометризации и информационно-технологической поддержки с целью получения новых знаний об объекте, направленных на решение задач проектирования, оптимизации, визуализации, управления, прогнозирования, объяснения фактов, построения гипотез, обучения.
Совокупный процесс ИММ включает сбор необходимой информации (в соответствии с поставленной целью), составляющей (определяющей) информационную модель исследуемого объекта, обработку полученных данных (их организацию или структурирование) и алгоритм преобразования этих данных (инкапсуляцию), формирование математической модели объекта, решение (в виде формализованных или алгоритмических процедур) необходимых аналитических задач (технико-технологического, экономического, статистического и иного характера), геометризацию модели (компьютерную визуализацию), выполнение геометрических построений (преобразований), разработку численных алгоритмов (с целью создания программных продуктов), получение рассчитываемой информации (используемой в процессах производства). Системность общего процесса ИММ реальных объектов определяется взаимосвязанностью основных составляющих этого процесса (аналитической, информационной, геометрической) и достигается их интеграцией, целевой адаптацией, координацией решаемых задач (в соответствии с целевой направленностью).
В архитектуре ИММ выполняется с целью исследования объектов архитектурно-градостроительной сферы, поиска эффективных и обоснованных (экономически выгодных) решений, а в дальнейшем – инновационного управления инвестиционно-строительным процессом реализации принятого проекта. ИММ – это инновационный подход к проектированию, строительству, обеспечению эксплуатации и ремонту объекта, к управлению жизненным циклом объекта, включая ее экономическую, экологическую, социальную и другие составляющие. Инновационный аспект проявляется и в интегрированном подходе к архитектурной деятельности, когда архитектор направляет работу специалистов разных профилей в процессе решения архитектурно-градостроительной задачи (от создания проекта до его реализации), что требует от архитектора не только профессиональных знаний и умений, опыта управления людьми, но и широкой информированности (доступа к источникам информации) для обеспечения понимания всего комплекса взаимосвязанных, но разнопрофильных вопросов, влияющих на выбор конструктивных решений. В этом случае интуиция архитектора, генерирующая концептуальный замысел, определяется когнитивным базисом, формирующимся в результате освоения совокупности такой информации. Но это возможно только на базе высшего профильного образования, который своей приоритетной целью ставит формирование компетенций, определяющих способность общего глубокого анализа решения задач планирования в архитектуре.
Направления современной математизации архитектуры определяются продуктивными возможностями, предоставляемыми средствами ИММ. Характерные аспекты современной математизации архитектуры определяются:
междисциплинарностью применяемых методов и используемых результатов в решении архитектурно-градостроительных проблем;
автоматизацией получения расчетных характеристик архитектурной композиции, объектов градостроительной практики на основе компьютерных средств обработки информации;
геометризацией объектов архитектурно-градостроительного проектирования в контексте визуализации в форме компьютерной модели;
технологической насыщенностью (технологизацией) объектов архитектурно-градостроительной практики;
инновационностью архитектурного процесса, результатов его реализации (от разработки нововведения и до практического использования инновации и получения выгоды);
синергетическим подходом к пониманию феномена архитектуры, модельному представлению объектов архитектурной науки и практики как сложных открытых систем.
Процесс математизации архитектуры и градостроительства будет расширяться в результате исследований математических факторов формообразования в архитектуре, систематизации проектного опыта и совершенствования методологии пространственной организации систем архитектурных и градостроительных объектов, комплексного взаимодействия архитекторов и специалистов разных областей строительной деятельности.