数字技术辅助城市规划
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未来城市规划的数字化与智能化趋势随着科技的不断进步和人们对生活质量的要求不断提高,城市规划也在不断演变和发展。
数字化和智能化成为了未来城市规划的重要趋势。
数字化技术的应用和智能化系统的建设将为城市带来更高效、更便捷、更宜居的环境。
一、数字化技术在城市规划中的应用数字化技术在城市规划中的应用已经成为了当今的趋势。
通过数字化技术,城市规划师可以更加准确地收集和分析城市的各种数据,包括人口分布、交通流量、土地利用等等。
这些数据的准确性和全面性将有助于规划师更好地了解城市的现状和未来发展趋势,从而制定出更科学、更合理的规划方案。
数字化技术还可以帮助城市规划师进行可视化展示。
通过使用虚拟现实技术,规划师可以将规划方案以三维的方式展示给公众和决策者,让他们更好地理解和参与规划过程。
这种可视化展示不仅可以提高公众的参与度,也可以减少沟通误解,从而更好地实现规划目标。
此外,数字化技术还可以帮助城市规划师进行模拟和预测。
通过建立城市模型和运用大数据分析,规划师可以模拟不同规划方案对城市的影响,预测未来的发展趋势。
这种模拟和预测可以帮助规划师更好地评估规划方案的可行性和效果,减少规划决策的风险。
二、智能化系统在城市规划中的建设随着人工智能和物联网技术的快速发展,智能化系统在城市规划中的建设也成为了未来的趋势。
智能化系统可以通过感知、分析和响应城市的各种信息,从而实现城市的智能化管理和运营。
智能化系统的一个重要应用是交通管理。
通过在城市中安装传感器和摄像头,智能化系统可以实时监测交通流量和道路状况,从而优化交通信号灯的控制,减少交通拥堵和排放。
智能化系统还可以通过智能导航和智能停车系统,提供更便捷的出行服务,提高交通效率。
智能化系统还可以应用于能源管理。
通过智能电网和智能家居系统,城市可以实现对能源的智能监测和调控。
智能电网可以根据电力需求进行动态调整,减少能源浪费。
智能家居系统可以通过智能化设备的控制,实现能源的高效利用,提高居民的生活质量。
数字化科技在城市规划与建设中的应用与可持续发展随着科技的迅速发展,数字化科技在城市规划与建设中的应用日益广泛。
数字化科技以其高效、智能的特点,为城市规划与建设带来了诸多优势和可持续发展的机遇。
本文将探讨数字化科技在城市规划与建设中的应用,并分析其对可持续发展的促进作用。
一、数字化科技在城市规划中的应用1. 数据采集与分析数字化科技能够以更加高效的方式进行数据采集,并通过数据分析为城市规划决策提供科学依据。
例如,利用人工智能和大数据技术,可以对城市交通流量、人口分布等进行精确监测和预测,从而为交通规划、土地利用等方面提供数据支持。
2. 智能设计与模拟数字化科技能够实现对城市规划的智能设计和模拟。
通过建立城市模型,可以进行虚拟仿真,模拟不同规划方案的效果。
这种模拟可以帮助规划者更好地了解规划方案的影响,从而制定出更加科学合理的城市规划。
3. 全过程管理与监控数字化科技提供了城市规划全过程的管理与监控手段,能够实现对项目进展、资源利用情况等进行全方位监测。
通过数字化技术,规划者可以及时了解规划实施中的问题和困难,并及时采取措施,确保规划项目按时按质完成。
二、数字化科技对可持续发展的促进作用1. 资源优化与节约数字化科技能够对城市资源进行综合评估和优化配置,实现资源利用的最大化和节约。
通过数据分析和模拟仿真,可以确定最佳的交通路线、供水方案等,从而减少资源的浪费和能源的消耗,实现可持续发展目标。
2. 环境保护与改善数字化科技可以对城市环境进行全面监测和评估,及时发现环境问题并采取相应措施。
例如,通过数字化传感器对空气质量、水质等进行实时监测,并利用大数据分析评估环境状况。
这种数据驱动的环境管理可以帮助城市实现环境保护与改善,提高居民的生活质量。
3. 社区参与与普惠性发展数字化科技提供了更多的参与和决策机会,能够促进社区居民的参与和普惠性发展。
例如,通过数字化平台,居民可以参与城市规划讨论,并提出自己的意见和建议。
数字化时代下的城市空间规划与建设随着社会的不断发展,数字技术在各个领域的运用也变得越来越普遍。
城市空间规划与建设也不例外,数字技术的应用已经成为未来城市发展的大趋势。
数字化时代下的城市空间规划与建设面临着哪些新问题和挑战?应该如何利用数字技术推动城市建设的进步?本文将从多个角度探讨这些问题。
一、数字技术对城市规划的影响数字技术的应用给城市规划提供了更多的数据支持。
在传统的城市规划中,数据往往是以手工方式收集、整理和分析。
而如今,通过数字技术,城市规划者可以实时收集、处理和分析大量的数据。
比如,他们可以通过城市感知网、公共交通数据等多个方面的数据来分析市民的出行模式和需求,以更好的规划和建设城市的公共交通系统。
另外,数字技术也为城市规划提供了更多的可视化手段。
以前,城市规划师需要通过手绘的方式来展示他们的规划方案。
而现在,城市规划师可以使用数字化3D模型或虚拟现实技术来呈现规划设计,方便相关部门和市民理解和审核。
除此之外,数字技术也在城市规划中起到了很大的辅助作用。
通过数字技术,可以对城市进行多维度、多角度的评估,包括城市社会经济指标、环境质量、生态保护等方面。
这为城市规划师提供了更全面、客观的数据支持,也为城市规划的科学化提供了基础支持。
二、数字技术对城市建设的影响数字技术的应用让城市建设更加科学、高效。
比如,在城市建设中,常常需要进行施工模拟。
传统模拟方式需要大量的物理实验和人工经验,费时费力。
现在,利用数字技术可以建立虚拟模型,通过仿真模拟,可以准确地模拟出施工过程中的各种情景和可能出现的问题,提前发现并解决问题,从而避免施工过程的延误和出现错误。
另外,数字技术也为城市建设提供了更先进的工具和手段。
比如,数字化施工可以提高施工的精准度和效率,数字化安防系统可以提高城市治安水平,数字化交通管理可以更好地实现城市的交通管理等等。
这些经过数字化改善的手段,不仅可以提高城市生产力和管理水平,也可以提高市民的生活质量和城市环境的整体水平。
数字技术在城市空间规划与设计中的应用随着信息时代的到来,数字技术已经成为城市空间规划与设计的重要工具。
数字技术可以实现城市空间数据的快速采集、处理和分析,并在此基础上实现城市规划与设计的数字化和智能化。
本文将从地理信息系统、三维建模、虚拟现实和大数据分析四个方面分析数字技术在城市空间规划与设计中的应用。
一、地理信息系统地理信息系统(Geographic Information System, GIS)是数字城市空间规划与设计的重要工具。
地理信息系统可以将城市空间数据进行集成,生成数字地图,并支持空间信息分析和决策制定。
地理信息系统不仅可以为城市规划和设计提供可靠的数据基础,还可以为城市规划和设计的实际实施提供帮助。
二、三维建模三维建模在城市规划和设计中也十分重要。
三维建模使用数字技术将城市空间数据进行虚拟化,以实现对城市模型的可视化和分析。
通过三维建模,可以快速生成城市空间的模型,从而更好地探索城市的结构特征和城市变化趋势。
三维建模技术可以为城市规划和设计提供有利的视觉表达和决策支持,也可以为城市空间的可持续发展做出贡献。
三、虚拟现实虚拟现实(Virtual Reality, VR)技术是数字技术在城市空间规划与设计中的新兴应用。
虚拟现实技术将数字化的城市空间模型投射到虚拟环境中,使得城市规划和设计人员可以在虚拟环境中亲身体验城市空间的不同方面。
通过虚拟现实,城市规划和设计人员可以更好地了解城市空间的特征和变化趋势,并更好地探索城市空间的设计方案。
此外,虚拟现实还可以为城市规划和设计的公众参与和决策制定提供新的平台和机会。
四、大数据分析大数据分析在城市规划和设计中也具有广泛的应用。
大数据分析可以从城市空间数据中挖掘出更深层次的信息,为城市规划和设计提供更加精准的决策支持和科学依据。
大数据分析还可以以城市空间数据为基础,深入探索城市的经济发展和社会变化趋势,为城市规划和设计提供更加全面的参考和思路。
数字技术在城市规划中的应用前景随着科技的不断进步和数字化时代的到来,数字技术在各个领域都发挥着重要的作用,城市规划也不例外。
数字技术的应用为城市规划带来了许多新的前景和机遇,使得城市规划更加精确、高效和可持续。
本文将探讨数字技术在城市规划中的应用前景,并分析其对城市发展的影响。
一、智能交通系统智能交通系统是数字技术在城市规划中的一个重要应用领域。
通过使用传感器、摄像头和人工智能等技术,智能交通系统可以实时监测交通流量、车辆位置和道路状况,从而提供实时的交通信息和路线优化建议。
这不仅可以提高城市交通的效率,减少拥堵和交通事故的发生,还可以降低车辆排放,改善城市空气质量。
智能交通系统的应用前景非常广阔,可以根据实际情况进行灵活的调整和优化,为城市的交通规划和管理提供科学依据。
二、智能能源管理数字技术在城市规划中的另一个重要应用领域是智能能源管理。
随着可再生能源的快速发展和能源消耗的增加,如何高效利用能源成为了城市规划的一项重要任务。
数字技术可以通过智能电网、能源监测系统和能源优化算法等手段,实现对能源的实时监测、调控和优化。
例如,通过智能电网可以实现对能源的分布式管理和优化调度,降低能源消耗和碳排放。
智能能源管理的应用前景非常广阔,可以为城市的能源规划和管理提供科学依据,实现可持续发展。
三、智慧环境监测数字技术在城市规划中的另一个重要应用领域是智慧环境监测。
随着城市化进程的加快和环境污染的严重性,如何保护环境和改善生态成为了城市规划的一项重要任务。
数字技术可以通过传感器、遥感技术和数据分析等手段,实时监测和评估城市的环境质量,包括空气质量、水质、噪音和土壤污染等。
通过智慧环境监测,城市规划者可以及时了解环境问题的发展趋势,采取相应的措施进行治理和改善。
智慧环境监测的应用前景非常广阔,可以为城市的环境规划和管理提供科学依据,实现生态文明建设。
四、智慧城市管理数字技术在城市规划中的另一个重要应用领域是智慧城市管理。
数字技术在城市建设中的应用随着信息技术的迅速发展,数字技术已经渗透到了各行各业中,包括城市建设。
数字技术在城市建设中的应用,既可以提高城市的智能化水平,又可以优化城市的空间布局,同时还可以提高城市治理的效率。
本文将从城市规划、交通管理、能源利用和环境保护等四个方面来探讨数字技术在城市建设中的应用。
一、城市规划数字技术在城市规划中的应用,既可以提高城市规划的科学性和准确性,又可以加速城市规划的速度。
例如,数字地图可以帮助城市规划者准确地了解城市的地形、交通、人口等情况,有利于规划城市的道路、公共设施、住宅区等各个部分的布局。
此外,数字技术还可以提供更为逼真的三维模型,让城市规划者可以更加直观地了解规划效果,进而进行优化。
二、交通管理数字技术在城市交通管理中的应用,可以提高交通的效率和安全性。
例如,数字化的智能交通系统可以监测道路上的交通情况,提供实时的交通信息,引导司机选择最短、最快的路径,避免拥堵。
同时,数字化的交通控制系统可以通过控制信号灯的绿灯时间和红灯时间来优化交通流量,减少拥堵。
此外,数字技术还可以提供自动化的交通管理方案,例如自动驾驶汽车可以自动避让其他车辆、行人和障碍物,从而减少交通事故的发生,提高交通的安全性。
三、能源利用数字技术在城市能源利用中的应用,可以提高城市的能源利用效率和可持续性。
例如,数字化的能源管理系统可以实时监测城市的能源使用情况,提供能源使用数据,通过数据分析和预测来优化城市的能源使用方式。
同时,数字化的能源系统还可以提供智能节能方案,例如通过智能照明系统自动关闭灯光,节省能源。
此外,数字化的可再生能源系统,例如太阳能、风能、水能等,可以为城市提供更加可持续的能源来源,减少对传统化石能源的依赖,从而减少对环境的影响。
四、环境保护数字技术在城市环境保护中的应用,可以提高城市环境保护的效率和可持续性。
例如,数字化的环境监测系统可以实时监测城市的空气、水、噪声等环境数据,提供数据分析和预测,有助于城市环境污染治理的精准化。
基于数字技术的城市规划与设计随着数字技术的迅速发展,城市规划与设计领域也开始逐渐引入数字技术,以提高效率、优化城市布局,并实现可持续发展。
数字技术的应用不仅可以帮助城市规划师和设计师更好地理解城市的现状和未来发展趋势,还可以提供更准确的数据和模拟结果,为决策者提供科学依据。
本文将探讨基于数字技术的城市规划与设计的相关应用和影响。
一、数字技术在城市规划与设计中的应用1.数据收集与分析数字技术可以帮助城市规划师和设计师收集和分析大量的城市数据,包括人口分布、交通流量、能源消耗等。
通过数据的可视化和分析,可以更好地了解城市的现状和问题,为规划和设计提供依据。
例如,利用数字技术可以实时监测交通流量,从而优化交通网络的设计和管理;通过数据分析可以发现能源消耗的热点区域,为能源规划提供指导。
2.三维建模与可视化数字技术可以实现城市的三维建模和可视化,帮助规划师和设计师更好地理解城市的空间布局和景观特征。
利用三维建模技术,可以模拟不同规划方案的效果,比较其优劣,为决策者提供参考。
同时,三维建模还可以提供更真实的城市环境,帮助公众更好地理解规划和设计方案。
例如,在城市规划中,通过三维建模可以模拟不同高度的建筑对周边环境的影响,从而优化建筑的布局和高度。
3.智能交通系统数字技术可以实现智能交通系统,提高城市交通的效率和安全性。
通过传感器和数据分析,可以实时监测交通流量和拥堵情况,为交通管理提供决策支持。
智能交通系统还可以提供实时的交通信息,帮助驾驶员选择最佳的行驶路线,减少交通拥堵和排放。
此外,数字技术还可以实现智能停车系统,通过预测和管理停车需求,优化停车资源的利用。
4.可持续发展规划数字技术可以帮助城市规划师和设计师进行可持续发展规划,实现资源的高效利用和环境的保护。
通过数据分析和模拟,可以评估不同规划方案对环境和社会经济的影响,从而选择最佳的方案。
数字技术还可以帮助优化能源和水资源的利用,减少排放和浪费。
例如,通过智能电网和能源管理系统,可以实现能源的智能分配和管理,提高能源利用效率。
数字技术在城市规划中的应用研究第一章:引言城市规划是一个十分重要的领域,涵盖了城市发展、土地利用、基础设施规划等方面。
随着数字技术的不断发展,其在城市规划中的应用逐渐受到重视。
本文将探讨数字技术在城市规划中的应用及其对城市规划的影响,旨在探索数字技术与城市规划的合作空间,为城市未来发展提供参考。
第二章:数字技术在城市数据收集和分析中的应用2.1 卫星遥感技术的应用卫星遥感技术可以获取大范围内的城市地理信息和人口分布情况。
通过分析卫星图像,可以了解城市扩张的情况、土地利用的变化以及人口迁移的趋势等。
这些信息有助于城市规划者合理规划城市发展。
2.2 空间信息系统的应用空间信息系统是数字技术在城市规划中的另一项重要应用。
它可以集成和管理各种地理数据,包括地形、土地利用、人口分布等信息。
通过空间信息系统,城市规划者可以更好地了解城市的现状和潜在问题,从而有针对性地提出解决方案。
第三章:数字技术在城市规划设计中的应用3.1 三维建模技术的应用传统的城市规划设计主要依赖于平面图和剖面图,而数字技术的发展引入了三维建模技术,使城市规划设计更为直观和真实。
通过三维建模技术,城市规划者可以在计算机环境中对城市进行模拟和设计,更好地评估不同设计方案的效果。
3.2 虚拟现实技术的应用虚拟现实技术可以为城市规划者提供一个互动的城市模拟环境。
在虚拟现实环境中,城市规划者可以通过漫游、交互等方式直观地感受不同规划方案的变化,并及时做出调整。
这有助于提高规划效率和结果的准确性。
第四章:数字技术在城市交通规划中的应用4.1 智能交通系统的应用智能交通系统是数字技术在城市交通规划中的一项重要应用。
通过收集和分析交通数据,智能交通系统可以提供实时的交通信息,包括道路拥堵状况、公交车实时位置等。
这有助于交通规划者更好地进行道路布局、公共交通线路规划等。
4.2 交通仿真模拟技术的应用交通仿真模拟技术可以帮助城市规划者模拟不同交通方案的效果,并预测未来的交通状况。
数字化技术在城市规划中的运用近年来,城市规划者们纷纷将目光投向了数字化技术。
数字化技术在城市规划中的运用可以说是一个大热话题,其应用程度越来越广泛,涉及到了城市的各个方面。
1.数字化技术在城市规划中的应用数字化技术的日益成熟,让城市规划者们得以更好地了解城市的未来发展趋势。
城市规划是许多领域的交汇点,需要从不同方面进行考虑。
数字技术的大数据分析能力可以为城市规划带来更准确的数据支持。
例如,在交通规划中,数字化技术可以通过分析城市的交通流量,为交通投资提供更明智的决策。
在土地利用规划中,数字化技术可以通过了解各个区域的人口、经济、文化等信息,为合理规划城市的各项设施提供依据。
在建筑规划中,数字化技术可以通过模拟建筑物的结构和性能来提高建筑的质量。
2.数字技术在城市规划中的优点数字化技术的应用可以为城市规划带来许多优点。
首先,数字技术可以对城市进行实时监控,提高城市的安全性和便捷性。
其次,数字化技术可以提高规划的准确性和科学性。
以前,城市规划主要是人为决策,因此在规划的过程中难免会受到规划者们个人的主观意见的影响。
而通过数字化技术,可以减少人工干预,从而减少错误和偏差。
另外,数字化技术还可以为规划者们提供更多的数据支持,为规划提供更严谨的依据。
3.数字化技术在城市规划的发展趋势随着数字化技术的发展,城市规划将更加数字化、精准化和可视化。
首先,数字化技术将会为城市规划带来更多的数据支持。
其次,数字化技术将会促进城市规划与其他领域的深度融合。
例如,在智慧城市建设中,数字化技术将与物联网、云计算、大数据等领域相结合,为城市提供更智能的服务。
数字化技术还将带来更多的可视化的展示。
例如,在规划方案展示中,数字化技术可以通过虚拟现实技术来展示规划方案的全貌,让大众更好地了解规划方案的内容。
总之,数字化技术在城市规划中的运用是大势所趋。
城市规划是一项复杂而且重要的工作,数字技术的应用可以为此带来更严谨的方法和更高效的效果。
城市规划与建设中的数字化技术应用研究随着科技的不断发展,数字化技术在城市规划和建设中的应用越来越广泛,成为提高城市管理效率,优化城市空间布局和规划方案的一种有效途径。
一、数字化技术在城市规划中的应用数字化技术通过空间信息系统的建立,可以对城市的整体格局、区域划分、土地利用总体规划等方面进行分析和评估,为城市规划提供基础数据和支撑决策参考。
通过3D建模、虚拟现实技术,可以模拟城市建设的各个方面,如不同规划方案下的空间利用效果、对环境的影响、市民生活质量等,为城市规划者提供直观、具体的可视化呈现。
数字化技术不仅提高了城市规划的效率与准确性,还使得规划方案能够更加精细化。
同时,通过网络连接以及数据共享平台的建立,不同的部门和利益相关方能够更好地合作共同完成城市规划的各项任务。
二、数字化技术在城市建设中的应用数字化技术在城市建设中的应用也十分广泛,主要有以下几个方面:(1)智能交通:利用数字技术,对城市交通状态进行实时监控和控制,启动红绿灯、路况提示、路径规划等智能交通服务,有效提高交通效率,降低交通拥堵。
(2)智慧供电:利用数字技术实现对城市供电网络的智能监控和管理,提高电力设备的故障诊断和维护效率,确保城市供电安全。
(3)智慧安防:通过数字化技术实现城市安防的全面掌控,包括视频监控、智能警报、应急预案等,从而为城市的安全保障提供全方位的保障。
(4)智慧环保:数字化技术的应用对增强城市环境监控和污染源排查的效果有很大的提升。
同时,智能垃圾处理系统、空气净化设备等智慧环保设施也大大提高了城市环保效率。
(5)智慧社区:利用数字化技术,实现社区的信息化管理、居民私人信息保护和智慧服务等多样化的功能,可以打造为智慧社区。
智慧社区平台的建设,不仅可以加强社区治理,而且有助于提高居民生活质量。
三、数字化技术应用带来的益处数字化技术应用给城市规划和建设带来的益处是显而易见的。
首先,数字化技术让城市规划与建设更加准确化、智能化、规范化,能够更好地推动城市发展。
数字技术辅助城市规划广州市城市规划自动化中心摘要:本文介绍了三维虚拟仿真技术等数字技术在广州城市规划中的具体应用,并就相关的技术方法和关键技术进行了探讨。
关键词:城市规划、数字技术、虚拟现实、仿真广州市城市规划自动化中心自2002年初开始开展三维虚拟仿真技术在城市规划中应用开发研究,两年多来,本单位对三维虚拟仿真技术应用于城市规划设计和管理进行了多方面的探讨,所开发的仿真应用系统在多个规划设计项目中得到应用,并取得了较好的应用效果。
本文介绍了三维虚拟仿真技术等数字技术在广州城市规划中的具体应用,并就相关的技术方法和关键技术进行探讨。
一、城市规划中仿真应用的几个方面就目前来说,三维虚拟仿真技术在广州城市规划中的应用主要包括如下几个方面。
一是用于规划用地现状研究。
尤其适用于大范围的规划用地现状研究,如本单位将三维虚拟仿真技术应用于广州大学城一期规划用地现状的研究就取得了较好的效果。
由于广州大学城一期(小谷围岛)规划用地面积较大(约18平方公里),岛上地形起伏较大,植被很好,因此现场观察往往难于把握小谷围岛的整体概貌、该岛与周边岛屿(生物岛、长洲岛等)的相邻关系、以及该岛的对外交通联系。
而通过三维虚拟仿真系统,则可以辅助规划师全面直观地了解小谷围岛的整体概貌。
仿真系统可以模拟人坐在飞机上的视野,既可以高空俯视该岛,了解该岛与周边岛屿的相邻关系和对外交通联系,也可以飞到岛上的任意一个地方,仔细观察地形地貌等。
因而三维虚拟仿真系统对研究广州大学城一期(小谷围岛)规划的总体布局起到了很好的作用。
二是用于规划设计方案研究。
即利用虚拟现实和三维仿真技术模拟城市景观,作为进行城市重要地段或重点地区城市设计研究的辅助手段。
如本单位在海珠广场城市设计、海珠桥南广场城市设计中,通过建立规划设计方案的三维仿真实时浏览模型,直观地表现了规划设计地段的未来面貌,并通过将规划方案与现状模型无缝结合,模拟出方案实施后的城市景观,供规划师进行多视角和动态的规划空间效果分析及规划方案评价,为城市规划、建设和领导决策提供了比传统手段更为直观、可靠、科学的技术手段。
三是用于建筑设计方案的辅助审批管理。
通过建立建筑物及周边环境的三维仿真模型,规划管理人员可以在三维可视化环境下观察和研究建筑物与周边环境的协调状况,还可以通过模拟建筑物的日照阴影走向和计算阴影面积来研究建筑物的高度对周边建筑物的日照的影响等。
对于规划新区的建筑设计方案,由于没有实际的周边环境,可以用规划的周边环境来进行仿真模拟,还可以通过三维空间环境下的实时建筑物模型置换、建筑物纹理置换、建筑物高度调整等功能,来进行多方案的比较。
此外,还可以进行特定视点的景观图生成、空间坐标查询、距离量算、属性数据管理、实时的规划指标统计等,实现对建筑方案的全面的审查。
四是用于专项规划设计研究。
在现状地形三维仿真模型的基础上,通过叠加规划道路或场地,可以直观地看出规划道路或场地与现状地形的结合情况以及填挖方的情况,还可以在可视化环境下作多个竖向设计方案的比较。
此外,三维虚拟仿真系统用于研究洪水淹埋也有很好的效果,这项功能已在广州大学城的防洪排涝设计中发挥了良好的作用。
五是用于古遗址保护规划仿真,这方面目前主要完成了南越王宫署遗址周边地区规划的三维仿真,这项工作一方面是为了直观地展示规划成果,另一方面也是为了配合广州市将南越王宫署遗址申报世界文化遗产所制作的宣传材料的一部分。
南越王宫遗址所在地目前是一块空地,内有一些古树,按规划将在遗址上建遗址公园,遗址公园内建一个南越王博物馆。
南越王宫署遗址周边地区三维虚拟仿真项目是采用三维虚拟仿真技术,根据《南越王宫署遗址周边地区控制性详细规划》和《广州考古三大发现》等考古资料,通过建立南越王宫署遗址周边地区的仿真模型和开发相应的仿真系统,突出表现了遗址公园的未来景象和文物及文物建筑的历史文化价值。
二、城市规划仿真的技术方法1、仿真应用基础平台的建立本单位开展三维虚拟仿真的应用是基于高配置的PC和美国MultiGen-Paradigm公司(MPI公司)的仿真软件(NT版),即基于Creator建模技术和Vega的开发技术。
MultiGen系列软件拥有针对实时应用优化的OpenFlight数据格式,强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能,以及多种专业选项及插件,能高效地进行城市规划实时三维仿真模拟。
该软件有很成型和规范的建模和二次开发工具,可针对城市规划设计和管理的功能需求进行二次开发。
2、三维仿真建模城市规划三维仿真建模的主要流程包括数据采集、数据处理与入库、专项模型创建、模型综合等几个主要步骤,如图1所示。
图1 城市规划三维仿真建模技术方案就城市修建性详细规划的三维仿真来说,其建模可分解为地形地貌、道路场地、建筑物构筑物、绿化配景等专项建模。
地形地貌建模的原始数据有矢量地形图、影像数据等多种,可分别用相应的工具转换到Creator中。
其中最常用的是数字正摄影像叠加同范围的栅格DEM,这种数据可通过转换工具转化为Creator中flt数据格式,形成原始地形模型。
原始地形模型取得后,再根据规划方案中的竖向设计标高来修改地形。
规划设计图一般为AutoCAD文件,AutoCAD文件经过一些处理如面域构造等,可以转换出设计的场地模型(包括地形、道路广场,水体、草坪等),再赋予竖向高程和地表标志性地物,就基本完成了场地模型的构造。
简单的建筑物的模型可用Creator直接制作,复杂的建筑物可先在3DSMax 里建模,再通过PolyTrans转换成flt文件。
PolyTrans转换出来的模型数据量一般都很大,需要作进一步的简化和优化处理才能使用。
在场地模型和建筑物模型的基础上,贴上纹理,加上绿化配景和环境小品等建模,就形成了完整的规划三维仿真模型。
3、三维仿真应用程序开发三维仿真应用程序是在MPI公司的Vega基础上进行开发的。
Vega是用于虚拟现实、实时视景仿真等可视化领域的应用软件工具,它是一个类库,以C语言的API形式出现,每个Vega类都是一个完整的控制结构,该控制结构包含用于处理和执行特征的各项内容。
在Vega中,几乎每一项内容都是以类来完成的。
其核心类主要有窗口控制类、模型对象控制类、观察者控制类、场景控制类、运动模式控制类、运动路径控制类等。
三维仿真应用程序的界面基于MFC进行开发制作,以Visual C++为开发语言,这样可以更好地与Vega API相结合,控制函数采用Vega API提供的函数。
利用Vega API建立三维仿真应用程序分三个主要步骤:一是初始化,调用初始化函数初始化系统并创建共享的内存区和信号区;二是通过创建需要的事件和需要的类来定义系统;三是系统配置,使应用程序定义文件中的定义与函数调用结合起来,最后,调用系统配置函数完成系统配置。
三维仿真应用功能包括二大部分,第一部分是三维实时仿真应用中一些基本的和通用的功能,如三维场景的实时自由浏览,固定路线漫游,模型单元(建筑物、绿化配景、小品等)的任意添加、删除与替换,模型单元的位置平移,建筑物模型的高度调整纹理置换,属性信息查询(点击图形查属性)、反向查询(根据属性定位图形画面),二维导航,光照与天空效果的处理等。
第二部分是针对具体项目而开发的仿真应用专用功能,如针对某个大场景浏览而开发的视景控制功能,针对某图书馆开发的室内漫游功能,针对广州大学城共同管沟而开发的地下共同管沟漫游和管线信息查询功能等。
这些功能针对特定的仿真对象而开发,具有使用方便、运行效率高的特点。
三、关键技术1、光影效果的实现为了保证实时渲染速度,目前世界上各种三维仿真模型(如OpenFlight,VRML等)都不支持实时的光影计算。
但是如果模型没有明暗和阴影,其空间视景效果就大打折扣。
在实际的仿真应用中,动态实时的光影虽然难以实现,但是静态的明暗和阴影是可以实现的,可以把明暗和阴影固化到纹理贴图中,以达到较好的视景效果。
OpenFlight文件的专用建模工具Creator在构建光影效果方面不是很强,在Creator中进行有光影效果的建模几乎是不现实的。
本单位采用的方法是:用3DSMax辅助建模,用LightScape辅助渲染。
需要表达阴影的物体(如建筑,起伏的地形)都用3DSMax建模,建好Max模型后,在LightScape 中用光能传递的方法渲染,得到模型的每个面的带明暗阴影的纹理,将这些纹理反贴到仿真模型上,就构成了具有静态阴影效果的模型。
2、模型的优化大范围的城市规划(如广州大学城的规划)的三维虚拟仿真模型的特点是视景面积大、细节多,模型的数据量为海量数据。
为了保证海量数据的顺利浏览,要从两方面配合实现,一是模型要建造合理并经过优化,二是虚拟仿真软件平台要支持超大场景浏览的功能。
就模型的优化来说,主要涉及仿真模型数据结构的合理设计、细节层级(Level of Detail,简称LOD)技术、纹理图像的mipmap 处理技术、纹理图像的优化、外部引用等技术。
3、超大场景的无缝浏览为了实现超大三维虚拟场景(如广州大学城三维仿真模型)的实时浏览,在本单位二次开发的虚拟仿真平台中加入了场景动态加载的功能。
通过这个功能,平台只加载视野范围内的场景,视野以外的场景暂时不加载。
当模型的场景很大时,视野范围其实只是整个模型的一小部分,所以,加载的只是模型的一部分。
随着漫游的进行,视点在改变,视野范围也改变,这时,新纳入视野范围的模型再被加载,而离开了视野的模型就被卸载。
通过这样的方法,内存中始终都是模型中某一部分,内存占用也能控制在一定数量以下。
因此,再大的场景也可以顺利浏览,不再存在硬件瓶颈,也不需要太过昂贵的设备。
当然,根据视野来确定模型的加载和卸载,需要复杂的算法支持,这种算法是根据可见性消影的原理实现的。
4、模型的实时动态编辑要在三维仿真浏览时进行实时的建筑物模型置换、纹理置换、高度调整等功能,就涉及模型的实时动态编辑,即实现所见即所得的功能。
这些功能在一般的虚拟仿真开发引擎中都有所限制。
在基于Vega的开发平台上,这些功能是较难实现的,因为Vega从底层就不提供这样的API。
本单位在仿真应用程序的开发中,通过直接深入到OpenFlight文件内部修改模型数据,然后再快速更新内存等方法,扩充了Vega的功能,实现了实时动态编辑。
四、结束语三维虚拟仿真技术是近年来迅速发展起来的一种综合性的技术,它在许多领域已展示出广阔的应用前景。
本文介绍的只是其用于城市规划中的几个方面。
随着三维虚拟仿真技术的发展、完善和应用的深入,它必将在城市规划和建设中发挥越来越重要的作用,并对数字城市产生深远的影响。