三维城市规划与设计实现技术初探
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三维数字城市技术在城市规划中的应用摘要:随着科学技术的发展,我国的三维数字城市技术有了很大进展,并在城市规划中得到了广泛的应用。
随着技术的发展,需要借助更多技术力量来提升规划的质量,三维数字城市技术在此背景下得到重视。
本文首先分析三维数字化技术优势,其次探讨三维数字城市技术在城市规划中的应用方法,关键词:三维数字城市;城市规划;信息复用;数字化技术引言现阶段,城市发展进程日益加快,人类的居住环境得到了显著改善,作为经济和社会文化生活的主要载体,城市在分区块功能、立体空间布局等方面,出现了巨大的改变。
针对我国城市发展状况来说,不断出现了诸多都市圈、城市圈、城市带以及城市群,同时发展速度越来越快。
在确保社会持续稳定发展的同时,将自然发展渗透到城市建设中,让城市发展规划更具科学性。
在城市发展建设中,既要把社会需求、城市的经济建设等因素纳入考虑范围,同时还要全面考量市民宜居条件以及城市生态环境,制定科学的生态规划设计方案。
1三维数字化技术优势(1)利用三维数字化技术建立的数学模型具有整体性,精密度高,还原准确等特点,使其应用领域更加广阔,同时也为各个领域的经济发展带来了广阔的应用前景。
(2)三维数字化技术的灵活性很大,特点是它的信息量很少,还能保证产品的完整性,使其系统化,从而加大了利用空间。
(3)三维数字化技术大大缩短了设计时间,实现了不同层次、不同设计层面的同步化,使得设计团队可以同时进行多个设计任务的工作,从而大大提升了设计的效率,保证了设计的质量。
(4)三维数字化技术把设计环境从传统的物理模型中解脱出来,采用模拟仿真技术建立的三维数字化设计模型,可以大大缩短开发周期,提高开发效率,降低开发费用。
在应用三维数字化技术的同时,采用团队分工协作的方式来完成工程项目,确保了工作的高质量和高效率。
如果能够构建一个高质量高素养专业化的设计团队,不仅可以确保设计的效率与质量,而且可以有效地降低制造时间和设计成本,避免在设计过程中造成资源的浪费。
三维可视化技术在城市规划中的应用研究在城市规划中,三维可视化技术是一项非常重要的工具。
它可以帮助城市规划师们更好地理解和探究城市的空间结构和风貌,以及预测未来城市的变化趋势。
本文将从三个方面探讨三维可视化技术在城市规划中的应用研究。
一、三维可视化技术在城市设计中的应用三维可视化技术可以帮助城市规划师们更好地展示和表达设计理念,以及对城市空间的技术分析和评价。
这项技术可以描绘出城市的立面、风貌和地形等,从而真实地模拟城市的空间特征和利用功能。
此外,三维可视化技术还可以为城市规划师提供设计好的方案,使其更好地理解和评估设计效果,从而提出更优化的设计方案。
二、三维可视化技术在城市交通规划中的应用在城市交通规划中,三维可视化技术可以为规划师们提供更详实的信息,因为它能将空间信息和实物信息直观地表达出来。
比如,三维可视化技术可以将交通流的轨迹分析出来,绘制出城市的交通流图,以此来对城市交通流进行分析和规划。
此外,三维可视化技术还可以通过模拟行车过程,形成城市交通规划模型,从而更好地把握城市交通的规划和改造。
三、三维可视化技术在环保和自然资源利用方面的应用在环保和自然资源利用方面,三维可视化技术也具有很大的应用价值。
比如,在水资源利用方面,三维可视化技术可以将水资源流动情况进行模拟和可视化,洞悉资源的分布和利用情况,以此指导水资源的优化利用和保护。
在空气污染方面,三维可视化技术还可以将城市大气环境进行估价和评估,以此为产业发展和城市建设提供指导和方向。
综上所述,三维可视化技术在城市规划中具有重要的应用价值和研究意义。
其可帮助我们更好地了解和探究城市的空间结构和风貌,以及预测未来城市的变化趋势。
在未来的城市规划中,三维可视化技术将发挥越来越重要的作用,为我们创造更美好的城市生活和环境。
三维重建技术在城市规划中的应用实践一、引言随着城市化进程的不断加速,城市规划成为提高城市发展水平和质量的重要措施之一。
然而,传统的城市规划方法往往只能提供二维平面图,难以体现丰富的空间、高度和立体形态信息,忽略了城市发展的多样性和复杂性。
因此,三维重建技术(3D modeling)在城市规划中的应用实践被广泛探讨和应用,并且取得了良好的实效。
本文将介绍三维重建技术在城市规划中的应用实践。
二、三维重建技术的基本原理三维重建技术是将二维图像或视频转化为三维模型的一种技术方法。
其基本原理是通过多视角摄像、激光扫描或遥感数据等方式获取外观信息,然后利用计算机算法解析、处理这些数据,最后生成可视化的三维模型。
三维重建技术的主要应用领域包括工业设计、数字娱乐、医学诊断等多个领域,而在城市规划中的应用实践也更为突出。
三、三维重建技术在城市规划中的应用1. 建筑物数字化利用三维重建技术可以对城市中的建筑进行数字化处理,即将建筑物外观信息转化为三维模型。
通过建筑物数字化,可以实现对建筑物的准确测量、构建和分析,为城市规划提供了高精度的数据和可视化的模型支持。
同时,以三维模型代替传统的二维平面图,使得城市规划更加真实、直观、全面,方便城市管理者和决策者进行评价和决策。
2. 地形分析三维重建技术不仅可以应用于城市的建筑物,还可以应用于城市的地形。
利用三维重建技术,可以精确地还原城市中的山丘、河流、道路、绿地等,同时也可以分析其高程、坡度、坡向等一系列地形指标,为城市规划提供更加科学的依据和参考。
3. 环境模拟利用三维重建技术,可以实现城市环境的模拟,例如横跨区域、通透层次、受光影刻画和嗅觉等感官真实的城市模拟。
城市环境模拟可以帮助城市规划师更好地理解、评估新项目,以及改善已有规划,使其更符合人的感官需求。
4. 市场分析对城市规划而言,了解市场需求是至关重要的。
随着三维重建技术的发展,可以利用这项技术对城市中建筑物的高度分布、琳琅满目的品牌商业楼宇和交通流量等等,以数据的方式进行分析。
三维建模在城市规划中的应用研究随着城市建设的不断发展和完善,越来越多的城市规划师开始采用先进的三维建模技术来辅助规划设计、建筑选址、道路规划以及城市景观设计等方面的工作。
这种技术可以使城市规划师更准确地了解城市现状以及未来发展的潜力,并有针对性地制定出合理的规划方案。
本文将会探讨三维建模在城市规划中的应用研究。
首先,三维建模技术已经成为了城市规划中必不可少的工具之一。
通过三维建模技术,城市规划师可以建立一个真实、可操作的城市模型,该模型可以为城市规划师提供丰富的规划信息。
例如,城市规划师可以在该模型上模拟出各种天气和自然灾害的影响,了解地形地貌和城市拓展的可能性。
当然,这仅仅是三维建模技术的一部分,更多的信息需要城市规划师去发掘和开发。
其次,三维建模技术不仅可以帮助城市规划师更好地了解城市的现状以及未来的发展潜力,还可以用于城市规划的可视化和交互设计。
通过将城市规划师的设计作为一个三维建模,并在计算机上进行显示,可视化设计可以让城市规划师更好地评估其设计质量、进行必要地调整和改进。
而交互设计则是通过一些先进的应用程序,让公众和其他有关方面也可以参与到城市规划的决策中来,从而使城市规划更加透明、民主和有效。
最后,三维建模技术还可以用于城市规划的计算和模拟。
城市规划师可以通过计算机的精确计算和模拟,找出城市规划中可能发生的问题,例如交通流量、排水系统、能源消耗等等,从而制定出更合适的规划方案。
当然,这也需要城市规划师有足够的理论知识与操作技巧,才能充分运用三维建模技术。
总之,三维建模技术已经成为城市规划中不可或缺的一部分。
通过三维建模技术,城市规划师可以更好地了解城市的现状和未来发展的潜力,为城市规划提供更加丰富的信息和可视化的设计,以及更加科学的计算和模拟。
由此可以看出,三维建模技术的应用将为城市规划师提供更多的工具,使其可以在复杂的城市规划设计中更好地描述、评估和实施规划方案。
三维测绘技术在城市规划与设计中的应用引言:城市规划与设计是一门综合性强、专业性强的学科。
而三维测绘技术的发展,为城市规划与设计提供了全新的方法和工具。
本文将探讨三维测绘技术在城市规划与设计方面的应用,重点讨论其在地形分析、景观设计、建筑模拟等方面的作用。
一、三维测绘技术在城市地形分析中的应用城市地形是城市规划与设计的基础,正确全面的了解城市地形对整个规划和设计的实施具有重要意义。
而传统的地形分析主要依赖于平面地图和二维测绘数据,其表达能力有限。
而三维测绘技术可以通过激光雷达、卫星测绘等手段,快速获取大规模高精度的地形数据。
这些数据可以生成真实、准确的三维地形模型,进一步帮助规划师和设计师更好地分析城市地形特征,比如坡度、高差、地势曲线等,为城市规划和设计提供科学依据。
二、三维测绘技术在城市景观设计中的应用城市景观设计是考虑城市环境、人文历史等多个因素综合运用的产物,需要综合考虑多个视觉角度和空间感。
而传统的二维设计工具无法真实呈现出设计效果。
而三维测绘技术可以将设计师的概念转化为真实的三维模型,从而更好地展示和传达设计意图。
利用三维测绘技术,设计师可以通过不同角度、不同高度的视觉效果呈现,更好地评估设计方案的可行性和效果。
此外,三维测绘技术还可以将景观要素与实际环境进行融合,使得设计更加融入城市的整体风貌。
三、三维测绘技术在城市建筑模拟中的应用城市建筑是城市规划与设计中的重要组成部分。
而传统的建筑模拟主要依靠手绘和二维平面图,无法真实反映建筑物的立体感和细节。
而三维测绘技术可以通过激光扫描、摄像机等手段,获取建筑物的三维信息,生成真实的建筑模型。
这些模型可以用于评估建筑物的视觉效果、空间布局和结构稳定性等方面,帮助规划师和设计师更好地评估和调整设计方案。
四、三维测绘技术在城市规划与设计中的挑战与发展尽管三维测绘技术在城市规划与设计中具有广阔的应用前景,但仍然存在挑战。
首先,高精度三维测绘数据的获取和处理成本较高,对于一些资源匮乏的地区来说,可能难以进行大规模应用。
城市三维地理信息系统设计与实现初探城市三维地理信息系统是在传统的二维地理信息系统的GIS分析功能基础上,结合了城市虚拟景观的三维场景浏览功能,因此,在城市规划、市政管理等方面具有相当广泛的应用前景。
在对城市三维地理信息系统及其数据进行总结的基础上,深入探讨城市三维地理信息系统的设计及其在城市规划中的应用。
标签:城市三维地理信息系统设计实现城市是人类活动最密集的区域,也是地理信息系统研究与运用领域的一个重要方面,城市三维可视化已广泛应用于城市规划、工程设计、环境保护、灾害防治等领域,城市三维可视化表达也是当今“数字城市”一个重要表现手段。
1城市三维地理信息系统及其数据内容1.1城市三维地理信息系统城市三维地理信息系统是指能对城市区域内空间对象进行真三维描述、可视化和分析管理的地理信息系统。
城市三维地理信息系统是一套完整的GIS系统,它不仅具有城市三维虚拟景观浏览功能,让用户在真三维的仿真城市中进行漫游和飞行,还应具有以下功能:(1)三维数据管理,主要包括三维数据入库、质量检查、坐标转换、空间和数据查询以及与其他系统数据的无缝转换等功能。
(2)三维场景交互,是指对场景中三维对象交互地进行三维空间浏览、选择、查询操作。
(3)三维空间分析,主要包括根据三维场景中的地形和模型的几何特征,进行基于模型或者场景的三维空间量算,通视分析,日照分析等三维空间分析操作。
1.2城市三维空间数据采集三维数据采集主要有两大类:一类是场景数据。
一般采用高分辨率卫星遥感影像或航空影像数据.通过和数字高程模型(DEM)叠加。
生成三维地面模型,一般用于城市建成区外围的场景建设,形成三维城市外围环境模型,为城市建设宏观布局服务;第二类是建筑物三维数据,这是城市最主要组成部分,也是人们最关注的部分,人们希望在三维模型里能够对建筑物进行查询、分析,甚至能够管理到建筑物内部空间组成,利用其查询、分析功能同其它专题属性信息进行链接。
三维数据采集的一般流程如图1:2城市三维地理信息系统设计为更好的将城市三维地理新系统应用于城市规划设计和辅助决策,下面将详细阐述该系统的设计及主要功能.2.1城市三维地理信息系统架构整个系统可分为三个主要层次,如图2所示:2.1.1数据层数据层包含了城市三维地理信息系统中所需的所有二维基础地理数据库、影像数据库、三维城市模型数据库和场景中所需的小品模型数据,由于系统三维场景包含的数据内容较多,为了优化模型,加快三维场景的加载速度和浏览的流畅度,通常把场景中所需的模型进行优化处理后,并按照一定的层次结构组织成三维场景,供三维地理信息基础平台调用。
基于三维建模技术的城市景观规划方法与实践城市景观规划是一个复杂而重要的领域,需要考虑到城市功能、生态环境以及人们的生活需求等多方面因素。
随着科技的进步,三维建模技术在城市景观规划中的应用也变得越来越广泛。
本文将探讨基于三维建模技术的城市景观规划方法与实践,以期为城市规划师和相关从业人员提供一些参考和思路。
一、三维建模技术在城市景观规划中的应用概述现如今,三维建模技术在城市景观规划中的应用已经非常广泛。
通过三维建模技术,可以将现有的地理数据、建筑模型等进行数字化处理,使得设计师可以更加直观地展示和理解城市的规划蓝图。
同时,利用这些模型,可以对城市的发展方向进行模拟和预测,为决策者提供科学依据和参考。
二、基于三维建模技术的地理信息系统(GIS)在城市规划中的应用地理信息系统(GIS)是一种将地理空间数据进行管理、分析和展示的技术体系。
在城市景观规划中,GIS可以帮助城市规划师对土地利用、交通网络、环境资源等进行全面综合的分析和评估。
基于三维建模技术的GIS可以更加真实地展现城市的地貌、建筑物以及植被分布等信息,为规划者提供更加全面的数据支持。
三、基于三维建模技术的景观视觉模拟方法与实践景观视觉模拟是城市景观规划中的重要手段之一,能够帮助规划者和决策者更加直观地感知和评估城市规划方案。
在过去,景观视觉模拟多数采用二维模型进行展示,难以真实地呈现出城市的立体感和真实感。
而基于三维建模技术的景观视觉模拟则可以更加真实地展现城市景观的纹理、光照、颜色等特征,使规划者和决策者能够更好地理解和评价规划方案。
四、基于三维建模技术的城市空间分析方法与实践城市空间分析是城市景观规划中的一项重要工作,其可以帮助规划者更好地优化和布局城市的空间资源。
基于三维建模技术的城市空间分析可以通过增加层次感和立体效果,使规划者能够更好地进行视角切换和空间感知。
同时,利用三维建模技术的城市空间分析方法还可以对建筑高度、阴影分布、通风通透等因素进行预测和模拟,为规划者提供科学依据和建议。
3D建模技术在城市规划中的应用随着科技的飞速发展,3D建模技术在城市规划领域的应用也日益广泛。
这种技术不仅能够帮助城市规划者更直观地了解规划效果,还能够提高规划的精准度和效率。
本文将从3D建模技术在城市规划中的原理和优势入手,探讨其在城市规划中的具体应用及未来发展方向。
首先,我们来看一下3D建模技术在城市规划中的原理。
简单来说,3D建模技术是利用计算机软件对城市空间进行三维建模,将城市的地形、道路、建筑等要素进行精确的数字化表示。
通过对城市数据的采集、处理和分析,可以生成逼真的三维城市模型。
这种模型不仅可以用于展示城市的整体格局和规划方案,还能够进行虚拟漫游和空间分析,为决策提供有力支持。
其次,我们来分析一下3D建模技术在城市规划中的优势。
相比传统的二维规划工具,3D建模技术具有以下几个明显优点。
首先,三维城市模型更加直观,能够让规划者和决策者更好地理解城市的空间结构和关系。
其次,基于三维模型的城市规划可以更为精确地反映现实世界,帮助规划者更准确地预测城市发展的效果。
此外,3D建模技术还能够实现城市规划方案的可视化展示,引导公众参与和意见反馈,增强规划的透明度和民主性。
总的来说,3D建模技术为城市规划带来了更多可能性和便利性。
接下来,我们具体探讨一下3D建模技术在城市规划中的应用。
首先,3D建模技术可以用于城市的总体规划和设计。
通过对城市的地形、地貌、用地分布等信息进行三维建模,规划者可以更好地把握城市整体布局和空间发展走向,制定出更科学合理的规划方案。
其次,3D建模技术也可以用于城市的详细规划和设计。
在城市细部规划中,规划者可以利用3D建模技术对建筑、道路、绿化等要素进行精细模拟和布局,使规划更加精准和具体。
此外,3D建模技术还能够用于城市景观设计和环境评估,为城市的宜居性和可持续发展提供支持。
最后,我们展望一下3D建模技术在城市规划中的未来发展方向。
随着人工智能、大数据等前沿技术的不断渗透,3D建模技术在城市规划中的应用将更加广泛和深入。
三维建模技术在城市规划与设计中的实践案例分析引言:城市规划与设计是一项复杂而重要的任务,决定了城市的发展方向和形象。
随着科技的不断发展,三维建模技术在城市规划与设计中起着越来越重要的作用。
本文将通过实际案例,探讨三维建模技术在城市规划与设计中的应用,以及它对城市规划与设计的促进作用。
一、三维建模技术在城市规划中的应用城市规划是一个庞大而综合的系统工程,它需要考虑到土地利用、交通网络、建筑物分布以及环境保护等多个方面。
传统的城市规划中,主要依靠平面图和立面图进行设计和展示。
然而,这种方式无法全面展示城市的真实面貌和规划的效果。
三维建模技术的出现,为城市规划的实施带来了新的思路和方法。
首先,三维建模技术可以提供更加真实和直观的城市模拟。
通过利用计算机软件,将城市的地理数据与建筑物的模型相结合,可以将整个城市的规划呈现为一个立体的模型。
这使规划者和决策者能够更好地理解和评估规划方案,从而更准确地做出决策。
其次,三维建模技术可以进行可视化分析。
通过对城市模型进行可视化分析,可以模拟不同规划条件下的交通流量、景观效果、人口密度等数据。
这些数据对于城市规划的细化和优化至关重要。
例如,在考虑新建道路或改变街道走向时,三维建模技术可以模拟不同交通流量条件下的交通状况,从而选择最佳的规划方案。
最后,三维建模技术可以帮助城市规划的公众参与。
传统的城市规划中,公众往往只能通过文字和图片来理解规划方案,这样容易出现误解和争议。
而通过三维建模技术,公众可以参与到规划过程中,通过交互式地操作和浏览三维模型,提出自己的意见和建议。
这种公众参与的方式,能够让规划者更加客观地了解公众的需求,提高规划的透明度和公正性。
二、三维建模技术在城市设计中的应用城市设计是城市规划的具体实施过程,它需要考虑到人文环境、景观特色、建筑风格等多个方面。
传统的城市设计中,主要依靠手绘和模型制作来进行概念呈现。
然而,这种方式在规划细节和效果展示方面存在一定的局限性。
三维城市规划与设计实现技术初探吴剑平马强郑通昊摘要:三维技术作为一种新型的空间表现技术,近年来在城市规划管理领域应用广泛,且日渐成熟,而较高的人力与技术成本一直是其在城市规划编制领域运用的门槛,对于规划师而言,一张漂亮的规划方案鸟瞰效果图已经是三维技术运用的“典范”。
随着数字城市、智慧城市的建设以及“大数据”时代的来临,城市规划师所面临、处理、分析的城市空间信息更加纷繁复杂,一张仅仅漂亮的效果图已经远远满足不了三维空间信息存储、分析与表达的要求。
本文试图从规划师的角度探索三维城市规划与设计的内涵以及特征,并依托地理信息、计算机等领域的三维空间分析、程序建模、三维表现等分析与建模技术,结合规划编制实例,初步提出三维城市规划与设计实现的技术路径。
关键词:三维技术、城市规划与设计、地理信息系统、程序建模、三维空间分析1 引言:三维城市规划与设计背景三维技术在城市规划领域运用趋势。
三维模拟技术作为一种新型的虚拟现实技术,广泛应用于游戏开发、电影制作、电视广告、国防和教育等领域,近年来,随着地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)的兴起,两者结合产生的三维地理信息系统(3DGIS)在十分依赖空间数据的房地产、国土资源以及城市规划管理等行业应用广泛。
特别是在城市规划管理部门,通过重建城市的道路、建筑以及市政管线,整合城市设计和建设项目的三维模型,可以以动态的、形象的、多视角的方式展示城市的现在和未来,为城市管理者提供具有真实感和空间参考的决策支持信息。
如深圳市城市仿真系统(如图1),通过提供全市域三维场景以及重点地区建筑和道路精细模型,可对建筑设计效果图进行全方位审核,辅助重要建设工程的审批管理。
图1 深圳市城市仿真系统目前城市规划师所运用的三维技术以及优缺点。
而在城市规划编制领域,三维技术的运用较为滞后。
一般而言,规划师在规划方案的设计中,一般只会运用AutoCAD二维平台;在涉及到城市设计等内容时,才会选择三维建模平台(如SketchUp、3Ds Max等,这些均为建筑设计行业所使用的软件);当需要真实的效果时,规划师往往需要求助于效果图建模师(大多使用3Ds Max等三维建模平台)。
这种传统的三维建模方式的优缺点在于:(1)以单体建模为主,建模较为复杂。
3Ds Max、Sketchup等三维建模软件提供交互式、所见即所得的建模方式,对于建筑单体的细部设计而言十分的便捷,可以完全满足建筑师的建模需求。
但对于规划师而言,通常面对的是地块、片区甚至城市级别的巨大范围,涉及的地物建模量数以千万计,且规划师建模关注的重点并非在单个建筑细节上,而是建筑组群的关系,运用传统的建模方式往往让规划师陷入“只见树木,不见森林”的局面。
(2)缺乏动态更新,修改耗时耗力。
3Ds Max、Sketchup等三维建模软件由于针对建筑单体,提供了众多建筑部件的参数,如门、窗、墙体的尺寸、色彩、纹理等,可通过修改参数改变建筑部件的属性,但针对于建筑整体的参数却十分有限。
而对于规划师而言,建筑个体已经是其关注到的最小尺度,如需要对城市整体建筑的样式(如建筑体量、建筑形式)进行反复修改时,则会耗费规划师大量的时间和精力。
(3)表现效果虽好,但“中看不中用”。
通过3Ds Max等渲染后的效果图,表现效果直观、真实,特别是对小尺度范围的模拟可以做到十分的逼真,在最终设计方案的展示上可以取得很好的效果。
但对于规划师而言,面对更多的是设计方案的过程,关注多种设计方案的分析比较,特别是各种三维参数的调校论证(天际线、建筑密度、容积率、日照阴影等),而通过传统方式制作的效果图无法提供参数的分析比较。
发展适合于城市规划编制的三维技术。
三维空间因更接近于人的视觉习惯,其直观性和真实性远超二维空间,同时可以为规划师提供更多隐性的空间关系。
随着数字城市、智慧城市的建设以及“大数据”时代的来临,城市规划师所面临、处理、分析的城市空间信息将更加纷繁复杂,如何简单直观、客观真实的展现这些信息,三维空间给我们提供了平台,但如何在三维空间开展我们的规划设计工作,探索适合于规划师运用的三维技术手段是其中的关键。
2 三维城市规划与设计内涵与特征2.1 三维城市规划与设计内涵三维城市规划与设计是指利用三维空间信息技术,使规划设计的全过程处于三维空间,并实现对方案的实时互动评估、分析与调校,为城市规划师提供直观与科学依据的“所见即所得”的全新设计方式。
它既区别于传统的二维城市规划与设计,也区别于传统三维技术的应用,它是真正意义上的“在三维空间做设计”,一是对城市空间形态、景观风貌的实时展现,二是对规划方案的空间分析与辅助决策。
2.2 三维城市规划与设计的特征三维城市规划与设计主要服务对象为城市规划师,为便于城市规划师运用,它应具备以下四个特点:(1)技术门槛较低,建模简单方便较高的人力与技术成本一直是城市规划师运用三维技术的门槛,因此三维城市规划与设计所依托的平台与技术应该是规划师所能接受的,并且可以独自驾驭的,而不需其他人员如效果图建模师的参与,一方面可以减少人力成本,另一方面避免低效率的沟通。
(2)参数化修改,适合于方案的变更传统的建筑方案模型的变更以图形化修改为主,参数化修改为辅;但三维城市规划与设计设计到的模型量十分可观,且更注重各类指标的比较,因此大部分模型的修改应以参数化批量修改为主,重点部分的模型可图形化修改,这种方式更适合于方案的多次变更,快速且工作量小。
(3)专注表达规划理念,更好地展示方案效果三维城市规划与设计所依托的平台和技术,应能方便地表达城市规划师的规划理念和意图,除此之外,易打动甲方和公众的真实表现效果也十分重要。
(4)适用于不同层次规划设计的需求城市规划主要有总体规划与详细规划两个层次,详细规划又分为控制性详细规划和修建性详细规划,不同层次的城市设计对三维模拟尺度的要求差别较大,因此三维城市规划与设计所依托的平台应能涵盖从宏观到微观尺度的地物建模。
3 三维城市规划与设计的核心技术程序建模技术的兴起。
在建筑和城市规划行业,自动化的3D模型优势越来越明显,与传统的手动的3D模型对比,自动化更能体现低成本、快速、节约资源的特点。
近年来,在计算机领域兴起、代表最新技术水平的程序建模技术(Procedual modelling),在自动化的3D模型建立上表现突出,目前依托程序建模技术的软件主要有CityEngine、Citygen、L-system 等。
程序建模技术介绍。
程序建模通过全自动和半自动、参数化、交互式的方式快速和简单的构建城市地理环境和要素,包括依据道路网自动划分街区、由街区分割产生地块、由地块自动生成建筑。
这种至上而下的城市构建方式,非常契合城市规划的设计思路。
程序建模技术运用于三维城市规划设计的主要思路有:基于规则的批量建模、动态城市空间布局、实时规划指标分析等。
3.1 基于规则的批量建模基于规则的建模思想是定义规则,通过规则驱动地物模型的生成与修改,反复优化和深化设计。
规则定义了一系列地物的几何和纹理属性,如道路宽度、纹理;建筑的高度、样式、层高等。
规则建模的优势:由于基于规则的建模可以批量生成建筑,与传统建模方式相比,随着模型数量的增加,规则建模所需的成本远远少于手工建模,建模数量越大,这种优势体现得越明显。
图2 规则建模与手工建模对比3.1.1 道路自动划分街区基于规则的批量建模提供了自动生成城市道路网的工具,规划师只需指定一条道路,通过设定相关的参数即可生成道路网络。
但一般而言,城市道路网会在方案设计时由规划师手动绘制,因此更多的情况是规划师绘制了道路主干网,则次干路、支路可以由建模工具依据规范参数自动加密,同时通过规则给予道路若干属性(如道路纹理、道路上的设施等)。
城市道路网是定位建筑和其他要素的参照,在道路网形成后,相邻道路围合的区域自动形成街区。
广州教育城地物三维模拟注:采用CityEngine程序建模软件(下同)3.1.2 街区自动分割为地块街区形成之后,可利用街区分割工具将大尺度的街区划分为小尺度的地块,使城市模型更加的真实与细致。
分割过程中可设定各种参数控制地块的形状,如分割后地块的最大面积、最小面积、是否均临街等等。
3.1.3 地块自动生成建筑地块作为建筑的基底,在分割完之后,则可通过相应的规则产生建筑,真正让设计具备三维特征。
在规则中,可以设定建筑后退用地红线距离,建筑的层数、高度、样式、色彩和纹理等参数。
3.2 动态的城市空间布局道路、街区、地块和建筑在“程序建模”中是一组相互联动、互相继承和包含的整体。
道路的变化会直接影响街区,街区的变动会影响地块,进而影响到建筑,因此“牵一发而动全身”的这种特性十分利于方案的动态修改。
3.2.1 地物的自适应调整通过参数化方式修改道路的宽度,或者通过图形化方式移动道路交叉口的位置,均可引起街区、地块、建筑的自适应调整,这种调整包括街区变小、地块变小或消失、建筑的消失与位置的移动等。
城市规划师不用担心调整后的空间布局是否背离了规范的要求,或者调整后的要素之间是否产生空间逻辑错误(如重叠、交叉等)。
3.2.2 建筑的批量调整不同于手工建模的图形化修改,程序建模针对建筑的修改采用参数化的方式,修改建筑规则中的高度、层数等参数,便可改变所有利用该规则建筑的对应属性。
所见即所得的方式让建筑群组属性的调整更加方便。
3.3 实时的规划指标分析“程序建模”技术注重各种指标参数的统计与分析,由于各类模型均包含属性,通过自定义统计报表,可用于统计形成各种城市规划指标,如建筑面积、容积率、绿地率、建筑高度等,随着设计方案的变化,报表的内容也会自动更新。
4 各规划层次的三维设计重点城市规划主要分为总体规划与详细规划两个层次,详细规划又分为控制性详细规划和修建性详细规划,不同层次的城市设计对三维模拟尺度的要求差异较大。
4.1 总体规划层次应关注的设计重点长久以来,城市总体规划给人们一种执著于解决二维空间问题的感觉,三维空间设计往往被认为是详细规划考虑的问题,处在相对“弱势”地位的详细规划往往会空有营造良好城市空间品质的“一腔热血”,但处处受到总体规划的限制,由于三维空间观缺失,总体规划往往在空间塑造上犯下错误,而这些往往成为下位规划的“依据”。
在三维城市规划设计中,总体规划应注重对整个城市空间特色的识别与判断,目的并非规划一个三维空间的终极蓝图,而是保证城市整体空间特色的完整性。
总体规划层次三维设计应重点关注城市与自然景观的关系。
城市的空间特色往往与城市所处的地理环境关系密切,受地理环境影响,城市整体空间往往存在地势高低关系,充分利用已有山体视线、开敞水面、生态景观廊道等三维空间资源,对塑造特色的城市空间布局(形态)十分重要。