三维城市在城市规划管理中的应用

三维城市在城市规划管理中的应用

赵晨

枣庄市城市地理信息中心山东省枣庄市277800

摘要：随着信息技术的不断发展，虚拟现实技术作为信息高度集成的运算技术，在城市规划中的运用相当广泛，在本文中，笔者将根据三维城市信息技术的特点对该技术在城市规划管理当中的运用过程做详细的分析，以期为同行的工作人员提供借鉴。

关键词：三维城市；城市规划管理

前言

随着我国经济的不断发展，信息技术作为经济发展的产物之一，对我国当下的各行各业均产生不同程度的影响。随着信息技术的不断升级，虚拟现实技术也在信息技术的助推下登上了历史的五代。在我国城市规划管理中运用的三维城市信息技术，就是虚拟现实技术的最佳体现。在三维城市信息系统中，庞大的信息群体被集中到了一个服务器当中，并通过数据的可视平台最终在显示器上呈现一个虚拟的三维城市。传统的城市规划管理工作需要在二维的平面图上分析建筑与建筑的关系、建筑与地面的关系等等。这样的工作模式不仅降低了工作效率，同时也降低了规划工作的客观合理性。在三维城市技术的帮助下，城市的整体得到了一个立体化的表现形式，建筑与建筑之间的高度关系、平面距离关系等等数据一览无遗。因此，三维城市技术在当下的城市规划管理系统中具有相当重要的发展作用。在下文中，笔者将从控制性详细规划编制与三维城市模型开始入手，分析三维城市技术在城市管理中的具体应用。

1.1控制性详细规划编制与三维城市模型

城市规划是对一定时期内城市的经济与社会发展、土地利用、空间布局以及各项建设的综合部署、具体安排和实施进行管理。它既是一项管理性很强的政府职能,又是一门跨越自然科学和社会科学的综合性学科。城市的迅速发展使得城市规划的任务日益繁重。因此,迫切需要一个真正能够实现多个科室或部门间的协同合作、实现信息交流与共享的平台;通过协同办公管理(COA)、地理信息系统(GIS)等多种先进技术的融合,实现对空间和非空间规划数据资源的快速整理、分析和一体化查询来大力提高城市规划水平和效率。城市规划包括城市规划编制、规划审批和规划实施等三部分[1],而规划编制更具有控制性和指导性。

控制性详细规划编制(以下简称:控规编制)是以总体规划或分区规划为依据,以土地使用控制为重点,详细规定建设用地性质,使用强度和空间环境,强化规划设计与管理、开发的衔接,并指导修建性详细规划的编制。控规编制是伴随着我国城市规划理论及实践的变革而出现的一种新型规划理念,它表明我国城市规划管理从终极形态走向法制的过程,表明城市规划是立足于城市发展的客观过程,是向着预定的规划目标不断渐进的决策程序。随着我国加入WTO,城市社会、经济以及城市建设迅猛发展。人居环境优化意识也不断提高,因此必须用科学发展观来指导控规的理论与编制。三维城市模型(threedimensionalcitymodel),(3DCM)是对城市的三维逼真描述,它不仅具有虚拟现实(VR)表现的真实感,而且具有部分空间数据库管理与分析应用等功能,并能与其他社会经济信息互联,正受到了越来越多的关注。由于三维空间数据组织结构、空间关系复杂性等原因,真正意义的三维地理信息系统(3DGIS)尚处于研究阶段。因此,3DCM被认为是3DGIS一种并不成熟但得到一定程度应用的系统原型。

1.2国内、外应用研究状况

目前,国内外对3DCM的研究主要集中于空间数据的获取、数据建模、数据管理、三维可视化表现和空间分析等方面。而三维技术专门针对城市规划管理方面的应用研究,主要集中于利用专门的三维平台系统或虚拟现实技术,结合规划管理相关工作进行[8～11];也有基于3DCM对城市规划某一方面开展专题研究的。本文拟紧密结合控规编制的具体过程,对3DCM的应用进行深入讨论,同时考虑控规编制中需求的特殊性,对3DCM相关关键技术进行了分析。

23DCM在控规编制中的应用

控规编制作用主要表现在:(1)作为总体规划和修建性详细规划之间的环节,既深化细化了总体规划,又对修建性详细规划设计起控制指导作用,确保了规划体系的完善和连续;(2)填补了形体示意规划的缺陷,最大限度实现了规划的可操作性。

2.1控规编制的主要内容和过程

控规编制的主要内容有:

(1)详细确定规划用地范围内各类用地界线和适用范围,提出建筑高度、建筑密度、容积率等控制指标;规定各类用地内适建、不适建、有条件可建的建筑类型.规定交通出入口方位、建筑后退红线距离等;

(2)确定规划范围内的路网系统及其与外围道路的联系,确定绿地系统;

(3)确定各单项工程管线走向、管径、控制点坐标和标高以及工程设施的用地界线;

(4)制定相应的规划实施细则(土地使用与建筑管理规定)。

2.23DCM的应用

通过对控规编制内容和流程的分析,3DCM在其中的应用如下:

现状调查与资料收集阶段的应用①可有效减少现状调查的工作量和难度不同于计算机动画和仿真模拟,3DCM是以真实的三维地理坐标来构建城市三维景观,并融合数字摄影测量、地形和建筑物纹理等资料。在真实场景中,空间要素间位置关系与现实世界完全一致。可以进行任意飞行、旋转和漫游。从一定程度上减少实地调查的工作量和成本,特别对不便进入的区域。②对不同统计结果的直观表现3DCM结合城市基础地理数据、与规划相关的土地分布、人口及经济等数据,可以快速建立各种规划专题图,甚至形成现状与规划数据表,为分析用地现状和景观提供快速、直观和科学依据。控制指标分为规定性指标和指导性指标两类,前者是在进行控规时必须执行的指标,主要包括:用地性质、用地面积、建筑密度、建筑高度(建筑控制高度)、容积率、绿地率、建筑后退、出入口位置、公共服务设施配套要求和配建停车车位等。后者则是供管理者和设计者参考的指标,主要包括:建筑形式(包括体量控制)、建筑色彩、公共绿地面积、人口容量、最大/小建筑面宽、对古建筑或古遗址的保护要求、环境景观要求控制等。

3DCM坐标的精确性特点决定其非常适用于控规编制中规定性指标的确定。利用角度、距离、面积和体积的量测功能,可以精确地计算出用地面积、密度、建筑高度;叠加各类规划控制线后,计算出间距和退让距离等;通过视点分析、多视点(顶、左、右等)分屏图、透视图分析等,实现交互式地指标调整和效果表达,对满意的方案输出相关的表格(如各类平衡表等)。

利用3DCM也可进行一些专项规划编制指标的计算和表现,如利用DEM进行土地填挖方数量计算,地下管线查询统计与分析等。

对于定性化的指导性指标的确定,3DCM则更具有辅助作用。在建筑形式、色彩研究、建筑风格比较方面都可发挥作用,为控规编制提供服务。

结语

在本文中，笔者通过对当下三维城市技术的简单介绍，分析了三维城市技术在城市规划管理中的具体应用过程。希望这篇文章能起到抛砖引玉的作用，引发读者更多的思考。

参考文献

[1]肖建华,罗名海.构建基于规划管理的信息化测绘工作体系.城市测勘,2006(5)

[2]吴胜隆.控制性详细规划初探.山西建筑,2006(5)

[3]黄铎.三维城市模型的数据内容.博士论文,武汉大学虚拟现实实验室,2004.

[4]孙敏,陈军.基于几何元素的三维景观实体建模研究.武汉测绘科技大学学报,2000(6)