三維輔助設(shè)計(jì)在復(fù)雜城市規(guī)劃中的實(shí)踐研究

張強(qiáng)

（華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司城鄉(xiāng)規(guī)劃所）

1 三維輔助設(shè)計(jì)的功能

1.1 交互式圖形處理

在復(fù)雜市城市規(guī)劃中，如何嚴(yán)格各個功能區(qū)的界限，并融合一些重復(fù)性功能是編制城市發(fā)展規(guī)劃的一大難題，因?yàn)楹芏鄸|西往往涉及到交互信息。而利用三維輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，則可幫助工作人員輸入與繪制城市的二維與三維圖形，并對城市規(guī)劃圖進(jìn)行編輯修改，利用設(shè)計(jì)圖形和文字實(shí)現(xiàn)對城市規(guī)劃的人機(jī)交互控制，以讓城市各個空間角落、背景物和建筑物產(chǎn)生區(qū)域明顯又相互交融的效果[1]。

1.2 城市數(shù)據(jù)存儲與管理

城市規(guī)劃之所以會碰復(fù)雜的問題，往往在于規(guī)劃中要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)整理和分析，并通過這些分析指導(dǎo)城市的規(guī)劃。然而對于設(shè)計(jì)人員來說這些龐大復(fù)雜的數(shù)據(jù)往往讓人頭疼。但如果利用三維輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)則可對這些規(guī)劃中涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分類儲存和管理，并快速的對其進(jìn)行設(shè)計(jì)圖和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的研究，以此為設(shè)計(jì)人員提供較好的規(guī)劃路徑。 此外這種技術(shù)還能進(jìn)行圖形計(jì)算與分析。簡單來說就是可對不同樣式和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并最終形成不同的評估結(jié)果。

2 三維設(shè)計(jì)在復(fù)雜城市中的決策輔助作用

2.1 信息管理決策上的運(yùn)用

基于三維設(shè)計(jì)理念可建立一個以虛擬技術(shù)為主，綜合運(yùn)用空間信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的虛擬城市環(huán)境系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要作用：

①方便城市規(guī)劃建設(shè)和管理情況查詢，為城市規(guī)劃建設(shè)和管理提供決策依據(jù)，提高審批效率和審批的科學(xué)性；

②為政府行政處理、重大戰(zhàn)略實(shí)施、重點(diǎn)工程監(jiān)控、防洪搶險(xiǎn)、地質(zhì)災(zāi)害防治等提供地理信息服務(wù)；

③結(jié)合電子地圖制作和網(wǎng)上發(fā)布系統(tǒng)，讓人們直觀游覽整個城市的地形地貌和細(xì)節(jié)，快速搜索機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、車站、碼頭、商場、賓館、飯店、公園、公司等具體位置及景觀，滿足社會公眾日常生活需要，提高政府對公眾的服務(wù)能力和城市品位；

④為公安、消防建立應(yīng)急指揮系統(tǒng)、處理公共突發(fā)事件提供快速反應(yīng)決策依據(jù)；

⑤展示樓盤位置、布局、外觀、周圍環(huán)境等情況，為人們購房置業(yè)提供方便；

⑥為三維地籍管理和房屋產(chǎn)權(quán)管理提供方便[2]。

2.2 城市規(guī)劃運(yùn)用上的作用

以濱州市為例，主城區(qū)（共176km2，其中建成區(qū)面積約為78km2）內(nèi)所有建筑物、構(gòu)筑物及綠地、廣場、河流、道路、雕塑、假山等大場景、標(biāo)志性地物。而三維設(shè)計(jì)在復(fù)雜城市中的決策輔助作用可以有如下運(yùn)用：

1）工程項(xiàng)目建設(shè)選址中的應(yīng)用

數(shù)字化系統(tǒng)及信息技術(shù)的應(yīng)用，可幫助濱州市城市規(guī)劃管理部門準(zhǔn)確地選擇工程項(xiàng)目擬建設(shè)地點(diǎn)，并且通過對擬選地址相關(guān)信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析，可對不同方案進(jìn)行對比，從中選擇一個最佳的方案。

2）對濱州市舊城改造提供客觀的參考依據(jù)

在城市規(guī)劃管理中，尤其是舊城改造、舊城拆遷時，數(shù)字化工程及信息技術(shù)的應(yīng)用，可對城市中的不同區(qū)域內(nèi)信息（其中包括拆遷人數(shù)、拆遷面積以及相關(guān)糾紛問題等）進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)，同時還可以對因拆遷活動而造成的經(jīng)濟(jì)損失、新建投資等，進(jìn)行準(zhǔn)確的估算和分析。在舊城拆遷過程中，利用數(shù)字化工程可有效地統(tǒng)計(jì)待拆范圍內(nèi)容人數(shù)、戶數(shù)以及需要重建的面積和區(qū)域內(nèi)其他單位應(yīng)改造面積等，這對舊城改造提供了一個非?？捎^、有價(jià)值的參考依據(jù)。

3）在市政道路規(guī)劃建設(shè)中的應(yīng)用

①道路拓寬工程建設(shè)過程中，采用數(shù)字化工程及相關(guān)信息技術(shù)，可對道路拓寬過程中可能產(chǎn)生的各種影響問題和區(qū)域進(jìn)行預(yù)先判定，同時還可以對道路拓寬時所需要改造的面積、拆遷用地面積以及單位改造用地面積等進(jìn)行全面的分析研究，對單位因拆遷而造成的經(jīng)濟(jì)損失等進(jìn)行客觀的估算。

②對道路結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的分析。通過應(yīng)用數(shù)字化工程，可提供比較全面的市政道路發(fā)生斷面的結(jié)構(gòu)信息，對路面結(jié)構(gòu)、地下管線以及紅線的位置和標(biāo)高進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，從而幫助確定道路斷面位置，顯示斷面結(jié)構(gòu)圖等。

3 計(jì)算機(jī)三維輔助設(shè)計(jì)的規(guī)劃分析

計(jì)算機(jī)三維輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)其實(shí)已經(jīng)從最開始的簡單圖紙?jiān)O(shè)計(jì)繪畫階段發(fā)展到充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)、圖形處理技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、局部可視化與仿真技術(shù)等來進(jìn)行設(shè)計(jì)的階段。簡單的來說三維輔助設(shè)計(jì)對復(fù)雜城市規(guī)劃和發(fā)展主要產(chǎn)生了以下影響。

1）提升繪圖質(zhì)量

雖然目前很多城市規(guī)劃方案中使用電腦二維草圖繪制的方法還是很普遍，但是如果大幅度的利用三維輔助設(shè)計(jì)原理來進(jìn)行繪制其實(shí)往往更有效果，因?yàn)檫@樣不僅僅可以提高對所有建筑物、構(gòu)筑物及綠地、廣場、河流、道路等地方繪制的速度效率，還能對有關(guān)細(xì)節(jié)進(jìn)行多次編輯修改，甚至還能對較為復(fù)雜的規(guī)劃圖紙內(nèi)容進(jìn)行區(qū)域擦除并重新規(guī)劃。相對于用電腦二維技術(shù)繪制來說這更加具有優(yōu)勢，因此采用三維輔助技術(shù)提升繪制質(zhì)量的效果是明顯的。

2）減少規(guī)劃誤差

對于一個面積大且分布復(fù)雜的城市來說，在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的時候往往需要設(shè)置一下面積規(guī)則，以防在規(guī)劃變動和人員變動的時候造成規(guī)劃損失，而利用計(jì)算機(jī)三維技術(shù)則可將所有區(qū)域面積給程序化，并檢測設(shè)計(jì)成果的錯誤，及時替規(guī)劃工作人員進(jìn)行信息的更正。

3）三維設(shè)計(jì)的效果更為逼真直觀

一個城市中有老城區(qū)和新城區(qū)，傳統(tǒng)的規(guī)劃方法很難區(qū)分這個地方的界線，目前的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可生成很多的三維功能，這讓城市規(guī)劃者可更直觀的對各個功能區(qū)進(jìn)行準(zhǔn)確定位并進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆桨感薷?，讓設(shè)計(jì)者更直接的明確規(guī)劃內(nèi)容方向是否符合政策、地理?xiàng)l件等方面的要求。特別是針對一些大的城區(qū)群和特小的城鎮(zhèn)，這些精細(xì)化的技術(shù)管理流程往往會更加的有效果。

4 三維輔助技術(shù)的常見形式

4.1 三維數(shù)字化信息技術(shù)

數(shù)字化一種是當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)細(xì)信息技術(shù)的重要內(nèi)容，而三維數(shù)字化信息技術(shù)作為三維輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的常見功能形式能有效的理清規(guī)劃管理部門間的關(guān)系，并對城市空間進(jìn)行數(shù)字加碼，確保各個不同的基礎(chǔ)地理空間擁有獨(dú)立的數(shù)字信息身份，進(jìn)而避免重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象發(fā)生，這對于完善城市空間地理數(shù)據(jù)資源庫，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃信息共享具有重要作用。

4.2 在復(fù)雜城市規(guī)劃中運(yùn)用三維仿真技術(shù)

運(yùn)用三維仿真技術(shù)可以讓復(fù)雜的城市規(guī)劃變得簡單，可以規(guī)劃模型從“定性分析”到“定量分析”，從“平面規(guī)劃”向立體規(guī)劃“的轉(zhuǎn)變，確保實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的科學(xué)、精確管理。三維仿真技術(shù)可以明顯提高規(guī)劃設(shè)計(jì)的頻率和次數(shù)，讓多次規(guī)劃成為可能，畢竟對于一個城市的規(guī)劃來說任何沒有成稿成形的規(guī)劃都是需要提前進(jìn)行模式規(guī)劃設(shè)計(jì)的，而仿真技術(shù)的出現(xiàn)無疑讓這種想法成為了現(xiàn)實(shí)，明顯的提高了規(guī)劃設(shè)計(jì)和審批的效率，讓城市規(guī)劃變得更為科學(xué)。

5 結(jié)論

現(xiàn)代城市規(guī)劃在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的過程中具有重要的作用，如何有效實(shí)現(xiàn)高效、科學(xué)、快速的規(guī)劃設(shè)計(jì)是政府部門十分關(guān)心的問題。在信息技術(shù)快速革新的時代，要充分抓住計(jì)算機(jī)三維輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)和原理，將其充分利用到一些較為復(fù)雜的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中來，發(fā)揮其獨(dú)特的技術(shù)價(jià)值，讓城市規(guī)劃變得更為科學(xué)和準(zhǔn)確。