面向数字城市规划的城市规划研究

面向数字城市规划的城市规划研究

张俊浩

广州市城市规划设计有限公司   广东省广州市  510000

摘要：随着社会、经济的发展和现代科学技术的不断发展，信息化技术渗透到城市的规划、建设中，各种平台、辅助系统也在不断地被运用。文章在城市规划中引入了数字城市规划，概述了数字城市和规划，并讨论了三维建模技术在城市规划中的具体运用，为城市规划的实施提供了有力的支撑。

关键词：数字城市规划；城市规划；三维建模技术

引用

当前数字城市建设过程中，三维模型的重要性越来越突出，通过已有的实景三维建模技术手段可为城市构建统一的数据底板，实现对城市历史和现状的立体展示和分析，辅助城市的规划、建设、管理、运行、服务等工作。随着实景三维中国的深入推进，以及数字城市对实体化和语义化的实景三维模型需求不断加大，需要政府、企业尽快推广成熟的国产自主可控技术，采用自动化、智能化、低成本的实景三维建模技术构建城市级海量实景三维模型，助力数字城市建设迈入快车道。

1数字城市及城市规划概述

1.1数字城市

数字城市建设是政府在推进数字化转型过程中，城市借助ICT技术，对城市治理、政务服务、民生发展、经济发展等进行的全方位的数字化升级的过程。新时期数字城市建设与数字政府建设高度统一。数字政府为数字城市建设提出具体要求，数字城市是实现数字政府最终目标的表现形式。新时期数字城市建设是在“立足新发展阶段，贯彻新发展理念、构建新发展格局”的历史方位下，坚持党的全面领导，坚持把满足人民对美好生活的向往作为数字政府建设的出发点和落脚点，以数字技术广泛应用和新型基础设施建设为支撑，以制度创新为保障，强化数据治理和信息安全，通过数字政府建设引领数字经济、数字社会、数字生态发展，从而促进经济社会高质量发展的过程。

1.2城市规划

城市规划是指在特定时期内，对城市的经济、社会发展、土地利用、空间布局和各种建设进行全面的布局和实施。从一定程度上讲，城市规划是一种空间区域的规划，其总体任务是为各类活动的空间构成，包括了城市的外观形态、性质、产业发展和布局；社会发展和设施，规模投资，城市的组成，管理，政策，等等。

2实景三维建模与数字城市的关系

为助推新时期数字城市建设，满足自然资源管理、生态文明建设和国民经济发展等各种需求，从2020年开始，国家自然资源和测绘地理信息主管部门大力推进实景三维中国建设，陆续发布相关技术文件，包括技术大纲和技术指导文件等。2022年自然资源部在《关于全面推进实景三维中国建设的通知》中，第一次明确将实景三维作为国家重要新型基础设施。将物理城市中地上地下、室内、陆地水域中的现实对象进行数字化，建立实景三维模型，是数字城市建设中最关键步骤。据不完全统计，近年来，在全国各地开展的数字城市项目中，实景三维数据采集和建模的成本虽有所降低，但占比仍然较大，主要原因是实景三维建模技术有待突破。实景三维建模技术的成熟度、建模效率等技术因素直接关系到数字城市项目的成本和周期。当前，人工智能等技术可以改进实景三维建模技术，构建满足经济社会发展需要的不同级别城市三维模型，这些三维模型是城市级、工程级实景三维的重要内容，是数字城市的重要组成部分，对于构建数字中国具有较大的意义。

3三维建模技术在城市规划中的具体应用

3.1城市白模构建技术的应用

基于城市已有的基础测绘成果数据中的现状建筑物分层数据（shp、gdb、mdb），提取建筑物基底矢量图层，充分结合模型驱动和数据驱动，并综合运用机器学习、深度学习等AI驱动方法，对二维矢量数据进行三维化，并对建筑搭配不同的材质纹理，增强建筑物的立体感。城市白模主要用于对城市宏观进行三维可视化表达，含建筑物体块、水系、路网、绿地。

3.2在施工建造中的应用

前期准备阶段，通过与设计方对接，建立三维BIM模型，优化设计方案，减少设计信息交接错误，综合提升设计成果。建设管理阶段，通过持续深化三维BIM模型，运用BIM技术应用对现场施工安全状态的实时监控，跟踪、控制关键进度节点，应使用数字化仿真建造，减少碰撞与返工，提高施工质量，保证施工安全，缩短施工工期，辅助施工现场的精细化管理，为智慧建造打下坚实基础。竣工试运营阶段，通过BIM技术应用整合施工过程信息，作为后期运维平台数据支撑，提升运营管理水平，打造贯穿项目全生命周期的数字化管理模式，全面推进施工制造的信息化、智能化建设，实现BIM应用的全面推广。

3.3在市政基础设施管理中的应用

市政基础设施主要有：城市消防水鹤、森林山地防火道路、水库；消防栓，输水管道等，消防站；道路分割栏杆，桥梁高度限重标志，中小学校周边交通信号灯；交通信号和标线，行人设施，隔离设施；停车设备，监控设备，照明设备；排水泵站，污水处理厂，涵闸等.利用这些实体设备，对三维数据进行收集和建模，构成三维模型，主要有BIM数据、实景模型数据和三维全景数据。利用三维地理信息系统、基础设施周边环境、设施BIM、三维全景模型等技术，将不同来源的模型资料进行整合，实现设施的智能化管理。利用BIM模型，提供了基本的基础数据、运行监测与管理信息，提供了一个直观的、可交互的基础设施监测与管理平台，为提高养护与决策水平提供了强有力的支持，并具有BIM模型构件浏览、构建检索、监测信息查看等功能；实时视频接入、监控管理信息、健康监测信息的关联和立体显示；图样文件资料的自动装配、监控和报警等。利用三维GIS和BIM技术，将三维场景的三维建模与三维GIS技术相结合，通过三维GIS技术，可以将BIM模型叠加到三维场景中，从而实现了对建筑结构的构件化管理，同时也能观察到周围的真实地貌，为企业提供了更为直观的可视化管理。该平台应具备三维浏览、监控信息查看、实时视频访问等功能；实现了立体可视化的巡检管理和管理信息模拟推理。

3.4在城市运营监管中的应用

基于虚拟现实的城市运营监控应用系统，主要包括以下三个方面：①以建筑精细模型为基础，通过智能物联感知系统，对市政设施、燃气、给水、照明等进行监控；对设备的电流、电压等进行实时监控、自动报警，并将数据进行可视化分析，并将其与事故联系起来，以增强对设备各组成部分的运行状况的监控和应急处理能力；(2)对城市生态环境指标（水质、空气质量、噪声）进行监测；(3)对城市生命线的运营监控，尤其是在地下管道三维资料的基础上（通过对全市管线普查结果进行归档，实现供水、雨水、排水；电力、燃气等5大类管线的BIM模型工作，可以为道路工程、绿化工程等提供有效的技术参考。

结束语

基于三维建模技术的优势，要求在城市规划信息化发展中重视数字城市规划领域内信息技术地应用，以促进城市规划整体效果地提升。

参考文献

[1]罗静,党安荣,毛其智.面向服务的数字城市规划平台集成研究[J].北京规划建设,2009,(02):113-116.

[2]刘志辉.面向城市规划的数字地形图生产与更新体系[J].测绘与空间地理信息,2008,31(06):187-189.

[3]覃驭楚,牛铮,林文鹏,芮小平,王长耀.面向数字城市规划的城市规划模型研究[J].重庆建筑大学学报,2006,(04):138-141.