三維時態技術在歷史文化街區保護規劃中的應用

李輝,李南江,韓曉暉

三維時態技術在歷史文化街區保護規劃中的應用

李輝1?,李南江2,韓曉暉2

為了評估和展示三維時態技術在歷史文化街區保護規劃中的重要作用,通過三維時態城市規劃管理系統,在輔助街區保護規劃、支撐全面的現狀與歷史數據、提供規劃編制依據和服務于規劃方案審批四個方面,提供的直觀、完整、準確的功能和數據支持,展現了三維時態技術在天津市歷史文化街區保護規劃中的實際應用情況。可以看出,三維時態技術可以實現信息的集中管理、維護、展示以及信息的快速查看、統計匯總與數字化分析,為歷史文化街區的保護規劃與城市管理提供了一種新的高效的方式。

三維;時態;信息;保護規劃;應用

1　引 言

《天津市城市總體規劃(2005-2020年)》確定了中心城區14片歷史文化街區,分別為估衣街、一宮花園、赤峰道、中心花園、勸業場、承德道、解放北路、五大道、鞍山道、老城廂、古文化街、解放南路、泰安道、海河。結合天津市總體規劃、中心城區總體城市設計等相關規劃,天津市規劃局提出編制天津歷史文化街區保護規劃,并建立歷史文化街區保護規劃管理系統,對街區數據進行數字化管理和分析,對歷史街區進行科學、高效的規劃和保護。

歷史文化街區是保存文物特別豐富、歷史建筑集中成片、能夠較完整和真實地體現傳統格局和歷史風貌的區域,是在一定規模區域內保有歷史的記憶,保存區域內歷史的連續性,具有時間延續性和文化多樣性的活態的文化遺產。所以歷史文化街區的保護不僅要在空間范圍內保護歷史建筑的軀殼以及周邊的道路、街巷小橋等,還要在時間范圍內保護其特有的社區文化等非物質形態的內容。歷史文化街區的發展與利用應以保護為根本目的,遵循合理性、前瞻性原則,促進與周邊區域的協調發展,提升歷史文化街區在城市中的地位和作用,為歷史建筑找到適合的新的使用方式,以為社會提供公共服務為出發點,引導區域合理更新。

基于“立足現狀、傳承歷史、引領未來”的城市規劃原則,本文主要總結我國歷史街區保護發展歷程中的經驗教訓,提出以城市歷史數據庫組織、顯示、應用和管理等關鍵技術為基礎的三維時態城市規劃管理系統,為規劃人員把握城市歷史文化街區城市空間格局、了解街區發展歷史、提高規劃管理水平,提供技術支撐。

2　在城市歷史保護規劃中的應用

歷史文化街區具有時態延續性,其范圍、風貌等要素隨著時間不斷的變化,但傳統的規劃管理方式側重于空間數據與相關屬性的表達和分析,在時態性方面比較欠缺,這就不能完整地表現歷史文化街區的發展過程。三維時態城市規劃管理系統彌補了此方面的欠缺,并歷史街區維護和管理工作提供科學的數據依據和技術支撐。

2．1輔助天津市歷史街區保護規劃

保護規劃應在充分調研現狀情況的基礎上,進行現狀價值分析及評價。三維時態城市規劃管理系統運用先進的海量數據庫組織技術、調度與渲染技術,對歷史文化街區的歷史演變、街區特征、城市功能、生活服務設施、綠化環境、道路交通及市政基礎設施等現狀進行再現與分析。圖1為某歷史文化街區中的保護單位及其周邊環境的展示。

圖1　輔助保護規劃

2．2 全面的現狀、歷史數據支撐

傳統規劃管理方法只能管理和描述街區某個時間段瞬時的空間和屬性狀態,不具有處理街區的時間動態性的能力。三維時態技術集成了歷史保護區全面的二維、三維屬性信息以及貫穿城市發展的時態地理數據、屬性、空間和時間語義,在虛擬技術幫助下重建歷史狀態,跟蹤時空信息的變化,預測街區未來發展趨勢。圖2為對某歷史文化街區在過去、現狀、未來不同時態下的展示,表達了該地區的發展變化過程和規律,提供了對該地區歷史分析和趨勢分析的基礎。

圖2　歷史、現狀、未來場景

2．3為規劃編制提供依據

三維時態技術可以提供精確的房屋、用地、規劃信息查詢功能,并能對選擇范圍內的建筑進行規模統計,通過這些應用功能,為規劃部門的工作提供完整的涵蓋時間特性的全方位數據。圖3為某歷史文化街區建筑統計情況。

圖3　信息查詢統計

三維時態技術還可以通過模擬真實的日照陰影輪廓,反應周邊環境對歷史文化街區的影響,為規劃部門對街區周邊規劃方案的合理性與協調性的判斷提供支持。如圖4所示:

2．4服務于規劃方案審批

三維規劃審批技術也是當前眾多城市提倡的一種科學、高效的規劃審批手段,三維時態技術提供多屏比選功能,一方面,將歷史街區現狀三維實景模型與保護規劃整修方案三維模型進行切換、分析,或者對不同的整修方案三維模型進行對比分析,在考慮現狀、可操作性以及尊重歷史的前提下,為決策者制定最優的保護方案提供輔助工具。另一方面,城市處在不斷發展過程之中,新的規劃不可避免會影響到歷史文化街區,將規劃方案放置于三維場景中,可以直觀地觀察和分析其對歷史街區的影響,避免決策失誤給歷史街區造成破壞。如圖5所示,系統采用三屏技術進行多套橋梁設計方案的比選,為橋梁設計方案的論證提供有力的技術支撐。

圖4　陰影分析

圖5　橋梁設計方案對歷史街區的影響

3　結論與展望

對系統應用評估結果表明,三維時態城市規劃管理系統將歷史文化街區歷史數據、圖形數據、現狀調查資料、規劃成果等信息進行集中統一整理,并利用數據庫、地理信息系統、虛擬現實等技術,將二維、三維數據的定義延伸到四維,實現歷史文化街區信息的集中管理、維護和展示,實現街區信息的快速查看、統計匯總與數字化分析,避免傳統管理方式的數據分散、紙圖分析、效率不高的弊端。

三維時態城市規劃管理系統能存儲整個城市的歷史模型數據、空間信息數據,不用翻閱大量歷史文件就能夠了解城市各個角度和各個時間的城市面貌、空間信息、屬性信息,在真三維的視覺效果中進行設計方案查看和比對,大大減輕城市規劃管理人員的工作強度,提高辦公智能化和科學決策水平,可供國內大中城市的各個城市職能管理部門和單位,建立和完善城市管理系統使用。

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(1．天津市勘察院,天津 300191; 2．星際空間(天津)科技發展有限公司,天津 300222)

Application of Three Dimensional Temporal Technology in Conservation Planning of Historical and Cultural Blocks

Li Hui1,Li Nanjiang2,Han Xiaohui2

(1．Tianjin survey institute,Tianjin 300191,China; 2．StarGIS(Tianjin)Technology Delelopment Co．,Ltd．Tianjin 300222,China)

To assess and show three-dimensional temporal technology plays an important part in historical and cultural blocks conservation plan,through 3d tense urban planning management system,the secondary block protection planning,support the status quo of comprehensive and historical data,and provides the basis of the planning and service in four aspects for examination and approval of planning scheme,provide intuitive,complete and accurate function and data support and show the three-dimensional temporal technology in the application of historical and cultural blocks conservation plan of tianjin．You can see that the three dimensional temporal technology can achieve the centralized management, maintenance,display of information,as well as the information quickly see,statistical summary and analysis of digital protection plan for the historical and cultural blocks and city management provides a new and efficient way．

three-dimensional;tense;information;preservation planning;application

1672-8262(2016)01-62-03

P208．2

B

?2015—11—23

李輝(1982—),女,工程師,主要從事測繪、地理信息生產研發工作。

中國博士后科學基金(2014M551135)