數字技術對提升城市公共空間景觀的作用探究

李明慧 （廈門市規(guī)劃數字技術研究中心，福建 廈門 361000）

1 城市公共空間景觀規(guī)劃設計的現狀

在我國城鄉(xiāng)規(guī)劃中，城市公共空間景觀的規(guī)劃是相對匱乏的，在重視交通行駛流暢性及街道綠化觀賞性的同時缺少對城市公共空間景觀要素的營造。隨著城市交通路網的發(fā)展，城市街道景觀及綠化作為城市公共空間景觀的一部分，同時也是城市綠地系統(tǒng)的重要組成。

現階段，二三維一體化技術已在城市規(guī)劃管理及設計中被廣泛應用，很多城市已將二維GIS數據庫與三維仿真數據庫相結合形成二三維一體化平臺。而通過現有的二三維數據提升城市規(guī)劃設計工作的效率和城市規(guī)劃方案的科學水平，從而有助于提高城市的功能完善程度、環(huán)境優(yōu)美度和人與自然的和諧程度，全面提升城市的形象。

2 數字技術在城市公共空間景觀規(guī)劃設計中的應用

以前常用的二維圖形與三維效果相結合的景觀方案設計，是通過把AutoCAD繪制的平立剖面圖形導入SU后，進行三維建模并賦予材質和相機等方式，然后渲染出效果圖。但這種表現方式不具有直觀性，不能直接的反映出景觀設計方案與周邊環(huán)境的關系，更不能互動,見圖1。

圖1 SU與仿真模型對比

二三維數字模型的建立及更新可從多個角度觀察多個體量的設計方案和周邊現狀甚至周邊規(guī)劃的視覺效果，可任意角度瀏覽，觀察現狀、規(guī)劃方案的空間關系。三維數字模型的制作是以虛擬現實的方式展示三維視覺效果。對于城市景觀設計方案成果的選比，通過調整景觀小品的形體、位置、材質、高度然后輸出三維效果圖，甚至是多媒體的動畫短片，還可通過在場景中任意漫游，發(fā)現許多不易察覺的設計缺陷，減少由于事先規(guī)劃設計不全面而造成的遺憾與損失，從而打破景觀規(guī)劃設計在地理空間信息表達和處理方面的限制。

通過城市數字模型對城市空間形態(tài)進行模擬，例如各地規(guī)劃展覽館中的產品包括：360度環(huán)幕影院、互動城市漫游、市政交通規(guī)劃展示系統(tǒng)和尋找家園等，這些產品均是建立在數字城市模型基礎上的。數字城市模型是對城市的逼真描述，它不僅具有真實的地理坐標，而且具有虛擬現實表現的真實感，還具有空間運算能力和空間分析能力，屬于基礎地理數據的范疇。圍繞城市空間形態(tài)模擬的相關技術包括二維平面圖形，二三維定位信息、二三維數據庫技術、三維數據采集技術、三維城市建模技術、三維數據可視化技術及二三維數據分析技術。

將二維景觀方案與三維景觀方案通過拓撲關系進行同步關聯，使用編輯工具可創(chuàng)建圖層、要素及添加屬性信息和符號等，當二維信息發(fā)生改變時三維也將相應改變或提示。

3 建立二三維數據庫，提升城市公共空間景觀管理水平

隨著新技術的廣泛開發(fā)及應用，城市二三維一體化平臺的建立對于城市規(guī)劃各個方面都產生了不同程度的影響。地理信息技術和虛擬現實技術的發(fā)展已經成為建立城市二三維景觀數據庫的技術支撐。

二三維數據庫的建立及虛擬技術的應用，在一定程度上簡化了城市公共空間景觀規(guī)劃方案的編制流程，減少了規(guī)劃方案設計所需的時間，提高了城市規(guī)劃設計工作的效率和城市規(guī)劃方案的科學水平，從而有助于提高城市的功能完善程度、環(huán)境優(yōu)美程度和人與自然的和諧程度，全面提升城市的形象。

城市公共景觀數據庫可根據年份、種類、樣式等進行劃分，方便管理及統(tǒng)計。對城市綠化專題數據庫可根據保護培育分類、保護培育分級等成果進行空間建庫和更新。還可對城市設施進行專題數據庫的建立，可根據不同設施（如:路燈、雕塑、廣告牌、電話亭、報刊亭等）的屬性、種類、樣式、功能等進行劃分,見圖2。

圖2 燈具分類樣式及雕塑、公共設施

建立古樹名目專題數據庫便于對古樹名木進行保護，首先要全面系統(tǒng)的查清古樹名木的資源分布和生長狀況，對確認的古樹名木要設置保護標志，劃定保護范圍，便于針對性制定保護措施及動態(tài)監(jiān)測和管理。

古樹名目專題數據庫的形成，可根據市政園林的古樹名木目錄，通過空間數據建模和經緯度轉換以及外業(yè)調查數據核實后形成古樹名木數據庫。還可經數據納入監(jiān)控平臺，對古樹名木病蟲害監(jiān)測、被伐被盜監(jiān)測等有效及時進行動態(tài)監(jiān)測和跟蹤管理。通過疊加二維信息，可對古樹名木的歷史、故事、開發(fā)價值及管理方式等進行查詢。通過三維模型信息可直觀的瀏覽古樹名木的樣式，見圖3。

圖3 古樹名木精細建模

4 數字城市模型在景觀設計中的表達方式

數字城市模型數據能夠較好地表達現實中的三維物體，紋理數據是數字城市模型的一個重要特征，它可以提高模型的真實度，增加其可識別性。

根據三維城市模型的應用需求，按要素類別可將三維城市模型的數據內容概括為以下內容。

建筑物及其附屬設施：建筑物、門窗、門廳、避雷針等；高架道路及其附屬設施：高架橋體、高架護欄、橋墩等；市政公共設施：路燈、雕塑、廣告牌、座椅、報刊亭、垃圾桶等；植被：草地、樹木等；水體：噴泉、水池、河流、湖泊等；其它結構物：碼頭、水庫等。

相對于三維植物模型來講，公共景觀數字化最難表現的是對地面地形的處理，現在常用的方法有手工建模和傾斜攝影。人工建模存在誤差較大，但對于方案的表達較為清晰，因此常用于方案設計階段；傾斜攝影較為真實，能夠真實的表現出現有城市景觀面貌，適用于竣工項目，見圖4。

圖4 人工建模及傾斜攝影

5 人工三維景觀模型制作方式

5.1 地面建模要求

地面模型分為路網和地塊兩部分，以導入的CAD圖和影像圖為參照物建立模型，通過正確的坐標系將建好模型導入虛擬場景中。

模型以低面數模型為主，在不會損失表現效果的前提下，盡量減少模型面數，節(jié)約數據量。

5.2 景觀種植

景觀種植用于人行道或廣場綠地上面的樹木。樹木的模型可以采用三種：單片、十字片、三維樹。根據項目要求選擇最適合的。

種植同樣可以用于其它大量同類型的物體，如路燈，電線桿等。

CAD總圖中植物、小品的布置工作完成后，需要寫出表格記錄每一個物體的平面位置，以表格的形式將種植位置導入平臺中，并從相應素材庫中調出對應的樹種模型。

傳統(tǒng)的二維設計已經不能滿足當前城市景觀規(guī)劃的需求。綜上所述，虛擬技術的日趨成熟，很多專業(yè)領域，尤其是城市景觀規(guī)劃領域對虛擬技術的迫切需求，必將推動二三維一體化技術的進一步發(fā)展和應用，成熟的二三維系統(tǒng)，是圍繞城市景觀規(guī)劃的需求和應用而拓展的，建設面向城市景觀規(guī)劃的二三維虛擬技術平臺，為申報項目的指標控制、方案評估、工程管理、決策支持、交通設施等提供全方位、多方式的輔助管理服務，大幅度提高城市景觀規(guī)劃設計的工作效率，也為城市規(guī)劃的數字化提供寶貴的信息資源和信息服務決策平臺。

6 結束語

在信息化技術不斷發(fā)展的今天，數字技術在城市公共空間景觀規(guī)劃中得到高效的應用。建立一個城市二三維景觀數據庫，將真實世界的對象物體在相應的虛擬世界中重構。而模型制作的過程既是設計創(chuàng)作的過程，也是實物制造過程和效果演示過程，讓設計手段更加先進和直觀，也能更進一步地理解和考證設計的合理性。