城市数字详规三维方案Word文件下载.doc
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公众可以直观地了解和感受规划实施效果。
1.2.1数据建设
通过高分辨率影像数据与数字高程模型（DEM）叠加形成基本地形地貌，再根据建立重点地段三维建筑数据。
因为全市三维数据是海量的，为优化驱动浏览，我们需要对数据进行分级建造，主要分为精细、标准、概略模型，同时还还制定模型的命名规范及有效的模型验收机制。
只有经过这样的处理，才可能保证遵义的数据生成是科学和有效的。
同时，鉴于三维数据库工程比较浩大，费用昂贵，我们建议建立“以批带建”的相应机制，在遵义市中心城区逐步建立并完善遵义市城市三维数据库。
通过对项目实现三维报建，将项目周边三维景观数据随之建立起来，积少成多慢慢建立、完善遵义市城市三维数据库。
利用规划、管理手段保持数据更新的连续性。
1.2.2软件建设
运用仿真与虚拟现实技术，建设一个具有大范围的海量城市数据一体化、无缝三维实时漫游，包容和拓展常规GIS独具特色的空间多媒体信息查询、图层管理、空间定位、分析和决策功能的虚拟城市管理信息系统。
作为建立系统平台来说最关键的是软件系统，他的作用就是一个数据的集成管理和相关应用功能，因此对于遵义的城市三维数据管理我们参考某些城市“一城几片区”的市域空间结构建议采用空间分区的框架，每一个分区相对独立，成为基础数据建设的单元，可以支持由多人、多个团队共同完成城市的三维数据生产。
也提供图层和图层组的方式管理城市三维数据，最后他们都统一于我们的三维数字详规仿真平台之下。
第2章项目建设内容
遵义市“数字详规三维虚拟仿真系统”以遵义市二维、三维空间信息数据资源库为基础,综合运用地理信息系统、遥感、网络、多媒体及虚拟仿真等技术辅助城市详细规划,通过建立城市现状和规划三维模型及属性数据库，模拟真实的地形地貌和城市形态，形成数字化的可视平台，作为现状调查、方案设计、方案分析、方案审批以及领导决策的重要辅助手段,为遵义市土地与空间资源的规划管理、遵义市建设项目的规划管理提供专业服务，为城市规划、城市建设、城市运营管理提供更直观的可持续发展的信息化服务。
建设内容包括数字详规三维仿真系统、动态更新以及入库子系统、三维数据制作三大部分。
2.1数字详规三维仿真系统
系统的建设过程将遵从先基础后业务、先框架后功能的建设原则，以“精”“快”“好”“全”为建设模式，逐步实现遵义市城市规划建设的三维信息一体化。
系统通过前期三维规划决策系统的理论研究，将三维仿真与城市规划分析融合于一体，在三维的场景中实现规划决策与管理的各个功能，提高决策的准确性。
通过三维场景的浏览、模型场景的制作、各种规划方案的比较，为用户提供在三维的环境中进行分析与管理的工作。
而系统提供的网络浏览功能为移动办公以及公众参与城市规划提供了一个数据字化的平台。
通过这一平台的建立，将极大地促进城市建设的规划科学性。
数字详规主要包括四个方面的工作内容建立遵义市城市现状三维模型库,编制控规导则范围内的修建性详细规划,建立详规三维模型库,开发三维辅助规划系统。
2.1.1系统框架
具体软件系统结构如下图所示。
该框架由五层结构、两大保障体系构成。
从图中可以看出，该系统框架采用了层次化设计思想，以实现不同层次间的相互独立性，保障系统的高度稳定性、实用性和可扩展性。
第一层是通过门户（Portal）技术实现的统一信息门户，用户通过“一站式”登录，即可使用根据其权限所配置的所有应用系统，为用户提供人性化的应用界面和用户界面整体布局。
第二层是应用层，是信息化应用的软件实现及表现层。
该层建立在规划信息化“一体化”集成基础框架之上，与具体应用需求相结合，开发并集成各类规划应用功能以及三维仿真显示功能，通过统一登录门户为用户提供人性化的应用界面。
第三层是应用开发与集成的支撑框架层，负责提供信息系统基础、通用、专业的业务协同运行支持以及相关数据的专业处理及应用功能，是信息系统运行的技术核心。
第四层是综合数据中心层，是整个信息系统的信息资源核心。
规划综合数据库以及三维地理数据库在统一的数据标准与技术规范的规定下，由规划相关以及三维仿真相关的测绘成果数据库、基础地理数据库、报建与审查数据库以及三维仿真数据库等组成。
第五层是信息化基础设施层，该层提供信息系统的基本网络操作系统、桌面操作系统（OS）及企业级数据库管理系统（DBMS）等基础软件环境，提供信息系统运行所依赖的存储设施、计算设施、网络设施、安全设施等，是信息系统的软硬件设施和网络基础。
在上述五层结构之外，还必须建立相应的信息化技术标准、规范与信息管理制度体系，保证信息有序，防止信息管理混乱，以充分地利用各种信息，使信息化建设和运作有章可循，规范发展的建设目标。
同时，信息安全体系的建立将满足规划局对于信息安全保密的要求，保障信息系统运行在完善的安全保障体系之下，确保数据安全与系统安全。
其中，三维仿真建设在系统整体建设中起到重要的作用。
一方面通过先进的技术对空间实景进行模拟，从而增加系统展示的逼真性。
但是，在加强了表现力度的同时，由于根据空间地理数据资料与实地拍摄资料和规划设计资料等制作中心城区的城市三维景观数据库，是建立数字城市的重要组成部分。
而范围内的建筑密度大标志性建筑多且外形结构复杂，所以工作量巨大、周期长，且大规模的城市三维数据难以保证整体表现效果的统一性。
“以批带建”中提供的三维数据种类繁多，制定统一高效的优化转换标准具有一定难度。
以上三方面其技术难点研究均处于国际前沿领域。
2.1.2系统功能设计
2.1.2.1三维场景浏览
三维详规仿真系统通过设定的游览模式，可以三三维场景中进行全方位的游览，用户可以从高空俯视整个详规的三维场景，也可以在道路上漫游三维场景，从不同的视角观看详规三维场景成果。
从高空俯视三维详规场景
在道路上以人的视点浏览三维详规场景
实现海量三维模型数据的浏览和管理，在全球、城市、街区进行连续、实时和平滑浏览，实现真实感与美感的和谐统一。
模拟真人在场景中行走，可实现基于真实地理环境的三维场景。
支持运动物体，模拟汽车、飞机、轮船等多种方式进行场景浏览。
2.1.2.2搜索定位
模型、POI、矢量线和矢量面均可查询定位，关键词搜索。
空间搜索支持点选、圆选、矩形选择和多变形选择搜索。
搜索结果双击飞行定位和高亮闪烁。
支持模型TIP查询显示。
2.1.2.3详规平面图与三维场景互动
三维详规仿真系统可以调出详规的平面图，平面图的坐标与三维场景中的平面坐标对应，通过详规平面图可以和三维场景互动定位。
2.1.2.4信息标注
在浏览详规三维场景时，用户可以在感兴趣的地方添加信息标注点，添加标注点说明文字或图片。
2.1.2.5巡航模块功能
用户自定义飞行路线。
飞行路线可在飞行过程中对重要设施等进行定向观察和环绕飞行。
2.1.2.6详规方案显示查询
以城市基础测绘成果为依据建立的全市域城市现状数字三维模型,真实准确地表达了遵义市三维空间和景观信息,为现状分析、方案构思,提供了全新的视角和手段幻修建性详细规划成果以三维仿真的形式表达,为方案论证、规划审批提供定性和定量相结合的分析环境实现多源数据的融合,可根据应用需要调用任意区域的数字三维地面模型,叠加规划成果数据、现状分析数据,切换城市现状模型和详规三维模型。
构成了从总规、控规、到修详规的数字规划体系,方便了规划成果的衔接和协调利用数据更新维护采用整体更新城市建设带动和个体更新开发项目三维电子报批相结合的方式,确保规划模型的时效性。
三维详规仿真系统集成详规方案，将详规方案叠加在三维仿真系统中的地形上面显示，通过点击每个单元模块，可以查询该单元模块的用地情况。
2.1.2.7三维模型方案对比
将多个设计方案放入场景，进行方案对比，对每个地块的建筑物可以使用不同的建筑物模型进行对比。
2.1.2.8方案评审
可独立控制场景是否可见。
可将窗口拆分成多窗口进行规划方案对比或历史影像对比。
多窗口方案对比（左图为规划，右图为现状）
2.1.2.9规划辅助决策
在城市规划、设计阶段就能够在一个三维环境中，用动态和交互式方式对未来城市街道、建筑和城市小品进行身临其境的全方位审视，同时可以进行多个城市规划与设计方案的对比、分析，指标计算，做出合理的选择，避免因设计缺陷造成的损失。
特别是在旧城区大规模城市改造和城市空间形态迅速转变的背景下，可以为研究旧城区功能调整与改造、城市空间演变、历史文物的保护提供有效手段。
人们可以在虚拟的城市环境中对旧城改造更新进行模拟，实时观察、评估建设活动对该地段历史文化空间形态的影响，从而避免实际建设中的偏差。
2.2动态更新以及入库系统
由于数据具有时效性，所以系统数据的更新与维护也是数字详规中的重要组成部分。
此系统很好的解决了这些问题，系统分为以下几大模块，针对不同类型的数据有不同的模块进行更新与维护。
数据更新维护采用整体更新和个体更新相结合的方式。
整体更新是根据城市建设和经费等具体情况进行整体的、定期或不定期的更新。
个体更新为日常动态更新,以建设项目带动,通过电子报批、竣工验收制度提供保障。
2.2.1DEM数据三维更新和入库模块
■提供DEM数据的编译和发布以及建库和入库
■提供详细的编译日志，支持断点续编
■硬件配置要求低，普通PC均可，支持多核CPU
■工程向导式编译，操作简单
2.2.2DOM数据三维更新和入库模块
■提供DOM数据的编译和发布以及建库和入库
■支持多任务并发，极大缩短编译时间
■提供详细的编译日志，支持断点续编
2.2.3矢量数据三维更新和入库模块
■提供矢量点、矢量线和矢量面数据的编译和发布以及建库和入库
■数据格式支持SHP
2.2.4查询属性数据三维更新和入库模块
■提供兴趣点（POI）和Model搜索数据编译以及建库和入库
2.2.5三维模型数据更新和入库模块
■提供大批量模型的编译、自动优化和发布
■支持西安80、北京54坐标系等
■支持.X格式
■工程向导式编译，操作简便，编译速度快
■硬件配置要求低，普通PC机均可
2.3三维数据制作
根据空间地理数据资料与实地拍摄资料和规划设计资料等制作中心城区的城市三维景观数据库，是建立数字城市的重要组成部分。
城市现状三维建模现状三维模型作为城市现状基础资料和规划方案论证虚拟环境,其基本要求是整体城市轮廓准确、重要地段形态清晰、局部点刻画精细。
根据这一基本要求和遵义市现有数据基础,将城市现状三维模型划分为三个层次全市域数字三维地面模型一一对应利用和〔以创建一个可以支持快速浏览和调度的金字塔数据库遵义中心城区房屋矢量建模—基于基础地形图生成规划编制区域详细模型—建模要素包括房屋、道路、桥梁和城市家具等。
为了保证模型的准确性,在城市规划实际应用中提供准确真实的定量分析依据,现状三维模型以基础地形图为建模基础。
为兼顾城市仿真的视觉效果和系统运行效率,规划编制区域又划分为三个精度等级。
2.3.1仿真范围
仿真范围为遵义市凤凰山周围的中心城区（如图示），面积约50平方公里。
（遵义中心城区图）
2.3.2制作标准
建设三维模型首先要确定数据的制作标准。
因为数字规划的三维数据是海量的，在系统资源有限的情况下，很有必要对城市进行区域分类，对重点区域采用精细模型，而对非重点区域要适当简化模型。
在此我们建议三维模型采用以下制作标准：
一、框架模型：
主要是DEM+DOM+注记+重要基础设施；
二、体快模型：
房屋体块，建筑体块；
三、标准模型：
建筑以体块加纹理的方式表达；
四、精细模型：
建筑体块加纹理，同时能体现屋顶形状分辨率在2米。
这些主要体现在一些细微的建筑。
2.3.3制作流程
三维模型数据的制作流程，参考下图：
2.3.3.1素材采集
根据建模内容，三维模型数据的素材采集包括以下内容：
空间地理数据资料
u仿真范围内1：
500地形图数据。
u道路路网现状图与规划图。
u高分辨率正射影像（DOM）、高精度数字高程模型（DEM）。
实地拍摄采集资料
u对真实表达城市环境有较大影响的各要素，要现场拍摄，用做贴图纹理
规划设计资料
u在建区的报建设计图纸（平面图、立面图，最好能提供效果图）
u规划中心区设计资料（中心区平面图、建筑平立面图、建成效果图）
2.3.3.2数据预处理
DOM、CAD或SHP数据，在支持原数据格式的软件环境中，要对数据进行前期处理，例如航片应进行校色；
CAD数据道路、绿化带、房屋特征应为闭合线框，删除多余注释或元素输出；
SHP数据整理导出等。
外业采集的数字照片，要用作模型贴图纹理的素材，为保证贴图表现的真实，每张完成的贴图要经过高度/对比度，色相饱和度，色阶等调整图像。
有透视角度的照片处理贴图时，要去除视角度，做到横平竖直。
照片中有其他混乱的物体时（人、车、植物、电线杆、电线等），在模型贴图中全部处理掉。
树木、路灯、雕塑等还需要褪底、制作通道，输出格式为DDS格式。
2.3.3.3模型制作
采用企业级三维软件3DSMAX进行建模，建设内容主要包括建筑物和地形地貌的制作。
建筑物
建筑物建模的大致流程如下：
三维模型输出流程图
建筑物侧面的纹理的获取可由现场照片或渲染得到，现场的照片必须进行相应的调色、去杂色等编辑处理以达到要求，建筑物顶面的纹理从高分辨率数字正射影像图上采集，建筑物侧面的纹理需在实地用数码相机或数码摄像机获取。
地形地貌
对于地形地貌，主要包括基础地形、主体建筑周边环境、道路等。
n基础地形：
基础地形是以经过预处理的DEM、DOM为数据基础，计算并生成三维模型。
n主体建筑周边环境：
在所提供的地形图上提取特征信息。
按照现场环境，在模型实体分别贴上与现场实况相近纹理。
n道路：
道路按照现场环境，在模型实体分别贴上处理后的现场照片或相近纹理，并具有烘培效果。
n桥梁：
城市中的桥梁根据跨河宽度与桥梁类型以及外形结构分为大、中、小型桥梁三类，参照桥梁相关图纸与现场照片、高精度航片，建立起三维模型。
第3章项目建设意义
3.1完善规划体系
完善遵义市数字化规划控制体系，实现城市规划精细化管理。
目前正在编制数字总体规划，控制性详细规划已全面纳入“一网三层”统一管理平台，开展数字修详工作，将实现从总规---控规---修规的全面数字化控制目标，在以往基于控规的城市规划统一管理平台的基础上更进一步细化、深化和优化规划管理工作，使遵义市城市规划管理进入精细化管理阶段。
3.2规划设计的三维分析
使人们在城市规划、设计阶段就能够在一个三维环境中，用动态和交互式方式对未来城市街道、建筑和城市小品进行身临其境的全方位审视，避免因设计缺陷造成的损失。
目前电子报批机制已经在全国规划系统展开，单纯利用CAD技术实现的城市规划设计审批和建库系统在景观设计审批、竖向设计审批方面存在不可克服的困难，本项目通过与“城市规划设计审批和建库系统”的结合，将设计成果置入实时三维规划场景中审批，将使城市规划方案审批更具科学性；
3.3规划设计新理念
创新规划理念和技术方法，提高规划编制的科学水平。
尝试摸索一条详规编制的新路子，利用三维虚拟现实、GIS等信息化技术，为规划编制过程中的信息采集、指标分析、方案决策、成果表现等工作提供新方法，实现详规编制的技术方法信息化和过程管理信息化，体现规划编制“科学性”、“过程型”、“动态性”特点。
3.4规划设计方案评审
不建设的情况
46层综合办公楼建设后情况
电子报批系统对于提高规划部门的信息化、自动化起到了非常大的作用，但是仍然有很大的不足。
现有的系统基本是一个二维的系统，规划部门从中无法得到直观的三维信息，因此对规划方案的理解有一定的局限性。
同时，电子报批系统的信息也是分散的，从很多方面描述规划方案的信息。
虽然提供了很多的查询手段，但对于方案的审批仍有一定的障碍。
城市规划仿真系统可以对这些信息有机地加以利用，并产生真情实感的仿真效果。
因此，可以极大地提高方案审批的效率和准确性。
特别是重点发展区规划汇报、重大工程项目评审等活动中，分析方案对规划造成的影响一直是一个难点。
本项目成果将允许动态调入不同的方案进行比较，对方案进行从全局到细部的推敲和修改，并可提供规划影响的实时三维分析，为各环节的沟通和辅助决策提供手段；
总之该系统使人们可以在真实的地理环境中，进行多个城市规划与设计方案的对比、分析，指标计算，作出合理的选择。
3.5城市规划可视化管理
实现城市规划可视化管理，迈入规划管理“数字化”时代。
数字修详应用系统将全面突破传统二维空间系统的诸多限制，建成三维全景数字规划支持系统，为有关领导和管理部门对城市规划、建设、管理的重大问题决策，提供准确、实时的信息支撑及直观、真实的可视化和互动操作环境。
3.6规划公众参与
提升规划宣传的技术手段，吸引公众参与。
由于各级政府和社会各界对城市规划问题日益重视，城市规划成果需要面对不同阶层、不同专业背景和知识程度的人们。
许多城市的有关部门也认识到公众参与的必要性，鼓励普通公民积极参与城市规划。
然而，现有的系统主要是面向规划部门和相关领域的专家，缺乏这方面专业知识的普通公民和上级领导理解规划方案会有一定的困难，甚至产生误解。
城市规划仿真系统用直观的三维仿真效果表现规划方案，人们可以在虚拟的城市中漫游，体验规划方案的优点和缺点，能最大限度理解和感受方案实施后的效果。
对于提高方案的公众参与能力，听取各方面的意见起到了至关重要的作用，具有非常大的意义。
三维仿真技术的应用，将公众置身于直观、形象的虚拟城市中，可以有效地解决目前公众参与城市规划方式单一、专业性要求过高、信息获取面较窄等问题，有利于全民推广规划意识、宣传规划方案，吸引更多的公众参与。
系统界面
图书馆及其周边环境
3.7提升城市规划水平和决策的科学性
作为数字城市重要组成部分的城市仿真系统为认识物质城市打开了新的视野，并提供了全新的城市规划、建设和管理的调控手段。
规划人员可以从真实的三维仿真获取规划方案的信息，从而最大限度地理解规划方案，为科学地审批规划方案提供了必要工具。
城市仿真系统有利于多方面听取意见，提高公众的参与能力。
多方面的反馈意见可以极大地降低规划工作中的失误，并得到广大市民的支持，为规划工作的顺利实现打下了良好的基础。
同时，在对规划方案三维仿真的基础上，仿真系统可提供规划中急需的分析功能，如日照分析、光影计算等。
这些功能对于提高规划的效率和准确性有非常大的意义。
综上所述，城市规划仿真系统必将大大体高遵义市城市规划的技术水平、管理效率与公众参与能力，可极大地提高了规划水平和决策的科学性。
在各级政府日益重视城市规划、社会各界日益关注城市环境的今天，本系统具有非常重要的现实意义。
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