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利用三维仿真技术在控规设计中进行城市引导设计应用研究 　　摘 要 本文基于三维快速建模技术将控规设计成果快速转换为三维模型数据，将规划模型和现状模型一起集成到三维平台中，利用三维城市仿真技术对控规三维模型的建筑体量、建筑形式和建筑色彩进行指导和研究。 　　关键词 三维仿真；城市规划；城市引导设计 　　中图分类号TU98 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）72-0212-02 　　0引言 　　随着城市化和建设量的高速增长及大量资金和资源的投入，对城市发展进行科学规划和科学管理成为规划部门及政府决策机构的紧迫问题。同时由于人们对城市空间环境质量要求的不断提高，仅仅基于二维的城市规划与分析已不能满足城市规划与监督管理过程中不断面对的动态空间分析要求。因此，必须借助三维仿真技术，展现城市的景观风貌，提升城市空间环境品质，提高城乡规划的科学性，实现规划和现实的统???。随着《城乡规划法》的实施，控制性详细规划（以下简称控规）的法律地位得到前所未有的重视，其重要性日益彰显。控规的任务是以量化指标为载体，将总体规划的平面、定性、宏观的控制分别转化为对城市建设三维空间、定量、微观的控制。控规是一套指标控制体系，而非具体的规划平面布局。 　　在控制性详细规划阶段，城市设计对城市空间形成的指导作用主要在于要比较准确的把握规划地区与城市整体空间的关系和特色。本文基于三维快速建模技术将控规设计成果快速转换为三维模型数据，再依托重庆市勘测院建设的现状三维城市模型数据库，将规划模型和现状模型一起集成到三维平台中，利用三维城市仿真技术对控规三维模型的建筑体量、建筑形式和建筑色彩进行指导和研究。 　　1三维建筑快速建模 　　建立三维建筑模型的基础是建筑平面设计成果，在没有任何设计成果的情况下，可以使用体块来表现建筑的大体形态。通过总结各控制指标的对建筑布局的影响，借鉴搭积木的思想，采用矩形、圆形和不规则多边形等几何图形作为建筑的基本平面图形，从而可以根据控制指标动态地构建一个初步平面布局。再通过手工调整，从而得到一个符合控规指标要求的合理的建筑??面图。在平面图的基础上，实现建筑模型的快速建立。由于各种控规指标对快速建模的影响多重繁杂，因此我们仅选取其中的容积率、建筑密度、建筑后退、建筑间距等几个主要指标来指导建筑的的快速建模。算法结构图如图1所示。 　　基于三维快速建模的控制指标评价 　　控制指标评价的主要问题是如何通过构建和调整建筑模型，实时展现和计算在不同控制指标下土地的使用情况。 　　项目在快速构建三维建筑素模的基础上，综合运用空间碰撞检测、缓冲区分析等技术，实时计算各建筑的占地面积、建筑面积、建筑间距，并以三维可视化的方式对建筑形态、高度进行实时调整。 　　以调整容积率的流程为例，由于规划用地面积已定，因此，容积率的调整只能通过调整建筑高度和形态来实现。对于一个地块内的建筑，重新设置其建筑高度和形态，实时计算其占地面积和楼层数，实现容积率的动态调整。同时调整三维建筑模型形态，实时展现建筑的动态变化和调整效果。 　　在调整建筑占地面积和建筑间距时，需要对建筑模型进行空间碰撞检测，关键的问题是如何计算两个物体是否满足建筑间距指标。与普通的三维物体碰撞检测不同，这里必须先对建筑使用最小建筑间距的一半进??空间缓冲，再计算两个缓冲区是否发生碰撞。 　　基于三维地理空间和快速建筑模型，可以实时反映出当前用地控制指标的合理性。通过引入快速建筑模型，可以将地块的指标评价简化为下图所示流程: 　　2建筑形式控制 　　在控规设计中，应根据具体的城市特色、具体的地段环境风貌要求，从整体上考虑城市风貌的协调性，对建筑形式与风格进行引导与控制。建筑形式的控制内容包括主体结构形式的控制和屋顶形式控制，项目首先采用前文研究的三维快速建模技术和三维控规指标评价技术对建筑的主体结构形式进行评价和动态调节，判断该建筑是否应为低层建筑或是小高层、高度等建筑。然后，设计人员再在三维平台内查看建筑的屋顶形式是否合理，与周边现状建筑的屋顶是否协调，并可采用模型库中重庆市的几种常用坡屋顶样式来进行动态替换，选出最佳的屋顶样式方案。 　　3建筑体量 　　建筑的体量大小对于城市空间有着很大的影响，同样大小的空间，被大体量的建筑围合，和被小体量的建筑围合，给人的空间感受完全不同。另一方面，建筑所处的空间环境不同，其体量大小给人们的感受也不同。而我们在项目中引入了重庆市勘测院建设的现状三维模型数据库，可以把控规设计地块周边的现状三维模型和快速构建的三维控规建筑模型整合在同一场景中进行展示，比较真实的虚拟出控规设计成果和周边现状建筑的体量关系，帮助规划设计人员直观、快速的查看该地块控规设计的建筑体量在建筑的竖向尺度、建筑横向尺度和建筑形体三方面是否合理。如该地块的建筑体量需调节