康 靜

城市三維規(guī)劃仿真的研究與實(shí)踐*
——以廈門市三維仿真規(guī)劃應(yīng)用為例

康 靜

隨著信息化技術(shù)的推進(jìn)和信息化水平的提高，三維地理信息系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)深入社會(huì)應(yīng)用的各個(gè)方面。為更好地實(shí)行“陽(yáng)光規(guī)劃”“、科學(xué)規(guī)劃”，保障城市空間信息資源的獲取、更新和維護(hù)得到可持續(xù)性、統(tǒng)一性的管理，廈門市規(guī)劃委員會(huì)利用三維虛擬技術(shù)結(jié)合已有的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，建立了一個(gè)輔助城市設(shè)計(jì)、管理、審批的三維城市規(guī)劃仿真系統(tǒng)。以廈門市城市三維規(guī)劃仿真系統(tǒng)為例，從廈門三維仿真系統(tǒng)的建設(shè)、輔助規(guī)劃管理、三維數(shù)據(jù)與其他部門的應(yīng)用等幾方面進(jìn)行了闡述。

三維技術(shù) | 城市規(guī)劃 | 數(shù)字城市

康 靜

廈門市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

工程師，碩士研究生

*廈門市財(cái)政性投資信息化資金資助項(xiàng)目《廈門市城市三維規(guī)劃仿真系統(tǒng)》，榮獲“2012年中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)優(yōu)秀工程銀獎(jiǎng)”，“2013年福建省優(yōu)秀城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)二等獎(jiǎng)”，“2013年全國(guó)優(yōu)秀城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)三等獎(jiǎng)（規(guī)劃信息類）”。

0 引言

近年來，隨著數(shù)字城市概念的提出和快速普及，全國(guó)各個(gè)城市對(duì)建立三維數(shù)字城市的需求日漸增加。城市的急劇發(fā)展使得城市規(guī)劃建設(shè)已擺在十分顯著的位置。城市規(guī)劃與建設(shè)工程的審批工作是一項(xiàng)法規(guī)嚴(yán)密、專業(yè)性強(qiáng)、既有審批時(shí)限又有權(quán)限規(guī)定、縱橫聯(lián)系復(fù)雜的集體性工作，審批過程縱橫交錯(cuò)，資料傳遞環(huán)節(jié)繁多，要求審批過程的高度協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。目前大多數(shù)城市規(guī)劃局的業(yè)務(wù)審批系統(tǒng)雖已實(shí)現(xiàn)對(duì)城市規(guī)劃業(yè)務(wù)的信息化審批管理，但是這仍是二維的審批模式，難以在應(yīng)用中再現(xiàn)三維的實(shí)體，無法滿足城市的三維空間特征要求，規(guī)劃方案無法及時(shí)有效、直觀、形象地與周邊形勢(shì)相對(duì)比，使得規(guī)劃方案產(chǎn)生了一定的滯后性和局限性。因此，廈門市規(guī)劃委員會(huì)建立了一個(gè)聚集各種數(shù)據(jù)信息包括衛(wèi)星影像、城市三維現(xiàn)狀、規(guī)劃、建設(shè)、人口、單位、經(jīng)濟(jì)、交通社會(huì)保障等綜合數(shù)據(jù)資源并能夠快速分析和輸出的城市三維仿真系統(tǒng)[3]。

1 項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)

1.1 總體框架設(shè)計(jì)

廈門三維規(guī)劃仿真規(guī)劃系統(tǒng)總體框架分為三層：數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層（圖1）。其中數(shù)據(jù)層有三維地理信息系統(tǒng)的全部格式數(shù)據(jù)，內(nèi)容包括地形、影像、場(chǎng)景數(shù)據(jù)等，由CityMaker Builder來進(jìn)行生產(chǎn)維護(hù)；服務(wù)層是由CityMaker Sever進(jìn)行管理，提供三維場(chǎng)景服務(wù)、地形影像、查詢分析、矢量數(shù)據(jù)等服務(wù)；最上端為應(yīng)用層，主要是規(guī)劃成果的展示和用來輔助規(guī)劃審批決策[2]。

圖1 總體框架設(shè)計(jì)

圖2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)內(nèi)外網(wǎng)采用物理隔離，外網(wǎng)為B/S構(gòu)架，內(nèi)網(wǎng)為C/S構(gòu)架。外網(wǎng)主要應(yīng)用于規(guī)劃成果的網(wǎng)上公示，內(nèi)網(wǎng)主要用來展示規(guī)劃成果和輔助規(guī)劃審批決策（圖2）。

2 三維地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)

廈門城市三維仿真系統(tǒng)采用CityMaker系列軟件平臺(tái)，數(shù)據(jù)生產(chǎn)、城市瀏覽、結(jié)合二維屬性的各種分析功能及升級(jí)都在CityMaker系列軟件上進(jìn)行。

CityMaker的框架體系包括：

（1）CityMaker Builder：數(shù)據(jù)生產(chǎn)與維護(hù)平臺(tái)，用于三維數(shù)據(jù)生產(chǎn)、編輯、更新。

（2）CityMaker Server：基于面向服務(wù)體系構(gòu)架（SOA）創(chuàng)建、組織和管理各種空間數(shù)據(jù)服務(wù)，包括地形、影像、模型、矢量等數(shù)據(jù)服務(wù)。

（3）CityMaker Explore：提供了3D GIS應(yīng)用中的通用功能，包括加載各種矢量、柵格、模型數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)服務(wù)、三維漫游、模型編輯、空間分析、三維標(biāo)繪、輸出視頻及圖片等功能。

3 三維仿真系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)包括兩大部分的建設(shè)。

3.1 三維仿真數(shù)據(jù)建設(shè)

廈門城市規(guī)劃三維仿真系統(tǒng)地上部分建設(shè)完成約390 km2的現(xiàn)狀及規(guī)劃三維模型數(shù)據(jù)，三維數(shù)據(jù)基本覆蓋廈門建成區(qū)。其中包括約260 km2三維現(xiàn)狀建模（包括鼓浪嶼約1.87 km2的超精細(xì)三維現(xiàn)狀建模），約105 km2三維規(guī)劃建模，約20 km2夜景三維現(xiàn)狀建模以及5個(gè)公共建筑的室內(nèi)三維現(xiàn)狀建模。其中在完善的地上三維仿真數(shù)據(jù)及已有管線普查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，還建設(shè)完成了涵蓋全市島內(nèi)、島外建成區(qū)給水、污水、燃?xì)狻㈦娏?、電信、熱力?大類33小類的地下管線，管線全長(zhǎng)約15萬km，覆蓋城市道路約2萬km。實(shí)現(xiàn)地上、地下一體化。

3.2 軟件系統(tǒng)及規(guī)劃評(píng)審中心建設(shè)

3.2.1 公共服務(wù)及便民查詢系統(tǒng)

項(xiàng)目開始建設(shè)時(shí)主要對(duì)重點(diǎn)規(guī)劃項(xiàng)目提供了公眾服務(wù)，后來在最初的基礎(chǔ)上提供更廣大范圍的公眾服務(wù)，包括城市多個(gè)區(qū)域的三維瀏覽。在規(guī)劃公示功能上，繼續(xù)開發(fā)符合社會(huì)公眾服務(wù)的新功能，包括：興趣點(diǎn)查詢定位、城市導(dǎo)覽、信息發(fā)布等。

3.2.2 輔助規(guī)劃決策系統(tǒng)

完成了建筑方案的三維審批和規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的展示，并結(jié)合實(shí)際需要添加了規(guī)劃指標(biāo)的計(jì)算，多源數(shù)據(jù)（CAD、GIS）的疊加分析、分類顯示，增加更多的規(guī)劃信息查詢，比如在場(chǎng)景中選中建筑物，界面就要彈出這個(gè)建筑物的信息如規(guī)劃建筑的相應(yīng)指標(biāo)建筑物的屬性（如建筑物名稱、層數(shù)、高度、容積率、建筑面積、占地面積、建成時(shí)間等）。系統(tǒng)能提供三維物體的超鏈接，提供和ACAD、Word、Excel、看圖軟件等的接口，可以隨時(shí)調(diào)用相關(guān)資料，并逐步把應(yīng)用擴(kuò)大到了規(guī)劃局各業(yè)務(wù)處室，為科學(xué)規(guī)劃管理提供更多的依據(jù)。

3.2.3 面向政府專網(wǎng)的三維地理信息共享平臺(tái)

搭建了面向政府專網(wǎng)的三維地理信息共享平臺(tái)，通過三維地理信息共享平臺(tái)的建設(shè)可以為廈門全市各委辦局提供三維地理信息服務(wù)。

該系統(tǒng)以GIS技術(shù)為支撐，建立廈門基礎(chǔ)三維地理信息系統(tǒng)在統(tǒng)一坐標(biāo)系下對(duì)數(shù)據(jù)共享和交換、互通互聯(lián)，未來為政府各大職能部門應(yīng)用系統(tǒng)集成提供支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)、跨系統(tǒng)和跨多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的信息共享交換與集成整合，實(shí)現(xiàn)了城市空間信息展現(xiàn)。

3.2.4 建筑資料庫(kù)管理系統(tǒng)

在三維數(shù)字城市的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建設(shè)建筑資料庫(kù)，為現(xiàn)狀建筑模型添加應(yīng)急資料信息，包括建筑結(jié)構(gòu)圖等圖片和文本數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生緊急事件時(shí)，通過政務(wù)專網(wǎng)的三維地理信息共享平臺(tái)，可直接訪問三維數(shù)據(jù)，并可調(diào)取需要的建筑的應(yīng)急資料，從而快速獲得第一手現(xiàn)場(chǎng)資料，并能夠以三維仿真的方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行直觀的了解。

建筑資料庫(kù)的建設(shè)，需要對(duì)規(guī)劃竣工的資料成果數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)整實(shí)現(xiàn)url的訪問方式，并在三維地理信息共享平臺(tái)基礎(chǔ)上建設(shè)建筑資料庫(kù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑資料的錄入、查詢、統(tǒng)計(jì)、管理等功能。

3.2.5 城市廣告牌輔助管理系統(tǒng)

城市廣告牌就是城市的名片。加強(qiáng)城市廣告牌的規(guī)范管理，對(duì)提升城市競(jìng)爭(zhēng)力、影響力具有重要作用。主要街道上的廣告牌要體現(xiàn)城市文化內(nèi)涵，彰顯城市精神，體現(xiàn)城市個(gè)性，引領(lǐng)城市未來發(fā)展。

通過三維地理信息共享平臺(tái)，能夠把廈門市的現(xiàn)狀建筑以三維數(shù)字城市的方式真實(shí)再現(xiàn)出來。在此基礎(chǔ)上建設(shè)城市廣告牌管理系統(tǒng)，能夠以三維仿真的形式對(duì)廣告牌進(jìn)行直觀的設(shè)置和管理，為城建市政廣告管理部門提供新的管理思路和技術(shù)手段。

系統(tǒng)能夠在三維建筑模型的立面上設(shè)置廣告牌模型，通過在三維環(huán)境下視點(diǎn)的效果評(píng)價(jià)，直觀了解到廣告牌的設(shè)立對(duì)周邊環(huán)境、對(duì)城市景觀的影響。通過建立全市范圍的主要廣告牌模型庫(kù)，將可以實(shí)現(xiàn)廣告牌數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，在三維環(huán)境下實(shí)現(xiàn)快速的效果查看，廣告牌的快速定位等業(yè)務(wù)屬性查詢。另外，該項(xiàng)目還有一個(gè)重點(diǎn)是要與一期建設(shè)的輔助規(guī)劃決策系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，為廣告牌的規(guī)劃管理提供依據(jù)。

3.2.6 三維視頻監(jiān)控系統(tǒng)

三維視頻監(jiān)控系統(tǒng)是在三維虛擬城市的基礎(chǔ)上，在能獲取公安、交通、城市應(yīng)急、市容城管、環(huán)保監(jiān)測(cè)和社會(huì)等視頻監(jiān)控資源的前提下，使全市監(jiān)控資源全面覆蓋城市市區(qū)、道路交通、治安卡口、重點(diǎn)企業(yè)、居民社區(qū)等區(qū)域。利用“無線城市”網(wǎng)絡(luò)資源，形成有線、無線相結(jié)合的視頻監(jiān)控體系，將城市監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)與報(bào)警系統(tǒng)向可視化應(yīng)急指揮調(diào)度發(fā)展，在預(yù)防犯罪和動(dòng)態(tài)控制中發(fā)揮預(yù)警、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等作用，便于統(tǒng)一指揮。將城市視頻監(jiān)控信息資源系統(tǒng)與全市人口信息資源系統(tǒng)、全市空間地理信息資源系統(tǒng)相結(jié)合，通過直觀的三維數(shù)據(jù)場(chǎng)景和視頻數(shù)據(jù)對(duì)照，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況能有更為直觀的了解。同時(shí)三維平臺(tái)還支持將視頻數(shù)據(jù)流通過方位矯正后，直接投射在地面高精度的影像數(shù)據(jù)上，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)的高精度影像和動(dòng)態(tài)的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的集成疊加顯示，從而更為直觀地表達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的情況，并為對(duì)于突發(fā)事件的應(yīng)急指揮提供更有力的輔助工具。

該系統(tǒng)的建設(shè)一定要能保證視頻監(jiān)控信號(hào)與目前三維場(chǎng)景及軟件的無縫融合，這樣才能充分發(fā)揮三維虛擬城市與現(xiàn)實(shí)視頻監(jiān)控的有效互補(bǔ)。

3.2.7 三維規(guī)劃評(píng)審中心

在規(guī)劃決策系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用多通道投影技術(shù)和屏幕采集技術(shù)，開發(fā)出多通道的大屏幕版三維規(guī)劃決策支持系統(tǒng)，并建設(shè)一個(gè)三維規(guī)劃評(píng)審會(huì)議室。在該會(huì)議室中可以在三通道的投影大屏幕中進(jìn)行多方案的建筑比對(duì)，為規(guī)劃方案的評(píng)審提供直觀真實(shí)的科學(xué)依據(jù)。

3.2.8 三維市政管線系統(tǒng)

三維市政管線系統(tǒng)是廈門市城市規(guī)劃三維仿真系統(tǒng)的第三期項(xiàng)目，在完善的地上三維仿真數(shù)據(jù)及已有管線普查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建設(shè)完成。該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)三維設(shè)施管理，還提供針對(duì)不同管理需求的多種分析功能，如針對(duì)大多數(shù)需求的橫斷面分析、縱斷面分析、管線比對(duì)；針對(duì)數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系分析的上下游分析、連通分析；針對(duì)設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理部門需求設(shè)計(jì)的關(guān)閥搜索、事故影響范圍分析、泄露擴(kuò)散分析；針對(duì)設(shè)施安裝鋪設(shè)需求設(shè)計(jì)的工程開挖分析、周報(bào)檢測(cè)分析；針對(duì)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)的規(guī)劃規(guī)則庫(kù)、間距分析、埋深檢測(cè)等?？梢岳孟到y(tǒng)提供的分析功能進(jìn)行需要的分析，利用分析結(jié)果提供決策支持，從而達(dá)到加強(qiáng)設(shè)施的管理，為發(fā)展創(chuàng)造良好的內(nèi)部環(huán)境的目標(biāo)。

三維市政管線規(guī)劃系統(tǒng)是在CityMaker Build7.0軟件平臺(tái)基礎(chǔ)上開發(fā)的，可在加載全市地上地下所有三維仿真數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行各類分析、編輯、設(shè)計(jì)功能，其技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）地上地下所有三維數(shù)據(jù)一體化管理，地下場(chǎng)景和地上場(chǎng)景無縫結(jié)合，可以任意上下漫游、瀏覽。

（2）二維數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)生成三維場(chǎng)景，所有三維市政管線既可通過二維.dwg 或.mdb格式數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)生成，也可以在3DMAX里建模后導(dǎo)入。

（3）所有三維管線均可在線編輯，此功能模塊在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段對(duì)方案評(píng)審有較大實(shí)際作用。

（4）所有驅(qū)動(dòng)生成的三維管線的材質(zhì)貼圖均帶光影效果。

（5）三維管線庫(kù)整個(gè)建成了拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)關(guān)系，可以進(jìn)行各類分析。

（6）系統(tǒng)平臺(tái)可對(duì)城市級(jí)大數(shù)據(jù)量的管線庫(kù)、設(shè)施庫(kù)進(jìn)行管理。

4 輔助規(guī)劃管理

三維仿真系統(tǒng)中最要的部分就是為規(guī)劃服務(wù)，從三維規(guī)劃輔助決策到三維規(guī)劃管理、覆蓋設(shè)計(jì)、管理、審批等多管理業(yè)務(wù)流程，改變以往只能進(jìn)行定性分析的狀況，支持更多的定量分析，日后可達(dá)到與市政相結(jié)合、實(shí)現(xiàn)地上地下數(shù)據(jù)和功能一體化的目標(biāo)。

三維輔助決策系統(tǒng)在CityMaker三維共享平臺(tái)的框架下，建設(shè)面向規(guī)劃和市政的行業(yè)解決方案，系統(tǒng)為各類用戶提供三維空間環(huán)境下可視化、編輯、管理、分析等功能。將二維GIS數(shù)據(jù)和三維城市模型相結(jié)合。在三維數(shù)字城市中，分析二維數(shù)據(jù)屬性并直接在三維場(chǎng)景中顯示，從而達(dá)到二三維聯(lián)動(dòng)。對(duì)二維數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析，如綠地率、退紅線分析、道路中心導(dǎo)入、建筑指標(biāo)查詢等。讓管理者可以在三維城市中對(duì)二維屬性精確操作、應(yīng)用在方案評(píng)審會(huì)及用地專審會(huì)上，直觀展現(xiàn)建筑形態(tài)、色彩和體量關(guān)系，對(duì)規(guī)劃決策管理起到不可替代的重要作用。

4.1 輔助建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)

基于CAD總平圖方案和設(shè)計(jì)方案編輯、丈量建筑物高度、核算建筑物面積等精細(xì)計(jì)算，確保符合城市規(guī)劃管理要求。例如底層建筑高度不能超過多少米？道路寬度與紅線的退讓規(guī)則？建筑間距不得超過多少米？鏈接現(xiàn)狀照片、設(shè)計(jì)說明文檔、模型照片、效果圖、dwg文件等，從位置、體量、朝向、色彩、材質(zhì)等各方面全方位進(jìn)行比對(duì)輔助規(guī)劃管理（圖3、圖4）。

4.2 實(shí)時(shí)指標(biāo)核算及方案優(yōu)化

圖3 設(shè)計(jì)方案和三維效果對(duì)比圖

圖4 輔助決策系統(tǒng)中的建筑物屬性查詢

圖5 指標(biāo)核算

圖6 外網(wǎng)公示系統(tǒng)

圖7 規(guī)劃方案對(duì)比

圖8 視域分析

在系統(tǒng)中可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多方位論證，包括位置、體量、色彩、材質(zhì)、明暗調(diào)整、指標(biāo)核算、方案調(diào)整、動(dòng)態(tài)計(jì)算和對(duì)比形態(tài)研究等（圖5）。

4.3 面向大眾服務(wù)

應(yīng)用于規(guī)劃管理、項(xiàng)目方案管理、規(guī)劃方案公示網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、網(wǎng)絡(luò)公示、民意調(diào)查，最大程度讓公眾參與進(jìn)來（圖6）。

4.4 三維分析功能

對(duì)建筑物進(jìn)行方案對(duì)比、形態(tài)研究，如間距、限高等，以及各種分析包括日照分析、通視分析、路徑選擇、天際輪廓線等（圖7、圖8）。

5 三維仿真系統(tǒng)在規(guī)劃管理中的應(yīng)用

5.1 應(yīng)用于三維電子報(bào)建

為保障系統(tǒng)基礎(chǔ)三維數(shù)據(jù)的更新和各類規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)的來源，廈門市規(guī)劃委于2011年開展三維報(bào)建審批。在建設(shè)工程設(shè)計(jì)方案階段，將建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案和建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)狀測(cè)繪數(shù)據(jù)按照特定的標(biāo)準(zhǔn)制作完成三維模型，并導(dǎo)入“城市規(guī)劃三維仿真系統(tǒng)”中，以作為規(guī)劃管理、規(guī)劃審批的依據(jù)之一。目前，為了響應(yīng)廈門市政府簡(jiǎn)政放權(quán)、提高效能的大方針，取消了三維審批，三維模型僅作為工程規(guī)劃許可證報(bào)送階段的一個(gè)材料提供給三維仿真系統(tǒng)入庫(kù)使用。2011年9月至今，三維報(bào)建更新的建設(shè)項(xiàng)目約700件。

5.2 應(yīng)用于規(guī)劃委建設(shè)項(xiàng)目方案的外立面評(píng)審

2010年12月，廈門市規(guī)劃委建立了建筑設(shè)計(jì)方案公開評(píng)審會(huì)制度，在建筑項(xiàng)目報(bào)送方案設(shè)計(jì)階段，每周定期集中審批邀請(qǐng)優(yōu)秀建筑師、社會(huì)公眾等相關(guān)人員共同參與評(píng)審建筑項(xiàng)目的外立面。評(píng)審會(huì)之前，所有上會(huì)建筑項(xiàng)目的都將按照設(shè)計(jì)圖紙制作好的模型放入三維仿真系統(tǒng)中，方案評(píng)審會(huì)中應(yīng)用三維仿真系統(tǒng)配合項(xiàng)目PPT等資料進(jìn)行評(píng)審，會(huì)上評(píng)審人員通過大屏幕上的三維仿真系統(tǒng)可以直接看到建成好的效果，在三維的場(chǎng)景中可以各個(gè)角度任意漫游、對(duì)比與周邊建筑的體量關(guān)系、色彩是否協(xié)調(diào)一致、直觀地進(jìn)行對(duì)比和評(píng)審。

2010年至今，城市規(guī)劃三維仿真系統(tǒng)參與審批評(píng)審項(xiàng)目超過2 000個(gè)，在大屏幕三維輔助決策系統(tǒng)中完成建設(shè)建筑設(shè)計(jì)方案評(píng)審項(xiàng)目已經(jīng)超過800個(gè)。

案例：裕景中心方案評(píng)審。

裕景中心因?yàn)樗幬恢帽容^重要，最初是設(shè)計(jì)成圖9的前兩個(gè)方案，由于平面上設(shè)計(jì)沒有直觀感受，按照設(shè)計(jì)好的圖紙把制作好的三維模型放到三維仿真系統(tǒng)中與周邊建筑群對(duì)比，立刻給人以龐然大物的感覺，形體設(shè)計(jì)與周邊極度不協(xié)調(diào)，與最初的藍(lán)圖大相徑庭。經(jīng)過反復(fù)的討論與修改，最終將一個(gè)體塊分割成兩個(gè)體塊，高低錯(cuò)落，遙相呼應(yīng)，與周邊的建筑群極為和諧，取得了滿意的效果，成功地避免了一個(gè)黃金地段的設(shè)計(jì)失誤。

圖9 裕景中心方案對(duì)比

圖10 翔安南部核心區(qū)城市規(guī)劃

圖11 軌道1號(hào)線SM廣場(chǎng)站方案設(shè)計(jì)

5.3 應(yīng)用于城市規(guī)劃設(shè)計(jì)

在城市設(shè)計(jì)階段，主要是從宏觀角度出發(fā)，在三維的城市空間坐標(biāo)中化解實(shí)際中的各種矛盾，城市規(guī)劃決定著未來廈門的樣子。三維城市仿真系統(tǒng)可以提供真實(shí)的地貌、道路、周邊建筑、骨干道路等，為規(guī)劃師進(jìn)行城市規(guī)劃提供依據(jù)[4]，也可以根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)將規(guī)劃方案提前展現(xiàn)到人們面前，為今后片區(qū)內(nèi)具體的單體建筑方案的設(shè)計(jì)和審批提供參考和幫助（圖10）。

6 三維仿真數(shù)據(jù)在各行業(yè)中的應(yīng)用

動(dòng)態(tài)更新城市三維數(shù)據(jù)，通過三維共享平臺(tái)對(duì)廈門市各行業(yè)、部門進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)，并結(jié)合各自業(yè)務(wù)需求，在此基礎(chǔ)上可進(jìn)行二次開發(fā)?，F(xiàn)服務(wù)的部門有：公安、城建檔案館、國(guó)安、規(guī)劃展覽館、各區(qū)政務(wù)中心、國(guó)土、海滄、集美區(qū)政府、翔安區(qū)政府、軌道辦等職能部門。

6.1 在公安預(yù)警中的應(yīng)用

將三維仿真數(shù)據(jù)提供給公安部門使用，實(shí)時(shí)更新的三維數(shù)據(jù)給公安部門提供了準(zhǔn)確的三維信息，在安保預(yù)警方面可以發(fā)揮積極的作用。

6.2 在城建檔案館中的應(yīng)用

廈門城建檔案館管理著全市的城建檔案，在沒有三維仿真系統(tǒng)以前，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)檔案中的地址與實(shí)際中不一致的錯(cuò)誤，三維仿真系統(tǒng)建成后，將全市域的三維數(shù)據(jù)都共享給城建檔案館使用，通過已有的檔案數(shù)據(jù)和三維系統(tǒng)中的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可以輕而易舉地解決以上難題，使管理人員足不出戶即可直接對(duì)一些明顯錯(cuò)誤進(jìn)行糾正。

6.3 在三維展示方面的應(yīng)用

先后為廈門市集美區(qū)政府市民中心數(shù)字沙盤提供精細(xì)三維模型，為翔安區(qū)政務(wù)中心提供三維數(shù)據(jù)，為廈門城市規(guī)劃展覽館提供三維展示數(shù)據(jù)，為多規(guī)合一平臺(tái)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為即將建設(shè)的鼓浪嶼地理信息系統(tǒng)提供三維數(shù)據(jù)，包括鼓浪嶼上許多核心建筑的精細(xì)模型，為宣傳美麗廈門、提升城市知名度起到了積極的作用。

6.4 與軌道交通部門的合作應(yīng)用

廈門軌道交通1號(hào)線、2號(hào)線已經(jīng)開始建設(shè)，大家每天上下班出行都可以看到熱火朝天的地鐵建設(shè)場(chǎng)面。軌道交通建設(shè)帶來?yè)矶碌耐瑫r(shí)，也存在著一定危險(xiǎn)。將軌道交通設(shè)計(jì)方案放置三維市政管線系統(tǒng)中，可以非常直觀地看到三維管線與軌道的關(guān)系，避免軌道交通與現(xiàn)有管線的沖突。也可以將新建地鐵站的方案設(shè)計(jì)模型放入三維場(chǎng)景中與周邊環(huán)境進(jìn)行對(duì)比，比選出合理的建筑方案[1]（圖11）。

6.5 與電力部門的合作探索

通過與電力部門的合作，開發(fā)接口，提供基礎(chǔ)管線數(shù)據(jù)，提高電力部門線纜管理工作效率。

7 結(jié)語

綜上所述，三維GIS相關(guān)技術(shù)的日趨成熟，很多專業(yè)領(lǐng)域，尤其是城市規(guī)劃領(lǐng)域?qū)θSGIS的迫切需求，必將推動(dòng)三維GIS的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。成熟的三維GIS系統(tǒng)是圍繞城市規(guī)劃的需求和應(yīng)用而拓展的，廈門三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)的建立不但能夠?qū)Ω鞣N城市空間信息進(jìn)行有效的管理與集成，而且能夠以動(dòng)態(tài)的、形象的、多視角的、多層次的方式模擬城市的現(xiàn)實(shí)狀況，為城市空間形態(tài)研究、城市設(shè)計(jì)和城市管理提供具有真實(shí)感和空間參考的決策支持信息。建設(shè)三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)，對(duì)改變傳統(tǒng)城市規(guī)劃模式，促進(jìn)城市合理規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

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Research and Practice on the Three-dimensional Simulation of Urban Planning: A Case Study of Xiamen

With the development of information technology and the improvement of informatization level, the construction of three-dimensional geographic information system has already gone deeply into every aspect of social applications. In order to better implement ‘sunshine planning’, ‘sciences planning’ and ensure that the geospatial information resources obtained, maintained and updated can get management of sustainability and unity, Xiamen Municipal Commission of Urban Planning established a 3D simulation system of urban planning, which is used in the design, management, examination and approval of urban plans. Taking Xiamen as an example, this paper expounds the construction of Xiamen three-dimensional simulation system, the application of the planning management, the application of 3D data connected with other departments and so on.

3D technology | Urban planning | Digital city

1673-8985（2016）01-0106-05

TU981

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