宋增雨

摘? ? 要：數(shù)字城市是使用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，多媒體技術(shù);同時(shí)，綜合運(yùn)用遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，對(duì)城市進(jìn)行多種比例尺度、多種時(shí)空條件、多種類型的三維描述。在“智慧城市”建立的過(guò)程中，GIS與BIM技術(shù)發(fā)揮了極為重要的作用。 本文根據(jù)筆者工作實(shí)踐，對(duì)智慧城市三維GIS在現(xiàn)代化發(fā)展前景進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：智慧城市;三維;GIS;現(xiàn)代化;發(fā)展

1? 智慧城市表達(dá)現(xiàn)狀

城市三維仿真模型是地表景觀的一類三維計(jì)算機(jī)模型，它包括了對(duì)于城市地形及地面的描述，還包括了城市建筑物、城市立體交通等的描述。城市三維仿真模型是智慧城市構(gòu)建的基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)跳脫了原來(lái)以二維圖紙與三維模型相結(jié)合的規(guī)劃設(shè)計(jì)方式，而是對(duì)城市地景更加生動(dòng)與真切的三維立體表達(dá);通過(guò)這種方式，拓寬了規(guī)劃師、設(shè)計(jì)者以及管理者的認(rèn)知視角;同時(shí)也對(duì)于城市規(guī)劃、城市設(shè)計(jì)、城市配套設(shè)施管理、道路規(guī)劃、公園綠地設(shè)計(jì)及管理等城市規(guī)劃內(nèi)容多有助益。

現(xiàn)今，創(chuàng)建城市的三維仿真模型主要包括以下流程。

（1）采集空間定位數(shù)據(jù)，包括各類二維數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)。

（2）編輯和建立三維仿真模型，三維模型是各類城市數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。

（3）建筑物的表面數(shù)據(jù)主要用于提供視覺(jué)標(biāo)識(shí)，通過(guò)這些建筑表面數(shù)據(jù)，可以增強(qiáng)建筑物的感知度和被識(shí)別度。

（4）VR等可視化技術(shù)的運(yùn)用，可以使得智慧城市的使用者能更加直觀便捷地使用城市場(chǎng)景與各項(xiàng)城市數(shù)據(jù)。

2? GIS、BIM技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用

當(dāng)前的智慧城市虛擬系統(tǒng)是利用虛擬現(xiàn)實(shí)的軟、硬件與多種傳感器結(jié)合的綜合系統(tǒng);同時(shí)，綜合應(yīng)用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)、GIS技術(shù)、BIM技術(shù)等建立起來(lái)。建立智慧城市，首先應(yīng)用數(shù)字測(cè)量技術(shù)，GIS技術(shù)等獲取該區(qū)域的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，建立地理數(shù)據(jù)庫(kù)，然后利用測(cè)量數(shù)據(jù)和BIM技術(shù)建立建筑信息模型。使用者可以基于此仿真環(huán)境復(fù)原真實(shí)的空間信息，以及提供該環(huán)境的各種預(yù)測(cè)可能性。

2.1? GIS技術(shù)及三維GIS平臺(tái)

GIS（Geographic Information Systems） 技術(shù)，全稱是地理信息系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)提供各項(xiàng)城市數(shù)據(jù)和信息。三維GIS是一個(gè)綜合性的數(shù)據(jù)庫(kù)，主要采集、存儲(chǔ)、輸入各類空間數(shù)據(jù);同時(shí)也為各類使用者提供了非?？煽康目臻g數(shù)據(jù)，以用于規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理。相比于傳統(tǒng)的二維GIS技術(shù)，三維GIS更加直觀，也更具準(zhǔn)確與生動(dòng)性。

2.2? BIM技術(shù)

BIM（Building information model）是“建筑信息模型”的簡(jiǎn)稱，其被定義為將一個(gè)建筑建設(shè)項(xiàng)目在整個(gè)建筑生命周期內(nèi)的所有建筑特征，功能要求、性能信息、施工進(jìn)度、節(jié)點(diǎn)控制等多方面的信息綜合到一個(gè)統(tǒng)一的模型當(dāng)中。

2.2.1? 實(shí)現(xiàn)BIM的軟件

BIM需要依靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的CAD繪制圖紙不同，BIM需要一系列的軟件來(lái)支持。按功能可以將BIM軟件進(jìn)行以下分類：

（1）BIM建筑與結(jié)構(gòu)建模軟件，如Autodesk的Revit MEP和Archi CAD的MEP模塊等等。

（2）BIM模型分析軟件，有檢測(cè)BIM模型規(guī)范性的Solibri Model Checker，有結(jié)構(gòu)分析軟件如PKPM，管理施工的Navisworks，以及一些概預(yù)算軟件等。

2.2.2? 基于BIM模型的工程應(yīng)用

基于BIM模型，通過(guò)各種分析軟件，可以取得以下成果：在計(jì)算機(jī)上模擬真實(shí)環(huán)境，建筑相關(guān)人員能借助BIM模型的可視化應(yīng)用身臨其境的感受三維虛擬的建筑空間。檢測(cè)模型錯(cuò)誤，查找BIM模型中的結(jié)構(gòu)碰撞等，在施工前及時(shí)解決可能存在問(wèn)題。指導(dǎo)建筑施工，BIM模型能準(zhǔn)確的估算出建筑所耗費(fèi)的材料用量，從而控制生產(chǎn)成本。且能利用3D可視化技術(shù)改善施工方法與流程。

3? 智慧城市中GIS與BIM技術(shù)的融合運(yùn)用

在智慧城市的建立中，可綜合運(yùn)用GIS與BIM技術(shù)，將BIM中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS軟件，同時(shí)將GIS中的數(shù)據(jù)反向運(yùn)用于BIM軟件中。通過(guò)這樣的方式，BIM數(shù)據(jù)可以作為GIS系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，而GIS中的數(shù)據(jù)也可用作空間數(shù)據(jù)源，幫助構(gòu)建建筑信息模型。現(xiàn)代城市規(guī)劃并不能單方面的考慮城市環(huán)境建設(shè)問(wèn)題，同時(shí)要綜合城市發(fā)展需求及城市建設(shè)目標(biāo)等多方面要素做深度分析，所以GIS技術(shù)條件下的城市規(guī)劃首先要保障規(guī)劃設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性，將傳統(tǒng)意義上的城市規(guī)劃精精確至固定的建設(shè)區(qū)域，將個(gè)體生態(tài)及經(jīng)濟(jì)環(huán)境建設(shè)等進(jìn)行串聯(lián)，使其形成完善的城市協(xié)同發(fā)展整體，以此達(dá)到提高城市規(guī)劃科學(xué)性目的。

3.1? 精確的空間數(shù)據(jù)管理

空間數(shù)據(jù)管理是指綜合多方面的城市發(fā)展因素，將單一的城市規(guī)劃個(gè)體建立成城市規(guī)劃整體，從城市未來(lái)階段的社會(huì)發(fā)展融入性角度出發(fā)，把GIS技術(shù)數(shù)據(jù)分析納入城市規(guī)劃參考體系，在傳統(tǒng)的城市象形設(shè)計(jì)中進(jìn)行脫離，將形象設(shè)計(jì)作為城市規(guī)劃的重要組成部分，而非是城市規(guī)劃的總體目標(biāo)，要以長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)做周期性與階段性城市規(guī)劃設(shè)計(jì)，不同的階段城市規(guī)劃發(fā)展應(yīng)采用多種設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)突出技術(shù)性特征，結(jié)合現(xiàn)代城市發(fā)展的復(fù)雜性，以GIS技術(shù)做重要的規(guī)劃先導(dǎo)，不斷的拓展城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的影響范圍，將傳統(tǒng)的多體城市規(guī)劃結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分，采用模塊化組合方面重新參照GIS技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)做城市排列規(guī)劃。

3.2? 多維度空間數(shù)據(jù)分析

多維度空間數(shù)據(jù)分析是運(yùn)用GIS技術(shù)信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)更新，實(shí)時(shí)掌握城市規(guī)劃發(fā)展信息，根據(jù)城市發(fā)展需求對(duì)現(xiàn)有的城市規(guī)劃目標(biāo)做一定的調(diào)整，使城市規(guī)劃方向與城市發(fā)展方向保持一致，從傳統(tǒng)的平面城市規(guī)劃設(shè)計(jì)向多維度城市空間設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，將社會(huì)發(fā)展作為城市規(guī)劃的重要導(dǎo)向，輔以GIS技術(shù)進(jìn)行城市規(guī)劃資源的合理調(diào)配，解決城市規(guī)劃發(fā)展的突出矛盾問(wèn)題，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段城市規(guī)劃設(shè)計(jì)問(wèn)題，做到具體問(wèn)題具體分析，使GIS技術(shù)的運(yùn)用成為引領(lǐng)城市現(xiàn)代化發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。

3.3? 以技術(shù)為主導(dǎo)的城市規(guī)劃決策

以技術(shù)為主導(dǎo)的城市規(guī)劃決策，必須符合城市現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展建設(shè)目標(biāo)，綜合多方面的社會(huì)資源發(fā)展需求調(diào)整城市規(guī)劃方向。從技術(shù)層面應(yīng)用多種信息技術(shù)算法對(duì)歸納人口發(fā)展與城市規(guī)劃發(fā)展的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)一步評(píng)估城市規(guī)劃管理風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合視覺(jué)重疊與盲區(qū)圖像結(jié)構(gòu)重塑技術(shù)將GIS技術(shù)信息做立體化呈現(xiàn)，以便為城市規(guī)劃的發(fā)展決策提供更為科學(xué)的參考內(nèi)容。

3.4? 以管理為核心的城市規(guī)劃管理

城市規(guī)劃管理的根本目的在于保障城市規(guī)劃發(fā)展可以按照預(yù)定規(guī)劃設(shè)計(jì)目標(biāo)穩(wěn)步進(jìn)行，提高城市規(guī)劃管理的綜合實(shí)踐能力，運(yùn)用GIS視圖實(shí)現(xiàn)理論規(guī)劃布局設(shè)計(jì)內(nèi)容，科學(xué)配置城市規(guī)劃資源，彌補(bǔ)現(xiàn)階段城市規(guī)劃管理信息更替不足，建立城市規(guī)劃管理信息互通機(jī)制，將GIS技術(shù)所反饋的信息內(nèi)容共享至信息管理網(wǎng)絡(luò)，綜合多個(gè)部門(mén)及多個(gè)社會(huì)機(jī)構(gòu)的實(shí)際意見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的城市規(guī)劃目標(biāo)管理，拓展城市發(fā)展空間，擴(kuò)大城市規(guī)劃建設(shè)影響范圍，以城市中心規(guī)劃建設(shè)帶動(dòng)城市周邊區(qū)域建設(shè)，使GIS技術(shù)運(yùn)用從理論分析向?qū)嵺`建設(shè)不斷邁進(jìn)。

4? 結(jié)語(yǔ)

智慧城市是一個(gè)城市的空間各類信息匯總的基礎(chǔ)平臺(tái)，也是國(guó)家城市鄉(xiāng)村各項(xiàng)空間數(shù)據(jù)的重要組成部分。智慧城市是信息集成的載體、是智慧城市賴以實(shí)現(xiàn)的不可或缺的基礎(chǔ)支撐。GIS與BIM技術(shù)的相互融合，在智慧城市建設(shè)中扮演著愈發(fā)重要的角色。同時(shí)，隨著GIS與BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，也可以實(shí)現(xiàn)智慧城市管理中的快捷溝通與準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)：

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