張 茜 白 金

近幾年，自然資源部辦公廳印發(fā)了《實景三維中國建設技術(shù)大綱（2021版）》《自然資源部辦公廳關于全面推進實景三維中國建設的通知》等文件，明確了實景三維中國的建設目標、內(nèi)容、技術(shù)路線以及組織分工等，指出市級自然資源主管部門負責編制城市層面的實景三維建設方案并組織實施，構(gòu)建城市層面的實景三維數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及應用服務系統(tǒng)。因此，如何充分利用實景三維平臺的優(yōu)勢，解決現(xiàn)階段二維指標管控下的城市設計問題，是各個城市必須研究和學習的重要課題。

1 實景三維平臺的發(fā)展趨勢

為了解決目前我國城市設計過程中存在的管控內(nèi)容多、交互對象多、傳統(tǒng)文本不直觀，以及方案對比不便利等問題，應建設城市設計管控交互平臺，以實現(xiàn)項目審查、方案比選、實景融合和規(guī)劃銜接等操作的可視化和量化。

實景三維平臺的建立是指通過匯總國土空間規(guī)劃信息數(shù)據(jù)、控制性詳細規(guī)劃信息數(shù)據(jù)、城市設計三維管控數(shù)據(jù)和重點地區(qū)的建筑數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一的信息管控平臺。同時，結(jié)合無人機和傾斜攝影測量技術(shù)，對建筑、交通、水系、地面、設施設備、綠化植被以及其他地物實體進行三維建模，以實現(xiàn)城市直觀展示和數(shù)字孿生三維空間的高精細度呈現(xiàn)[1]。

目前，實景三維平臺已經(jīng)在我國部分地區(qū)的城市設計中得到應用。例如山東省濟南市在國家城市設計試點工作中，將實景三維模型、精細模型和城市設計模型進行疊加，形成了全市域的簡易三維模型，并以優(yōu)化海量數(shù)據(jù)的處理方法，探索提升平臺性能、效率和使用體驗的路徑。同時，將該平臺應用于濟南市城市設計的編制、管理和實施，全面提升了城市設計和規(guī)劃管理的精細化水平[2-3]。

湖南省長沙市從各類專項規(guī)劃中提煉出風貌管控指標，以實景三維“一張圖”為載體，實現(xiàn)了城市二維屬性數(shù)據(jù)與三維仿真數(shù)據(jù)的有機結(jié)合，并以可視化的形式展現(xiàn)，為城市和建筑景觀風貌管控提供基礎數(shù)據(jù)支撐。

山東省威海市和貴州省黔西南布依族苗族自治州分別建立了實景三維管控平臺，并基于二三維一體化的理念，對城市立體空間進行了全方位的數(shù)字化模擬，為數(shù)據(jù)共享、規(guī)劃編制、方案設計及方案審查提供數(shù)據(jù)支撐，對建設三維城市數(shù)字化平臺進行了有益探索。

2 實景三維平臺發(fā)展的具體應用途徑

2.1 城市規(guī)劃與布局

實景三維平臺通過對接城市總體規(guī)劃和控制性詳細規(guī)劃（以下簡稱控規(guī)）要求，構(gòu)建分級管控體系，為城市軸線關系、立體空間結(jié)構(gòu)和整體風貌提供設計約束和建議。實景三維模型有助于規(guī)劃師理解城市的空間布局和地形特征，使他們在設計時統(tǒng)籌考慮城市用地分布、道路交通和綠地系統(tǒng)等因素，進而優(yōu)化設計方案。同時，該模型能夠輔助建筑初步設計。設計師可以直接在實景三維模型中修改建筑的體量、體型和色彩等，并以“堆積木”的形式進行建筑方案初步設計，便于進行方案比選。

2.2 空間可視化分析

通過實景三維平臺，能夠全方位、多角度地了解各類基礎地理數(shù)據(jù)和規(guī)劃編制數(shù)據(jù)等，并獲取建筑高度、用地性質(zhì)、用地面積等信息。還可以在模型中自由設定路線，模擬在城市街道行走或高空俯視的效果。此外，該平臺能夠判斷設計方案的經(jīng)濟技術(shù)指標是否滿足控規(guī)要求，還能直觀反映設計方案與周邊環(huán)境的關系。通過控高分析、視線分析、天際線分析和陰影分析等空間分析工具生成的模型和數(shù)據(jù)，能夠自動分析建筑空間關系和城市形態(tài)。

2.3 輔助成果審查

實景三維平臺能夠基于規(guī)范化的城市管控規(guī)則，建立一套算法模型，用于對設計方案進行自動化精細審查。該算法模型能夠自動檢查和核對建筑方案的各項指標，如基底面積、退線距離、建筑貼線率、建筑高度、建筑體量以及屋頂形式等是否符合控規(guī)要求，并輔助形成規(guī)劃審查報告，以便提高審查的質(zhì)量和效率。

3 南渡江兩岸城市空間及風貌品質(zhì)提升項目概況

3.1 南渡江兩岸現(xiàn)狀分析

南渡江發(fā)源于海南省白沙黎族自治縣的南峰山，全長334 km，流域面積為7176 km2，是海南島河道最長和流域面積最廣的河流。目前，南渡江兩岸的發(fā)展仍處于萌芽階段，具體原因如下：

1）南渡江作為城市發(fā)展的邊界，其主要作用是排洪和農(nóng)業(yè)灌溉等。南渡江西岸主要以居住功能為主，東岸因江東新區(qū)規(guī)劃才開始緩慢建設。雖然兩岸具有豐富的文化和自然景觀，但是尚未對其進行開發(fā)和利用，導致兩岸缺乏游憩場所。

2）南渡江全年的水量分布不均勻，枯水期較長。除雨季（5 ～10 月）外，南渡江其他月份的流量較小、水位較低，河道淤積較快，會在一定程度上影響船舶航行。

3）南渡江兩岸缺乏統(tǒng)一的管理體系。由于缺乏跨區(qū)域和跨部門的統(tǒng)一管理體系，使得南渡江兩岸無序開發(fā)，近岸線建筑的高度和密度較大，嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境，影響了城市天際線。隨著江東新區(qū)的開發(fā)速度逐漸加快，?？谑姓毙杓訌妼δ隙山瓋砂兜恼w規(guī)劃和智慧管理。

3.2 新時期對南渡江兩岸城市空間及風貌品質(zhì)提出的新要求

海南省?？谑械谑吸h代會確立了“一江兩岸、東西雙港驅(qū)動、南北協(xié)調(diào)發(fā)展，建設國際化濱江濱海花園城市”的發(fā)展目標。這是首次以黨代會決議的形式，確立了城市發(fā)展空間格局的調(diào)整方向。

本次會議上明確了南渡江開發(fā)是?？诔鞘锌臻g布局調(diào)整的重要前提，并將南渡江兩岸的旅游開發(fā)與利用納入主城區(qū)的建設重點，謀劃以“一江兩岸”為基礎框架的“T 型”城市發(fā)展新形態(tài)。同時，會議還將開發(fā)南渡江旅游納入“十四五”發(fā)展規(guī)劃，要求其要盡快進入實施階段。通過城市空間拓展和不同功能板塊關聯(lián)，努力實現(xiàn)生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間交融滲透的城市發(fā)展新模式。

4 實景三維平臺在南渡江兩岸城市空間及風貌品質(zhì)提升項目中的應用

4.1 城市設計管控查詢

通過實景三維平臺可以直接查詢土地的用地性質(zhì)、建筑限高、容積率、建筑密度及綠地率等指標，并生成“控規(guī)盒子”。“控規(guī)盒子”能夠使指標可視化，便于設計師直觀了解地塊的基礎屬性，還可以輔助進行從選址到用地預審、用地報批和設計方案等階段的審查工作。南渡江右岸國際藝術(shù)窗組團，靠近江岸的文化設施用地建筑限高為60 m，商務商業(yè)混合用地限高為90 m，商業(yè)旅館混合用地的建筑限高為150 m，商務商業(yè)混合用地的限高為80 m，居住商業(yè)混合用地的限高為45 m。

4.2 建筑方案實景比選

實景三維平臺可以錄入多種形式的建筑方案模型。在進行方案比選時，先將設計方案模型導入實景平臺，再將三維傾斜攝影底圖壓平，模擬城市應用場景，展現(xiàn)同一視角下的現(xiàn)狀和不同方案，最后通過公眾參與選出最優(yōu)設計方案[4]。

4.3 天際線生成與評估

通過在實景三維平臺中設定觀察視點和觀察方向，自動生成天際輪廓線，并對其進行量化和評價。規(guī)劃設計可以根據(jù)系統(tǒng)自動生成的量化指標報告進行調(diào)整。

量化指標包括建筑輪廓曲折度、層次感和地標建筑首位度等。天際線曲折度是指建筑屋頂輪廓線的曲折變化程度。評判標準是以100 m 水平距離內(nèi)最高點屋頂與最低點屋頂高差30 m 為基礎，超過30 m 則為起伏。若起伏的水平距離超過天際線總長度的2/5，則認為天際線的曲折變化程度較強，天際線富有節(jié)奏感。

天際線層次是指建筑前景、中景和后景在視覺上的關系。若前景、中景和后景建筑的界面面積基本一致，則認為天際線的層次感較好；若某個界面占比過大，則認為天際線的層次感較差。

地標建筑首位度是指地標建筑的中心感。若地標建筑高度與區(qū)域內(nèi)建筑平均高度的差值與地標建筑高度的比值越大，則認為地標建筑越顯著。

4.4 城市瞭望系統(tǒng)和視線評估

實景三維平臺能夠以三維的方式展示城市瞭望系統(tǒng)，即以重要的城市廊道或山體為眺望點，模擬眺望效果，輔助重點區(qū)域的建筑高度管控。平臺能夠列出區(qū)域內(nèi)超高建筑及其建筑高度，并將它們納入城市設計模型和修建性詳細規(guī)劃模型，以便進行建筑形態(tài)和高度管理。

同時，平臺也能模擬從一個或多個位置所能看到的地形、山體和水系范圍，并生成可視域分析圖?？梢曈蚍治瞿軌驇椭?guī)劃師分析設計方案的視線遮擋情況、建筑布局合理性和建筑形態(tài)協(xié)調(diào)性等。

將南渡江右岸國際藝術(shù)窗組團的初步建筑設計方案導入實景三維平臺，以濱江體育公園、新埠島三江口公園、司馬坡島及和風江岸小區(qū)為視點進行可視域分析。分析結(jié)果建議建筑高度從江岸向腹地逐漸提高，從外圍城市界面向中心地塊逐漸降低，以形成“面江打開、向內(nèi)匯聚”的城市形態(tài)。

根據(jù)可視域分析，調(diào)整組團的建筑高度控制值，以形成起伏變化的天際線?？拷兜奈幕O施用地的建筑高度控制在30 ～70 m，靠近江岸的商務商業(yè)混合用地以辦公建筑為主，其建筑高度控制在80 m。商業(yè)旅館混合用地以酒店塔樓和裙房為主，地標塔樓限高為120 ～150 m。內(nèi)側(cè)的商務商業(yè)混合用地以商務辦公塔樓和商業(yè)裙房為主，建筑宜錯落布置，塔樓高度控制在50 ～90 m，裙房高度不應大于20 m。居住商業(yè)混合用地以公寓樓和住宅樓為主，建筑高度控制在30 ～60 m。調(diào)整后的建筑高度分析，如圖1 所示。

圖1 調(diào)整后的建筑高度分析圖（來源：作者自繪）

4.5 城市風貌實景展示

實景三維平臺能夠?qū)︼L貌規(guī)劃和各類城市設計中的城市開敞空間、視廊、節(jié)點、公共綠地、廣場、慢行系統(tǒng)、眺望體系以及重要歷史文化資源等，進行三維化展示和應用場景預演，如圖2 所示[5]。

圖2 模型與實景在三維平臺里融合的效果（來源：作者自繪）

4.6 報建項目方案輔助三維審查

實景三維平臺能夠通過模擬城市建設效果，為規(guī)劃審批提供依據(jù)，以此來輔助規(guī)劃委員會進行方案風貌審查。同時，能夠結(jié)合信息化手段，對報建項目方案進行城市三維形態(tài)模擬，以實現(xiàn)報建項目可視化實景融合展示。此外，還能夠系統(tǒng)性地審查方案指標是否滿足控規(guī)的剛性條件和城市設計的彈性要求，以此實現(xiàn)報建項目的提前預審。

5 結(jié)語

在城市設計中應用實景三維平臺，能夠為保護自然山水格局、傳承歷史文脈、規(guī)范城市空間秩序以及塑造城市特色提供數(shù)據(jù)支持，為提升城市規(guī)劃管理智能化水平提供技術(shù)支撐。本文通過建立南渡江兩岸的實景三維模型，將城市設計中抽象的數(shù)據(jù)進行量化，以期為城市設計的規(guī)范化做出貢獻。