第18期：三维城市仿真模型辅助规划设计和审批
三维城市仿真模型是城市发展和社会信息化的必然趋势，它增强了地理信息的可视性，具有直观、真实、信息丰富、表现力强等优势。在数字增城的建设过程中，市城乡规划局积极探索基于GIS(地理信息系统)三维城市仿真模型的应用，至2010年已完成全市域1616.47平方公里的框架模型和重点地区的精细模型，在此基础上开发了增城市重点地区城乡规划管理三维辅助审批系统(以下简称“辅助审批系统”)和增城市地理空间信息公共服务平台三维互动全景展示系统(以下简称“展示系统”)。辅助审批系统通过开发量算、阴影分析、日照分析等功能来辅助规划设计和审批，实现了规划管理从平面到立体的转变。展示系统在全市的框架模型上整合重点区域、景点、旅游和农业信息，向大众展示我市规划建设成果和旅游、农业资源。
一、基于GIS的三维城市仿真模型及其作用
三维城市模型利用高分辨率卫星影像以及航空像片，通过对影像的数字化处理和外业拍照，建立起三维城市模型，人们可以直观的判读出山川、河流、楼宇、道路，通过对真实地形、地物的数字化三维模拟和三维表达，提供给使用者一个与真实生活环境一样的虚拟城市环境。
与二维空间相比，三维城市仿真模型具有信息丰富、真实、直观、表现力强等优势，因此三维城市建模应用涉及广泛的领域，包括城市规划、应急服务、建筑设计、环保应用、地质勘探、能源管理、房产应用、旅游与娱乐、电子商务、电信、公共设施管理、产权分析等。三维城市建模技术使人们能够在一个虚拟的三维环境中，用动态和交互式的方式进行城市展示、城市规划和管理，对数字城市建设有着重要意义。
具体到城市规划领域，传统的城市建设规划都是在平面地形图上进行的，无法体现出建设项目主体与周围环境之间的三维空间关系和规划的真实效果，更难以实时、直观地评价建设方案的变动对原有景观的影响。而三维城市仿真模型可以展示现状及规划情况，将现状与规划预期放入到城市景观的虚拟环境中，提供一个逼真的模拟环境;此外，可以实现分析、查询大量数据信息并以直观的方式显示结果，将传统的数据库带入到可视化空间中。它可以改变长期以来城市规划管理部门惯有的二维、平面、孤立环境的审批手段，避免部分规划在融入整个城市后出现单体景观与区域景观不协调的现象。
二、增城市重点地区城乡规划管理三维辅助审批系统
2009年市城乡规划局利用三维城市建模技术建设增城市重点地区城乡规划管理三维辅助审批系统。辅助审批系统建立了覆盖整个汽车产业基地的三维地形模型框架，在其基础上建立重要建筑物的三维精细模型，最终研制与开发基于三维影像的城乡规划管理三维辅助审批系统。
图1 汽车产业基地概貌
辅助审批系统的作用主要体现在以下方面：
(一)辅助规划编制
提供采集与整合数据基础;提供方便快捷的制图基础;三维可视化、建筑配色、渲染功能;提供空间分析、日照分析、微环境分析等功能和提供建筑密度、容积率、控高等指标自动设计功能。
(二)辅助规划方案评审
三维城市仿真模型以直观可视的特点直接应用于辅助规划审批方案评审中，主要表现在方案置换、方案调整等方面，并且有助于领导、专家、规划师和市民“无障碍”沟通。这种生动、直观的表达方式，使城市规划方案审批更为及时、科学。
图2 量测分析功能
(三)辅助规划管理
在规划管理中，三维数字技术可以实现二维实现不了或实现较为困难的一些方面，如日照分析、通视分析、方案比选等，借助三维城市建模技术，可以很好地实现这些功能，为规划管理提供更为科学的技术手段。
图3 阴影分析功能
三、增城市地理空间信息公共服务平台三维互动全景展示系统
2010年，市城乡规划局利用地理数据丰富的优势，针对大众对增城市生态旅游及都市农业等相关信息直观表现的一致需求，在市科经信局申请科技计划项目——增城市地理空间信息公共服务平台三维互动全景展示系统。展示系统利用成熟的Skyline软件平台，以三维地理模型为载体，实现地理、旅游和农业三大类信息在系统中的有机融合与三维互动展示，通过景点、绿道、旅游线路、旅行社、宾馆酒店、增城美食、增城特产、旅游购物、细说增城、友情链接等栏目，以声音、视频、照片、图像等多媒体方式向大众呈现增城市丰富的生态旅游和农业资源。系统不但将为增城市的旅游业和都市农业发展提供窗口，并能够整合两方面的资源，走旅游与农业结合发展的新模式。
图4 地形变化情况
展示系统中包含增城广场、增城歌剧院、增城图书馆、新行政中心、凤塔、白水寨、小楼人家、蒙花布、挂绿广场等近50处重点地区的精细模型和360度全景照片数据，展示系统真实展示增城美景的同时还可以附带周边环境的介绍，对当地的人文环境，特色产品等都可以用直观的方式展现出来。展示系统不仅可实现对现存景观的游览，还可实现对再现景观、未建成景观的游览。
图5 增城广场
系统满足了不同对象的需求：对于游览者，系统能逼真动态地展现增城，给人以身临其境的沉浸感，吸引更多的游客来增城旅游;对于旅游和农业资源开发者，利用系统可以在开发前将规划设计等展现出来，获得反馈意见，进一步改进和完善，这样不仅能降低旅游开发的风险，还能起到预先宣传的作用;对于旅游和农业资源的管理者，系统有助于创新旅游和农业信息的宣传模式。
图6 增江两岸
三维城市仿真模型是一个发现规划中可能存在问题和快速研究大量设计方案的强有力工具。随着地下管线普查项目的完善，市城乡规划局将把三维从地面扩大到地下，实现地下空间的科学管理。同时，市城乡规划局将逐步实现公共服务空间平台三维化，为全市各政府部门提供一个三维的共享平台。三维城市建模技术将融入到城市管理、广告牌管理、园林管理、城市应急、公众出行服务等各个环节之中，必将使城市管理的传统管理手段产生质的变化，并对“数字城市”的研究和应用产生积极的作用。
(作者 周婷婷)
