三维时态技术在历史文化街区保护规划中的应用

李辉,李南江,韩晓晖

三维时态技术在历史文化街区保护规划中的应用

李辉1∗,李南江2,韩晓晖2

为了评估和展示三维时态技术在历史文化街区保护规划中的重要作用,通过三维时态城市规划管理系统,在辅助街区保护规划、支撑全面的现状与历史数据、提供规划编制依据和服务于规划方案审批四个方面,提供的直观、完整、准确的功能和数据支持,展现了三维时态技术在天津市历史文化街区保护规划中的实际应用情况。可以看出,三维时态技术可以实现信息的集中管理、维护、展示以及信息的快速查看、统计汇总与数字化分析,为历史文化街区的保护规划与城市管理提供了一种新的高效的方式。

三维;时态;信息;保护规划;应用

1　引 言

《天津市城市总体规划(2005-2020年)》确定了中心城区14片历史文化街区,分别为估衣街、一宫花园、赤峰道、中心花园、劝业场、承德道、解放北路、五大道、鞍山道、老城厢、古文化街、解放南路、泰安道、海河。结合天津市总体规划、中心城区总体城市设计等相关规划,天津市规划局提出编制天津历史文化街区保护规划,并建立历史文化街区保护规划管理系统,对街区数据进行数字化管理和分析,对历史街区进行科学、高效的规划和保护。

历史文化街区是保存文物特别丰富、历史建筑集中成片、能够较完整和真实地体现传统格局和历史风貌的区域,是在一定规模区域内保有历史的记忆,保存区域内历史的连续性,具有时间延续性和文化多样性的活态的文化遗产。所以历史文化街区的保护不仅要在空间范围内保护历史建筑的躯壳以及周边的道路、街巷小桥等,还要在时间范围内保护其特有的社区文化等非物质形态的内容。历史文化街区的发展与利用应以保护为根本目的,遵循合理性、前瞻性原则,促进与周边区域的协调发展,提升历史文化街区在城市中的地位和作用,为历史建筑找到适合的新的使用方式,以为社会提供公共服务为出发点,引导区域合理更新。

基于“立足现状、传承历史、引领未来”的城市规划原则,本文主要总结我国历史街区保护发展历程中的经验教训,提出以城市历史数据库组织、显示、应用和管理等关键技术为基础的三维时态城市规划管理系统,为规划人员把握城市历史文化街区城市空间格局、了解街区发展历史、提高规划管理水平,提供技术支撑。

2　在城市历史保护规划中的应用

历史文化街区具有时态延续性,其范围、风貌等要素随着时间不断的变化,但传统的规划管理方式侧重于空间数据与相关属性的表达和分析,在时态性方面比较欠缺,这就不能完整地表现历史文化街区的发展过程。三维时态城市规划管理系统弥补了此方面的欠缺,并历史街区维护和管理工作提供科学的数据依据和技术支撑。

2．1辅助天津市历史街区保护规划

保护规划应在充分调研现状情况的基础上,进行现状价值分析及评价。三维时态城市规划管理系统运用先进的海量数据库组织技术、调度与渲染技术,对历史文化街区的历史演变、街区特征、城市功能、生活服务设施、绿化环境、道路交通及市政基础设施等现状进行再现与分析。图1为某历史文化街区中的保护单位及其周边环境的展示。

图1　辅助保护规划

2．2 全面的现状、历史数据支撑

传统规划管理方法只能管理和描述街区某个时间段瞬时的空间和属性状态,不具有处理街区的时间动态性的能力。三维时态技术集成了历史保护区全面的二维、三维属性信息以及贯穿城市发展的时态地理数据、属性、空间和时间语义,在虚拟技术帮助下重建历史状态,跟踪时空信息的变化,预测街区未来发展趋势。图2为对某历史文化街区在过去、现状、未来不同时态下的展示,表达了该地区的发展变化过程和规律,提供了对该地区历史分析和趋势分析的基础。

图2　历史、现状、未来场景

2．3为规划编制提供依据

三维时态技术可以提供精确的房屋、用地、规划信息查询功能,并能对选择范围内的建筑进行规模统计,通过这些应用功能,为规划部门的工作提供完整的涵盖时间特性的全方位数据。图3为某历史文化街区建筑统计情况。

图3　信息查询统计

三维时态技术还可以通过模拟真实的日照阴影轮廓,反应周边环境对历史文化街区的影响,为规划部门对街区周边规划方案的合理性与协调性的判断提供支持。如图4所示:

2．4服务于规划方案审批

三维规划审批技术也是当前众多城市提倡的一种科学、高效的规划审批手段,三维时态技术提供多屏比选功能,一方面,将历史街区现状三维实景模型与保护规划整修方案三维模型进行切换、分析,或者对不同的整修方案三维模型进行对比分析,在考虑现状、可操作性以及尊重历史的前提下,为决策者制定最优的保护方案提供辅助工具。另一方面,城市处在不断发展过程之中,新的规划不可避免会影响到历史文化街区,将规划方案放置于三维场景中,可以直观地观察和分析其对历史街区的影响,避免决策失误给历史街区造成破坏。如图5所示,系统采用三屏技术进行多套桥梁设计方案的比选,为桥梁设计方案的论证提供有力的技术支撑。

图4　阴影分析

图5　桥梁设计方案对历史街区的影响

3　结论与展望

对系统应用评估结果表明,三维时态城市规划管理系统将历史文化街区历史数据、图形数据、现状调查资料、规划成果等信息进行集中统一整理,并利用数据库、地理信息系统、虚拟现实等技术,将二维、三维数据的定义延伸到四维,实现历史文化街区信息的集中管理、维护和展示,实现街区信息的快速查看、统计汇总与数字化分析,避免传统管理方式的数据分散、纸图分析、效率不高的弊端。

三维时态城市规划管理系统能存储整个城市的历史模型数据、空间信息数据,不用翻阅大量历史文件就能够了解城市各个角度和各个时间的城市面貌、空间信息、属性信息,在真三维的视觉效果中进行设计方案查看和比对,大大减轻城市规划管理人员的工作强度,提高办公智能化和科学决策水平,可供国内大中城市的各个城市职能管理部门和单位,建立和完善城市管理系统使用。

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(1．天津市勘察院,天津 300191; 2．星际空间(天津)科技发展有限公司,天津 300222)

Application of Three Dimensional Temporal Technology in Conservation Planning of Historical and Cultural Blocks

Li Hui1,Li Nanjiang2,Han Xiaohui2

(1．Tianjin survey institute,Tianjin 300191,China; 2．StarGIS(Tianjin)Technology Delelopment Co．,Ltd．Tianjin 300222,China)

To assess and show three-dimensional temporal technology plays an important part in historical and cultural blocks conservation plan,through 3d tense urban planning management system,the secondary block protection planning,support the status quo of comprehensive and historical data,and provides the basis of the planning and service in four aspects for examination and approval of planning scheme,provide intuitive,complete and accurate function and data support and show the three-dimensional temporal technology in the application of historical and cultural blocks conservation plan of tianjin．You can see that the three dimensional temporal technology can achieve the centralized management, maintenance,display of information,as well as the information quickly see,statistical summary and analysis of digital protection plan for the historical and cultural blocks and city management provides a new and efficient way．

three-dimensional;tense;information;preservation planning;application

1672-8262(2016)01-62-03

P208．2

B

∗2015—11—23

李辉(1982—),女,工程师,主要从事测绘、地理信息生产研发工作。

中国博士后科学基金(2014M551135)