数字技术对提升城市公共空间景观的作用探究

李明慧 （厦门市规划数字技术研究中心，福建 厦门 361000）

1 城市公共空间景观规划设计的现状

在我国城乡规划中，城市公共空间景观的规划是相对匮乏的，在重视交通行驶流畅性及街道绿化观赏性的同时缺少对城市公共空间景观要素的营造。随着城市交通路网的发展，城市街道景观及绿化作为城市公共空间景观的一部分，同时也是城市绿地系统的重要组成。

现阶段，二三维一体化技术已在城市规划管理及设计中被广泛应用，很多城市已将二维GIS数据库与三维仿真数据库相结合形成二三维一体化平台。而通过现有的二三维数据提升城市规划设计工作的效率和城市规划方案的科学水平，从而有助于提高城市的功能完善程度、环境优美度和人与自然的和谐程度，全面提升城市的形象。

2 数字技术在城市公共空间景观规划设计中的应用

以前常用的二维图形与三维效果相结合的景观方案设计，是通过把AutoCAD绘制的平立剖面图形导入SU后，进行三维建模并赋予材质和相机等方式，然后渲染出效果图。但这种表现方式不具有直观性，不能直接的反映出景观设计方案与周边环境的关系，更不能互动,见图1。

图1 SU与仿真模型对比

二三维数字模型的建立及更新可从多个角度观察多个体量的设计方案和周边现状甚至周边规划的视觉效果，可任意角度浏览，观察现状、规划方案的空间关系。三维数字模型的制作是以虚拟现实的方式展示三维视觉效果。对于城市景观设计方案成果的选比，通过调整景观小品的形体、位置、材质、高度然后输出三维效果图，甚至是多媒体的动画短片，还可通过在场景中任意漫游，发现许多不易察觉的设计缺陷，减少由于事先规划设计不全面而造成的遗憾与损失，从而打破景观规划设计在地理空间信息表达和处理方面的限制。

通过城市数字模型对城市空间形态进行模拟，例如各地规划展览馆中的产品包括：360度环幕影院、互动城市漫游、市政交通规划展示系统和寻找家园等，这些产品均是建立在数字城市模型基础上的。数字城市模型是对城市的逼真描述，它不仅具有真实的地理坐标，而且具有虚拟现实表现的真实感，还具有空间运算能力和空间分析能力，属于基础地理数据的范畴。围绕城市空间形态模拟的相关技术包括二维平面图形，二三维定位信息、二三维数据库技术、三维数据采集技术、三维城市建模技术、三维数据可视化技术及二三维数据分析技术。

将二维景观方案与三维景观方案通过拓扑关系进行同步关联，使用编辑工具可创建图层、要素及添加属性信息和符号等，当二维信息发生改变时三维也将相应改变或提示。

3 建立二三维数据库，提升城市公共空间景观管理水平

随着新技术的广泛开发及应用，城市二三维一体化平台的建立对于城市规划各个方面都产生了不同程度的影响。地理信息技术和虚拟现实技术的发展已经成为建立城市二三维景观数据库的技术支撑。

二三维数据库的建立及虚拟技术的应用，在一定程度上简化了城市公共空间景观规划方案的编制流程，减少了规划方案设计所需的时间，提高了城市规划设计工作的效率和城市规划方案的科学水平，从而有助于提高城市的功能完善程度、环境优美程度和人与自然的和谐程度，全面提升城市的形象。

城市公共景观数据库可根据年份、种类、样式等进行划分，方便管理及统计。对城市绿化专题数据库可根据保护培育分类、保护培育分级等成果进行空间建库和更新。还可对城市设施进行专题数据库的建立，可根据不同设施（如:路灯、雕塑、广告牌、电话亭、报刊亭等）的属性、种类、样式、功能等进行划分,见图2。

图2 灯具分类样式及雕塑、公共设施

建立古树名目专题数据库便于对古树名木进行保护，首先要全面系统的查清古树名木的资源分布和生长状况，对确认的古树名木要设置保护标志，划定保护范围，便于针对性制定保护措施及动态监测和管理。

古树名目专题数据库的形成，可根据市政园林的古树名木目录，通过空间数据建模和经纬度转换以及外业调查数据核实后形成古树名木数据库。还可经数据纳入监控平台，对古树名木病虫害监测、被伐被盗监测等有效及时进行动态监测和跟踪管理。通过叠加二维信息，可对古树名木的历史、故事、开发价值及管理方式等进行查询。通过三维模型信息可直观的浏览古树名木的样式，见图3。

图3 古树名木精细建模

4 数字城市模型在景观设计中的表达方式

数字城市模型数据能够较好地表达现实中的三维物体，纹理数据是数字城市模型的一个重要特征，它可以提高模型的真实度，增加其可识别性。

根据三维城市模型的应用需求，按要素类别可将三维城市模型的数据内容概括为以下内容。

建筑物及其附属设施：建筑物、门窗、门厅、避雷针等；高架道路及其附属设施：高架桥体、高架护栏、桥墩等；市政公共设施：路灯、雕塑、广告牌、座椅、报刊亭、垃圾桶等；植被：草地、树木等；水体：喷泉、水池、河流、湖泊等；其它结构物：码头、水库等。

相对于三维植物模型来讲，公共景观数字化最难表现的是对地面地形的处理，现在常用的方法有手工建模和倾斜摄影。人工建模存在误差较大，但对于方案的表达较为清晰，因此常用于方案设计阶段；倾斜摄影较为真实，能够真实的表现出现有城市景观面貌，适用于竣工项目，见图4。

图4 人工建模及倾斜摄影

5 人工三维景观模型制作方式

5.1 地面建模要求

地面模型分为路网和地块两部分，以导入的CAD图和影像图为参照物建立模型，通过正确的坐标系将建好模型导入虚拟场景中。

模型以低面数模型为主，在不会损失表现效果的前提下，尽量减少模型面数，节约数据量。

5.2 景观种植

景观种植用于人行道或广场绿地上面的树木。树木的模型可以采用三种：单片、十字片、三维树。根据项目要求选择最适合的。

种植同样可以用于其它大量同类型的物体，如路灯，电线杆等。

CAD总图中植物、小品的布置工作完成后，需要写出表格记录每一个物体的平面位置，以表格的形式将种植位置导入平台中，并从相应素材库中调出对应的树种模型。

传统的二维设计已经不能满足当前城市景观规划的需求。综上所述，虚拟技术的日趋成熟，很多专业领域，尤其是城市景观规划领域对虚拟技术的迫切需求，必将推动二三维一体化技术的进一步发展和应用，成熟的二三维系统，是围绕城市景观规划的需求和应用而拓展的，建设面向城市景观规划的二三维虚拟技术平台，为申报项目的指标控制、方案评估、工程管理、决策支持、交通设施等提供全方位、多方式的辅助管理服务，大幅度提高城市景观规划设计的工作效率，也为城市规划的数字化提供宝贵的信息资源和信息服务决策平台。

6 结束语

在信息化技术不断发展的今天，数字技术在城市公共空间景观规划中得到高效的应用。建立一个城市二三维景观数据库，将真实世界的对象物体在相应的虚拟世界中重构。而模型制作的过程既是设计创作的过程，也是实物制造过程和效果演示过程，让设计手段更加先进和直观，也能更进一步地理解和考证设计的合理性。