一种基于CityEngine创建道路网的方法探讨*

张献伟，刘卫军，石 磊，杨志强

(新疆工程学院土木工程学院,新疆 乌鲁木齐 830023)

随着数字化城市的发展，道路网的建设也在不断更新，对于现实已有的道路的创建，一般采用地信技术采集二维数据进行矢量化进行的，这种方法需要数据采集，拓扑处理等技术加工，费时费力，CityEngine建模方式独特，通过参数化的CGA规则批量创建模型[1]。本文采用CityEngine技术手工创建道路网，然后附加CGA规则生成道路模型，这种道路模型更贴近于实际效果，效率高速度快。

本文采用软件版本是CityEngine2018.1，采用的影像图数据是来自软件自带的Get Map Date功能获取的。

1 创建道路方法

道路网于城市而言十分重要没有规划好就会给出行带来麻烦。道路网还有很重要一个作用就是在城市的规划的时候大都参考着现有的道路来进行设计和建设。看起来毫不起眼的路网还是城市规划的重点对象。CityEngine有较强的道路编辑能力，一般有两种建立方式。

1.1 随机创建

CityEngine可以在地形、道路数量、障碍图层等参数条件下自动创建道路网， CityEngine自带有道路创建工具 Grow Streets，可参数化地控制所生成的道路数量宽度等属性。应用最广泛的就在电影、游戏场景中，在这些场景中只需要其达到可视化效果强的目的即可[2-3]。

1.2 手工创建道路网

对于现实中的道路需要在地形或者影像图的基础下通过 CityEngine自带的道路创建工具来对影像图中的道路进行手工的创建[4]。这种方法创建道路的速度远远不及随机创建路网的方法，但其优势就在于可人为的控制道路的生成，虽然随机创建的方式也可对创建完成的道路网进行修改但创建完成后再进行修改会使工作量变得非常大[5-7]。手工创建道路网适合现实中小范围道路的创建，其精确度比较依赖影像图的清晰程度。

本次建模因为是小范围的路网所以采用手工创建道路网，创建工具可以根据需求自行创建道路模型。创建步骤如下：(1)新建一个工程场景。(2)单击道路手动绘制工具，即可根据实际需要画出道路走势。若在绘制过程中与同图层中的其他道路相交则两条道路的相交处将会自动连接并生成路口。道路绘制工具所创建的道路在默认情况下是直线型的，但在现实生活中存在较圆滑的道路曲线，因此要调整绘制道路的圆滑度，如图1所示。

图1 创建道路

2 调整路段冲突

在进行道路创建过程中尤其是在道路的交叉处会产生许多的冲突使道路网出现问题。CityEngine在遇到无法将道路冲图转化成合理路段时，会自动将冲突路段标记为红色方便人为进行调整。当冲突较多较复杂时就要使用道路清理工来进行调整，道路冲突如图2所示，道路冲突调整后如图3所示。

图2 道路冲突调整前

图3 道路冲突调整后

手动创建的道路难免有令人不满意的地方，在需要调整的地方可以通过道路编辑工具球来对道路进行修整。道路编辑工具球包括两种类型分别是曲线工具球与道路宽度工具球。曲线工具球控制着道路的走向与弧度拉动曲线工具球，可对道路的长度方向、弧度进行调整；道路宽度工具球控制着道路各个边界部分的宽度.拉动宽度工具球，可调整行车道、左右人行道的宽度。这两种工具条配合使用可以使道路更加逼真。

3 CGA规则

根据街道形状的不同，CGA初始规则也不同。应用CGA规则“rules/simpleStreets.cga”到街道形状上这些初始规则的描述如下。

街道(Street)：根据路宽应用街道贴图；人行道(Sidewalk)：应用人行道贴图，分布道路两边树、路灯等；十字路口(Crossing)：应用道路底色贴图；交叉路口(Junction)：同十字路口；连接入口(JunctionEntry)：同十字路口。

框选要赋予纹理的街道模型，附加CGA规则后道路效果如图4所示。

图4 赋予规则的道路

4 手工创建道路网的优点及应用领域

采用CityEngine技术手工创建道路网，然后附加CGA规则生成道路模型，这种道路模型更贴近于实际效果，效率高速度快，这种方法简单方便，能根据实地道路情况真实展现道路的宽窄，长度，形状等，广泛应用于市政规划，园林设计，智慧城市等领域。

5 总 结

CityEngine虽然在大批量快速创建道路网方面有着巨大的优势，但在某些方面还需要加强，如在对道路建模时道路的宽度一直不变，这就导致在设有公交站或在易发生交通事故设有的紧急避险车道的路段，在构建道路模型时往往会出现一些矛盾和冲突，需要人为的去根据实际情况进行修改。