劉家祥

(合肥市測繪設(shè)計研究院，安徽合肥 230061)

1 引言

隨著城市規(guī)劃進入可視化、數(shù)字化及精細(xì)化管理階段，將三維仿真工作納入基礎(chǔ)測繪工作范疇［1］，在建設(shè)項目設(shè)計方案評審、建設(shè)項目規(guī)劃竣工核實等環(huán)節(jié)增加三維數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容，作為城市規(guī)劃管理的輔助手段，在國內(nèi)很多城市屢見不鮮，例如，寧波、武漢、廣州、重慶及株洲市等。然而，具體實施過程中，存在很多實際的困難，如何保證開發(fā)建設(shè)單位提供的三維電子文件的統(tǒng)一、如何保障三維仿真的建設(shè)項目設(shè)計方案及時、有效、深入地輔助審批、如何確保三維模型數(shù)據(jù)庫的定期更新與完善等問題。本文以合肥市規(guī)劃局踐行三維仿真輔助審查工作中遇到的問題、積累的經(jīng)驗與同行共探討。展示三維仿真技術(shù)提高城市規(guī)劃建設(shè)項目審批效率、方案設(shè)計科學(xué)性等實際應(yīng)用效果。

2 實施流程

建設(shè)項目設(shè)計方案在申請審查時，合肥市規(guī)劃局按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、選取平臺、綜合管理、服務(wù)為主的目標(biāo)要求進行三維仿真技術(shù)輔助審查的數(shù)據(jù)建設(shè)、平臺建設(shè)及服務(wù)建設(shè)等內(nèi)容。

2.1 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建立《合肥市城市規(guī)劃三維仿真模型

數(shù)據(jù)技術(shù)要求(試行)》

為保障全市三維模型數(shù)據(jù)建設(shè)全面覆蓋、無縫整合，需一方面對開發(fā)建設(shè)單位提供三維建模原始資料發(fā)布通知，另一方面建立整個城市三維仿真模型數(shù)據(jù)技術(shù)要求。通常，需發(fā)布服務(wù)告知通知單，提出受理申請方案審查的要件除了報規(guī)報建的常規(guī)文件外，對提供設(shè)計方案效果圖，包括項目整體鳥瞰效果圖、俯視圖、透視圖以及樓單體外立面效果圖等有更深層次的要求，主要體現(xiàn)在效果圖分辨率及色彩參數(shù)上。

另一方面，國家和地方對城市三維建模有多個標(biāo)準(zhǔn)，各標(biāo)準(zhǔn)之間也不完全一致。為了更好地適應(yīng)本地化服務(wù)，進一步規(guī)范三維仿真模型數(shù)據(jù)庫建設(shè)，統(tǒng)一合肥市城市規(guī)劃三維仿真模型制作技術(shù)要求，及時準(zhǔn)確為城市規(guī)劃管理提供三維建模技術(shù)服務(wù)，合肥市測繪設(shè)計研究院參考了《基礎(chǔ)地理信息三維模型產(chǎn)品規(guī)范》、《基礎(chǔ)地理信息三維模型數(shù)據(jù)庫規(guī)范》、《基礎(chǔ)地理信息三維模型生產(chǎn)規(guī)范》、《CJJ_T 157－2010城市三維建模技術(shù)規(guī)范》等國標(biāo)及《重慶市城市三維建模技術(shù)規(guī)范》、《成都市城市規(guī)劃三維模型數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(試行)》等地方標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，綜合參考制定了《合肥市城市規(guī)劃三維仿真模型數(shù)據(jù)技術(shù)要求(試行)》(以下簡稱《技術(shù)要求》)。《技術(shù)要求》中，對數(shù)據(jù)采集與處理、三維模型制作要求、文件命名與組織、成果質(zhì)量檢查等方面進行了規(guī)定。根據(jù)數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用的要求，需重點明確模型分類、建模單元劃分、模型命名等細(xì)節(jié)問題，為后期各種來源的三維模型數(shù)據(jù)整合提供規(guī)范［2］。

2.2 選取平臺

國內(nèi)外主流的應(yīng)用于城市規(guī)劃方面三維GIS平臺主要有，Skyline、CityMaker、SuperMap、Ev－Globe、AnGeo的Uniscope等［3］，基礎(chǔ)平臺的選取主要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，例如，國外的Skyline系列軟件偏重海量地理信息存儲，與二維整合及空間分析方面具有優(yōu)勢，并開放了所有的API，讓用戶能夠根據(jù)自己的需求定制功能，建立個性化的三維地理信息系統(tǒng)。國內(nèi)的City-Maker是一款優(yōu)秀的國產(chǎn)3D GIS平臺軟件，致力于全空間的、逼真、完美的虛擬三維可視化，提供數(shù)據(jù)存儲管理，查詢和分析，可視化，應(yīng)用開發(fā)和服務(wù)共享五方面能力［4］。視覺效果優(yōu)異，逼真的渲染效果，材質(zhì)和模型編輯能力突出，強大的數(shù)據(jù)組織管理能力?？紤]到規(guī)劃方案審批對模型效果表現(xiàn)要求高及后期合肥的規(guī)劃服務(wù)三維多通道會商系統(tǒng)平臺對模型數(shù)據(jù)統(tǒng)一的整合需求，合肥市測繪設(shè)計研究院基于CityMaker系列平臺輔助建設(shè)項目方案審批，實現(xiàn)了規(guī)劃審批中方案比對、方案調(diào)整、天際線分析、控高分析、指標(biāo)分析等功能分析，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新三維平臺應(yīng)用新功能，建立帶時間軸的模型數(shù)據(jù)庫，通過三維平臺展現(xiàn)城市規(guī)劃歷史、現(xiàn)狀及未來。

2.3 綜合管理

主要包括核心區(qū)域三維模型數(shù)據(jù)建設(shè)、建設(shè)項目審批服務(wù)機制建設(shè)及三維專業(yè)人才隊伍建設(shè)。

(1)三維模型數(shù)據(jù)建設(shè)

合肥市測繪設(shè)計研究院一方面建立三維建模隊伍，主要建模內(nèi)容包括三維地形模型、核心區(qū)域現(xiàn)狀三維精細(xì)模型及規(guī)劃方案模型。按照《技術(shù)要求》的規(guī)定，對模型數(shù)據(jù)存放、模型數(shù)據(jù)質(zhì)檢、模型數(shù)據(jù)更新及入庫等各方面進行統(tǒng)一要求，按片區(qū)、按類別進行協(xié)同建模，探索出集項目總體設(shè)計、項目分配、項目互檢、項目更新到提交一體化的工作流程。為未來智慧合肥模型數(shù)據(jù)庫建設(shè)奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。另一方面整理匯交其他來源需審批的設(shè)計方案模型數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)質(zhì)檢和整合，統(tǒng)一導(dǎo)入到系統(tǒng)平臺中輔助審批。

(2)服務(wù)機制建設(shè)

由于規(guī)劃信息化水平發(fā)展緩慢，合肥市之前的報建一直采用二維傳統(tǒng)的效果圖、PPT、沙盤模型等方式匯報建設(shè)項目設(shè)計方案。通常，重點型項目須經(jīng)歷大量的會議討論等多重環(huán)節(jié)，由于社會各界對城市規(guī)劃問題日益重視，規(guī)劃成果直面不同階層、不同知識背景的人士，以三維立體形象直觀地呈現(xiàn)詳細(xì)規(guī)劃方案及相關(guān)指標(biāo)信息，展現(xiàn)城市風(fēng)貌成為規(guī)劃審批精細(xì)化、科學(xué)化管理的重要途徑。

在服務(wù)流程上，窗口報建階段接收建設(shè)設(shè)計單位提交的三維模型電子成果，利用模型數(shù)據(jù)檢查工具提供局初審功能，符合條件的利用輔助審批平臺提供瀏覽查詢、重要視廊、重點視線俯仰角、方案對比調(diào)整、指標(biāo)分析復(fù)合等深入評審，最終評審?fù)ㄟ^完善入庫。流程如圖1所示。

盡管利用三維仿真輔助規(guī)劃審批卓有實效，國內(nèi)很大一部分城市(廣州、長沙、深圳、南寧等等)相繼提出并踐行了“數(shù)字總規(guī)”、“規(guī)劃一張圖”、“數(shù)字城市”等一系列規(guī)劃信息化平臺包含三維仿真輔助決策系統(tǒng)，并對重點項目開展輔助審查，但將其作為一項基礎(chǔ)工作、建立起規(guī)劃審批的長效機制的城市不多。合肥市在實施過程中，通過與多方協(xié)作機制(規(guī)劃局—測繪院—建設(shè)單位—設(shè)計單位)，力爭將利用三維仿真輔助審批工作作為常規(guī)化的匯報方式，真正起到審批流程中對現(xiàn)狀調(diào)查、方案設(shè)計、方案分析、方案審批及領(lǐng)導(dǎo)決策的日常輔助手段。為輔助分析示意圖如圖2～圖5所示。

圖1 建設(shè)項目設(shè)計方案三維仿真輔助審查流程

圖2 風(fēng)電機三維仿真

圖3 立交橋風(fēng)貌

圖4 沿街立面

圖5 方案比對

實踐中，通過對合肥市濱湖新區(qū)、高新區(qū)等開發(fā)區(qū)試點展開，合肥市測繪設(shè)計研究院加強與各規(guī)劃分局、各開發(fā)建設(shè)單位、各規(guī)劃設(shè)計單位三方的交流與溝通。針對報規(guī)報建的設(shè)計方案，在項目設(shè)計初始階段，合肥市測繪設(shè)計研究院建立項目地塊控規(guī)體塊模型，輔助項目城市天際線及周邊環(huán)境空間關(guān)系(周邊現(xiàn)狀模型已建立)分析。規(guī)劃設(shè)計單位在此基礎(chǔ)上確定方案設(shè)計的高度、體量、色調(diào)基調(diào)及與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)度，進行方案詳細(xì)設(shè)計。我院按照設(shè)計效果圖建立三維仿真模型，導(dǎo)入系統(tǒng)平臺演示。在輔助上會之前，先內(nèi)部評審，規(guī)劃分局、開發(fā)建設(shè)單位、規(guī)劃設(shè)計單位等進行統(tǒng)一探討，我院在商議結(jié)論中進一步的修改完善并最終整理上會。會議上，通過特定場景、動畫導(dǎo)航、方案對比、方案調(diào)整、指標(biāo)分析等多功能、多角度展示審批方案，并形成評審結(jié)論。

在服務(wù)市規(guī)劃局業(yè)務(wù)會和規(guī)劃委員會全過程審批中，我們總結(jié)出以下幾點:

①在項目報規(guī)報建前，提前整理好周邊的現(xiàn)狀和地形模型，跟蹤項目規(guī)劃設(shè)計的每個重點節(jié)點并不斷完善，提供規(guī)劃設(shè)計的三維輔助分析。

②項目匯報時，對非重點型項目，在有限的時間內(nèi)需要展現(xiàn)該項目特色，提前錄制好關(guān)注視點的特定場景的圖片及動畫瀏覽視頻，結(jié)合到匯報的相關(guān)材料中，會議審批時，直接播放，提高審批效率，提供規(guī)劃方案的三維輔助審批。

(3)三維專業(yè)人才隊伍建設(shè)

建立起一支專業(yè)性能力強、職業(yè)素養(yǎng)高、結(jié)構(gòu)合理的三維人才隊伍，協(xié)同工作，各取所長，發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢、調(diào)動廣大專業(yè)技術(shù)人才的積極性和創(chuàng)造性。為三維仿真輔助審查工作創(chuàng)新服務(wù)方式、高效保障服務(wù)機制做好充足準(zhǔn)備［5］。

2.4 更新入庫，完善規(guī)劃三維模型數(shù)據(jù)庫建設(shè)

通過輔助審批，逐步積累，同步更新三維規(guī)劃模型數(shù)據(jù)庫，目前合肥市測繪設(shè)計研究院已完成合肥市濱湖新區(qū)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)所有三維模型數(shù)據(jù)建設(shè)。利用三維仿真進行竣工規(guī)劃核實在重慶市勘測院、武漢市測繪研究院已逐步展開。方案竣工后，我院在嘗試根據(jù)竣工資料建立竣工三維模型，進行竣工規(guī)劃核實，主要核實竣工外立面及色彩材質(zhì)、用地紅線和建筑紅線規(guī)劃三維模型與竣工三維模型對比，正負(fù)零標(biāo)高、樓間距等竣工規(guī)劃指標(biāo)核實?？⒐を炇蘸细窈螅鶕?jù)竣工驗收的結(jié)果更新三維模型數(shù)據(jù)庫，成為現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，為新的規(guī)劃、審批工作提供三維信息支撐。同時，隨著時間流逝，現(xiàn)狀會演變成歷史，規(guī)劃演變成現(xiàn)狀，更新的同時也記錄模型數(shù)據(jù)時間屬性信息，以便三維平臺根據(jù)時間進行城市風(fēng)貌歷史回溯。

3 存在問題

(1)提交模型數(shù)據(jù)不統(tǒng)一

在提出的《技術(shù)要求》中，對三維建模數(shù)據(jù)進行了一系列的規(guī)范，但由于各單位水平參差不齊，很難保證所有匯交的模型數(shù)據(jù)按規(guī)定的要求提交，給三維輔助審查工作帶來一定的困難。返工率將影響輔助審批效率。

(2)建模技術(shù)手段有待提升

我院主要采用傳統(tǒng)3ds Max建立精細(xì)場景模型，建模效率低，隨著技術(shù)的進步，利用激光點云、地面三維激光掃描儀、傾斜攝影等新技術(shù)及設(shè)備輔助三維建模是后期努力的方向。例如，重慶市勘測院利用地面三維激光掃描技術(shù)來輔助建設(shè)項目的規(guī)劃竣工核實，有模型精度高、外業(yè)時間短的優(yōu)勢，不僅適合三維規(guī)劃竣工許可指標(biāo)的核實，還可以對三維模型竣工測量時的尺寸、色彩和小區(qū)環(huán)境等進行快速采集［6］。

(3)輔助審查時間急，任務(wù)重

報規(guī)報建的項目設(shè)計方案，通常方案在不斷修改調(diào)整中，上會審批時間緊急，給三維輔助審查工作進行帶來一定的考驗。沒有充足的時間保證，一方面影響建模的質(zhì)量，另一方面影響匯報內(nèi)容的準(zhǔn)備。

另外，會議的時間限制，也無法做到對全市這個階段內(nèi)所有報規(guī)報建的項目設(shè)計方案逐一進行三維展示，只能選擇有代表性、重點型及敏感型項目進行輔助審批。

如何高效地使用統(tǒng)一平臺，匯報所有的項目設(shè)計方案，進行一鍵開會，是我們進一步需要探索和尋求解決的。

(4)三維規(guī)劃竣工核實薄弱

我院雖然已嘗試根據(jù)竣工資料建立竣工三維模型，進行竣工規(guī)劃核實，但力度和進度薄弱。建立三維規(guī)劃竣工核實體系，應(yīng)用三維仿真技術(shù)進行規(guī)劃監(jiān)督測量是我院在輔助規(guī)劃批后管理的又一方向。

4 解決建議

(1)規(guī)范模型技術(shù)要求

可通過開展培訓(xùn)、積極交流等方式逐步加深各單位對技術(shù)要求解讀。培養(yǎng)一批合格、高效的三維建模單位以保障利用三維仿真輔助審查工作的順利進行。同時，市規(guī)劃局以政策為導(dǎo)向，我院嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，保證全市三維仿真模型數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一完整及無縫整合。

(2)建立有效溝通機制

為避免設(shè)計方案在臨上會前才開始進行三維仿真建模的尷尬，要做好提前準(zhǔn)備工作，與各規(guī)劃分局及時溝通，追蹤設(shè)計方案全過程，保障審批進度的同時控制質(zhì)量;加強三維建模隊伍建設(shè)，引入激光點云、地面三維激光掃描儀等輔助三維建模［7］，多角度提升技術(shù)手段，提高輔助審批效率。結(jié)合合肥市正開展的規(guī)劃服務(wù)三維多通道會商系統(tǒng)建設(shè)，做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，以超大屏幕多視窗顯示系統(tǒng)展示三維渲染效果，結(jié)合專業(yè)的三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)和智能、便捷的中控系統(tǒng)實現(xiàn)一鍵開會，輔助規(guī)劃審批工作。使合肥市城市規(guī)劃審批順利邁入“立體化”、“數(shù)字化”階段。

(3)建立可持續(xù)更新機制

通過輔助審批，逐步完善及更新三維規(guī)劃模型數(shù)據(jù)庫，及時收集竣工資料，等竣工驗收合格后，更新為三維現(xiàn)狀模型數(shù)據(jù)庫，保證模型數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。

5 總結(jié)

通過開展合肥市城市規(guī)劃建設(shè)項目三維仿真輔助審查工作，我們了解到規(guī)范技術(shù)要求，保證模型數(shù)據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，建立有效的溝通機制，更好地體現(xiàn)輔助審查的服務(wù)意義，建立數(shù)據(jù)持續(xù)更新機制，建立一項持久有效的工作計劃的必要性。同時，我們也應(yīng)該進一步擴展輔助審查的深度與廣度，從地上延伸到地下、地上、內(nèi)部空間一體化的輔助審查的目標(biāo)［8］，在審查的模式上，早日建立地理空間信息公共服務(wù)平臺三維互動全景展示系統(tǒng)，推廣到公眾服務(wù)網(wǎng)、或者觸摸屏上，提高公眾的參與性，傾聽來自市民的聲音，推行審批過程“陽光規(guī)劃”政策。

［1］ 陳軍，鄔倫．?dāng)?shù)字中國地理空間基礎(chǔ)框架［M］．北京:科學(xué)出版社，2003．

［2］朱國敏，馬照亭，孫隆祥等．城市三維地理信息系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫組織與管理［J］．測繪科學(xué)，2008，33(1)．

［3］朱慶．三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)綜述［J］．地理信息世界，2004，2(3):3 ～5．

［4］北京偉景行數(shù)字城市科技有限公司．CityMaker7產(chǎn)品介紹［R］．2013．

［5］李淑榮，張秋．重慶市規(guī)劃管理進入三維仿真時代［Z］．城市勘測，2012(2)．

［6］胡章杰，薛梅．基于地面三維激光掃描的三維竣工規(guī)劃核實技術(shù)研究［J］．城市勘測，2013，2(1):15～16．

［7］黃承亮，向娟．三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于建筑物建模的測量方法研究［J］．城市勘測，2011(1):88～90．

［8］從威青，潘懋，莊莉莉．三維GIS技術(shù)在城市地下空間規(guī)劃中的應(yīng)用分析［J］．工程勘察，2008(S1)．