丁美辰

(廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院 福建廈門 363123)

0 引言

城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃的目標(biāo)，是塑造城市整體意象，突顯城市特色，避免因城市化發(fā)展帶來的千城一面困境。面對諸如專業(yè)綜合性高、編制數(shù)據(jù)海量、實施管理周期長、難以顧及動態(tài)發(fā)展、缺乏公眾參與等城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃的現(xiàn)實問題，常規(guī)的城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃設(shè)計手法已難以滿足數(shù)字技術(shù)時代下的城市飛速發(fā)展的政府管理需求，難以滿足城市動態(tài)化的規(guī)劃策略，難以實現(xiàn)公眾參與城市建設(shè)的期望。

因此，隨著智慧城市建設(shè)、城市大數(shù)據(jù)信息開發(fā)等政策的出臺，以及人工智能、交互設(shè)計、虛擬仿真、3D建模等計算技術(shù)的社會普及，城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃相關(guān)理論研究從成果內(nèi)容的系統(tǒng)化、多層次化向現(xiàn)今的一體化、通俗化的發(fā)展轉(zhuǎn)變，規(guī)劃實踐關(guān)注點從最初的城市空間形態(tài)的“藍圖式描繪”轉(zhuǎn)移到了動態(tài)化管養(yǎng)。

基此，本文立足數(shù)字城市平臺基礎(chǔ)，將以傳統(tǒng)調(diào)研總結(jié)為主的城市景觀風(fēng)貌靜態(tài)規(guī)劃轉(zhuǎn)變?yōu)橐源髷?shù)據(jù)挖掘和分析為主的動態(tài)規(guī)劃。以漳州市城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃為例，探討基于城市大數(shù)據(jù)的城市風(fēng)貌管控的3D虛擬仿真系統(tǒng)，以滿足規(guī)劃師“無限”復(fù)盤“虛擬都市風(fēng)貌”并制定行之有效的風(fēng)貌規(guī)劃導(dǎo)則的需求，助推其早日成為市民暢想未來城市景觀風(fēng)貌的可視化、互動式平臺。

1 數(shù)字化基礎(chǔ)——數(shù)字城市信息共享平臺

1.1 數(shù)字城市共享信息內(nèi)容

數(shù)字城市信息共享，是指政府建立的智慧城市大系統(tǒng)，它將城市規(guī)劃管理涉及的規(guī)劃審批、管理進度、日常事務(wù)等數(shù)據(jù)進行整合；同時統(tǒng)籌多規(guī)合一、規(guī)劃一張圖；并建立具有時空特性的城市三維系統(tǒng)，最終將以上所有信息呈現(xiàn)在同一個系統(tǒng)平臺中進行規(guī)劃管理一體化協(xié)同共享，如圖1所示。

圖1 數(shù)字城市信息構(gòu)成

1.2 漳州市規(guī)劃管理一體化協(xié)同平臺信息門戶構(gòu)成

以漳州市規(guī)劃管理一體化協(xié)同平臺為例，其主要由管理組織、多規(guī)合一、設(shè)計輔助3個部分構(gòu)成，分別對應(yīng)服務(wù)對象、技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)展示。業(yè)務(wù)審批、會議會審、公文辦理、日常事務(wù)、單位管理，主要是以服務(wù)對象為主構(gòu)成的管理組織，保障項目規(guī)劃管理全程信息共享；規(guī)劃成果、法律法規(guī)、規(guī)劃一張圖等單元主要是以技術(shù)支撐為主構(gòu)成多規(guī)合一，以此保障規(guī)劃項目所有技術(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)的集成、共享、管理、應(yīng)用及服務(wù)。CAD輔助、三維系統(tǒng)等主要是結(jié)合城市二維、三維一體化數(shù)據(jù)實現(xiàn)城市尺度空間數(shù)據(jù)體系(影像、地形、矢量、模型)，以輔助規(guī)劃管理過程中的數(shù)據(jù)分析處理、三維瀏覽、實時跟蹤、監(jiān)控預(yù)警等操作，如圖2所示。

圖2 漳州市規(guī)劃管理一體化協(xié)同平臺信息門戶

1.3 數(shù)字城市信息共享平臺效用

從數(shù)字化、信息化角度進行城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃，規(guī)劃師最初所需要的基礎(chǔ)就是從協(xié)同平臺中，將業(yè)務(wù)審批、規(guī)劃成果、法律法規(guī)的前期海量數(shù)據(jù)資料收集，然后將計算機輔助規(guī)劃的規(guī)劃一張圖、三維系統(tǒng)的中期精準(zhǔn)定位，以及單位管理的動態(tài)化建設(shè)實施及管理審批?？傊?guī)劃管理一體化協(xié)同平臺，能對城市景觀風(fēng)貌從單元到整體、表層到深層、從實到虛對城市自然資源、歷史文化、當(dāng)前建設(shè)面貌、未來發(fā)展趨勢進行全面、綜合的信息表達，將城市生產(chǎn)、生活等運行數(shù)據(jù)時間化和空間化，是未來實現(xiàn)城市數(shù)字化規(guī)劃的基石。

2 城市景觀風(fēng)貌數(shù)字化規(guī)劃

2.1 數(shù)字化規(guī)劃內(nèi)涵及機制

①定義

數(shù)字化規(guī)劃，是在城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃編制過程中，使用以全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感圖像處理和地理信息系統(tǒng)(GIS)為代表的“大數(shù)據(jù)”收集、處理、分析技術(shù)，進行全面的數(shù)據(jù)挖掘，獲取涉及城市景觀風(fēng)貌的絕對數(shù)量的數(shù)據(jù)信息和動態(tài)化的更新數(shù)據(jù)，并利用計算機進行高性能的數(shù)據(jù)處理分析。在時間和空間上，實現(xiàn)城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃的真實性現(xiàn)狀呈現(xiàn)、全面性問題總結(jié)、客觀性策略提出、落地性區(qū)域設(shè)計，以助于城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃后期的實時性管理執(zhí)行、周期性監(jiān)督調(diào)整，從宏、中、微觀3個層次構(gòu)成城市景觀風(fēng)貌建設(shè)系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 城市景觀風(fēng)貌數(shù)字化建設(shè)系統(tǒng)

②數(shù)字化規(guī)劃的運行機制

以漳州市規(guī)劃管理一體化協(xié)同平臺為例，其利用綜合查詢數(shù)據(jù)庫，全面收集城市總規(guī)、詳規(guī)、專項規(guī)劃、國土、交通、綠地等相關(guān)規(guī)劃數(shù)據(jù)；利用三維系統(tǒng)建立城市實景，通過模型圖層管理，顯示具有城市建筑、山水、道路、植物的城市景觀風(fēng)貌現(xiàn)狀場景；最終將二維、三維數(shù)據(jù)結(jié)合分析，總結(jié)出城市特色資源和特色分區(qū)，輔助城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃的總體規(guī)劃和策略引導(dǎo)。利用城市實景三維模型，建立基于城市風(fēng)貌管控的3D虛擬仿真，實現(xiàn)城市景觀風(fēng)貌的落地設(shè)計及推演，如圖4所示。

圖4 城市景觀風(fēng)貌數(shù)字化規(guī)劃的設(shè)計流程

2.2 數(shù)字化規(guī)劃優(yōu)勢

①基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)化

傳統(tǒng)的城市景觀風(fēng)貌基礎(chǔ)勘查，以規(guī)劃師為主體，聯(lián)系相關(guān)聯(lián)的行政管理部門進行數(shù)據(jù)收集以及實地調(diào)研工。該方式可以獲取的數(shù)據(jù)信息，包括地形圖、相關(guān)規(guī)劃資料、現(xiàn)狀照片等。但人的采集能力畢竟有限，難以滿足城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃涉及的數(shù)據(jù)源類型豐富，數(shù)據(jù)量宏大，并且存在綜合影響廣、動態(tài)變化的特點需求。因此，傳統(tǒng)的城市景觀風(fēng)貌基礎(chǔ)信息存在量化分析主觀性、局限性、時限性等問題。而大數(shù)據(jù)時代通過地理信息服務(wù)、圖像處理、空間數(shù)據(jù)計算等技術(shù)，可以實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的收集，滿足宏觀決策時的獨立性，如圖5所示。

圖5 數(shù)字化規(guī)劃與常用規(guī)劃調(diào)研方法對比

②描述信息的可視化

立體道路、城市格局、山水形態(tài)、景觀視廊、建筑輪廓、天際線等，是直觀構(gòu)成城市景觀風(fēng)貌的三維空間要素，同樣使城市景觀風(fēng)貌變得可感、可視、可測。但是，諸如容積率、建筑密度、建筑高度、土地功能、城市綠地率、城市空間錯落度等指標(biāo)數(shù)據(jù)，同樣也是與城市景觀風(fēng)貌相關(guān)的二維信息，并且間接地影響著城市肌理、建筑分布、自然格局等景觀風(fēng)貌構(gòu)成要素。

數(shù)字化規(guī)劃，致力于將城市景觀風(fēng)貌從描述性數(shù)據(jù)的收集提升成城市真實空間環(huán)境的模擬。因此，數(shù)字化規(guī)劃模式能夠為城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃編制實現(xiàn)了具體的場景構(gòu)建、空間分析和建筑形態(tài)控制。

③規(guī)劃編制的動態(tài)化

在城市景觀風(fēng)貌數(shù)字化規(guī)劃過程中，筆者將其設(shè)定為4個階段：第一階段是城市景觀風(fēng)貌的現(xiàn)狀展現(xiàn)；第二階段是城市景觀風(fēng)貌的策略調(diào)整；第三階段是未來城市景觀風(fēng)貌實施建設(shè)；第四階段為城市景觀風(fēng)貌的實時監(jiān)控。通過數(shù)字城市信息共享平臺中的城市實景和數(shù)據(jù)分析，政府、規(guī)劃師、公眾都能夠進行簡單的操作，滿足城市景觀風(fēng)貌建設(shè)的長周期、易評價、高效率。

3 城市景觀風(fēng)貌虛擬仿真系統(tǒng)

目前的三維城市模型僅僅停留在對城市外表面的模糊形象表達，并不能展現(xiàn)城市風(fēng)貌的動態(tài)發(fā)展以及公眾對城市風(fēng)貌的建設(shè)期望。風(fēng)貌管控模擬系統(tǒng)建構(gòu)的城市虛擬空間，是從城市的內(nèi)到外、從建筑到景觀的、從歷史文化到物質(zhì)空間的全方位二維+三維一體式模型。

3.1 模擬系統(tǒng)的構(gòu)思

城市景觀風(fēng)貌是由地域特征、文化傳承、風(fēng)貌類型分區(qū)、整體顏色、建筑風(fēng)貌、建筑高度等等要素構(gòu)成，并且，以上任一要素都有其各自的影響因子系統(tǒng)。針對這些內(nèi)容的屬性和影響因子，分別建立數(shù)據(jù)源集成體系進行交互模擬，實現(xiàn)城市景觀風(fēng)貌的影響因子；通過數(shù)據(jù)可視化，使無形影響力變成有形的數(shù)字呈現(xiàn)，不僅提升優(yōu)化了編制進程，還強化了編制成果的科學(xué)性。

模擬系統(tǒng)能做到的是，利用城市空間大數(shù)據(jù)，在模擬系統(tǒng)平臺中虛擬特定的城市區(qū)域，在此模型上進行仿真、推演。依托數(shù)據(jù)可視化、城市虛擬化等新技術(shù)，有助于專業(yè)城市規(guī)劃師與公眾以共同參與的方式介入城市管理，通過增減虛擬空間中3D的實體因子調(diào)節(jié)城市景觀風(fēng)貌的影響參數(shù)，為城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃尋找一條動態(tài)化、交互式的設(shè)計思路。

3.2 模擬系統(tǒng)的組成

模擬場景建立:基于對大數(shù)據(jù)二維平臺的數(shù)據(jù)支撐，規(guī)劃者可以從中找出影響城市景觀風(fēng)貌的元素因子，其中以城市區(qū)位、城市顏色、建筑性質(zhì)、建筑高度、建筑材質(zhì)等為代表。此外，諸如以上元素因子，都是來源于并受制于城市二維數(shù)據(jù)中各層次規(guī)劃設(shè)計成果。

基于大數(shù)據(jù)三維可視化模型的實體支持，規(guī)劃者可以就具體的城市地形、城市街道、建筑、植物、綠地等構(gòu)成局部城市風(fēng)貌的意象，如圖6所示。

圖6 城市景觀風(fēng)貌管控模擬系統(tǒng)建構(gòu)

圖7 可視化城市景觀風(fēng)貌模擬系統(tǒng)運作方式

3.3 模擬仿真系統(tǒng)及運作

城市三維模型，可以精細到城市地形、街道、建筑、植物、綠地的每一個對象三維形象，并對它們的單體進行對象化管理控制。在對應(yīng)的風(fēng)貌模擬空間內(nèi)，公眾可以根據(jù)自身的需求遠景對區(qū)域內(nèi)風(fēng)貌組成實體進行增減變化，如圖7所示。例如，要重新塑造城市內(nèi)具有生態(tài)效應(yīng)的產(chǎn)業(yè)工業(yè)風(fēng)貌區(qū)，公眾會按實際需求選擇減少住宅、商店等其他類別建筑，增加工業(yè)廠房建筑。抑或是，在原有建筑基地上重新選擇建設(shè)新的建筑。在對構(gòu)成城市景觀風(fēng)貌的實體進行增改的同時，帶有公眾參與意識形態(tài)的虛擬的城市風(fēng)貌模型即可在此模擬界面自動生成。

影響城市景觀風(fēng)貌的因子，包括城市區(qū)位、城市顏色、建筑性質(zhì)、建筑高度、建筑材質(zhì)等。調(diào)節(jié)界面顯示影響因子，對應(yīng)的數(shù)字盤代表效應(yīng)程度以及選擇類型。例如，在同一棟建筑模型里，利用參數(shù)調(diào)節(jié)盤中數(shù)值的變化，改變建筑顏色、建筑高度等。

4 漳州城市景觀風(fēng)貌數(shù)字化規(guī)劃

從漳州城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃編制過程出發(fā)，對前期基礎(chǔ)材料收集、特別區(qū)劃分、節(jié)點設(shè)計、建設(shè)管理等階段進行對比運用。

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)收集

前期相關(guān)規(guī)劃資料的收集，規(guī)劃師主要是使用圖表結(jié)合文字說明的方式，進行資料闡述分析。該模式存在用時長、資料收取過程麻煩、易缺失材料等情況。利用漳州市規(guī)劃管理一體化協(xié)同平臺的規(guī)劃成果查詢只要進行關(guān)鍵詞搜索，規(guī)劃者即可以快速、準(zhǔn)確、全面地獲取城市景觀風(fēng)貌相關(guān)規(guī)劃材料及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如圖8～圖9所示。

圖8 漳州城市景觀風(fēng)貌相關(guān)規(guī)劃收集分析圖

圖9 一體化協(xié)同平臺規(guī)劃成果查詢目錄

4.2 風(fēng)貌特別區(qū)的智能劃分

風(fēng)貌分區(qū)是根據(jù)城市自然及人工環(huán)境特征進行劃分，海量的人工環(huán)境現(xiàn)狀和難以統(tǒng)計的城市自然環(huán)境，使得過去大部分的城市景觀風(fēng)貌的特色分區(qū)，僅限于規(guī)劃師實地調(diào)查后的精英式判斷。使用一體化平臺的城市規(guī)劃管理一張圖可以快速區(qū)分漳州市城區(qū)內(nèi)土地利用情況、自然資源分布詳情，甚至于詳細的規(guī)劃數(shù)據(jù)(圖10)。因此，在對漳州城市景觀風(fēng)貌進行分區(qū)設(shè)計時，平臺能夠自主呈現(xiàn)城市土地資源分布數(shù)據(jù)規(guī)劃性分類和使用性分類。規(guī)劃者利用智能分析結(jié)果，將更直觀發(fā)現(xiàn)城市景觀風(fēng)貌分區(qū)的現(xiàn)狀出入，最終提出科學(xué)性、合理性和實用性結(jié)合的分區(qū)規(guī)劃，并發(fā)現(xiàn)風(fēng)貌控制的問題所在。

圖10 一體化協(xié)同平臺規(guī)劃一張圖

4.3 重要節(jié)點的虛擬仿真

傳統(tǒng)的城市景觀風(fēng)貌專項規(guī)劃，往往在成果中會增加特色節(jié)點區(qū)域景觀風(fēng)貌導(dǎo)則及設(shè)計，便于向評審專家展示其規(guī)劃策略的正確性。

漳州市景山片區(qū)風(fēng)貌控制導(dǎo)則，按照傳統(tǒng)模式則以圖表形式顯示該片區(qū)的用地范圍、區(qū)位索引、基本屬性等現(xiàn)狀介紹。以描述性文字的形式，提出功能優(yōu)化建議、建筑風(fēng)格、建筑高度、建筑色彩等控制意見，最后附上最終效果圖。但此類方式易出現(xiàn)文本閱讀理解誤差，引導(dǎo)成果缺乏可視性(圖11)。

圖11 漳州城市景山片區(qū)風(fēng)貌控制導(dǎo)則

使用數(shù)字化規(guī)劃模式，則可在數(shù)字漳州信息共享平臺的城市規(guī)劃建設(shè)模塊中，通過城市虛擬系統(tǒng)進行片區(qū)風(fēng)貌的虛擬推演。以景山片區(qū)天際線控制為例，在系統(tǒng)界面中選擇建筑高度影響因子，調(diào)節(jié)建筑高度數(shù)值，其天際線形象即直接反饋到動態(tài)可視化虛擬模型中。規(guī)劃師可以通過數(shù)值調(diào)整進行多方案比較，進而直觀地推斷該片區(qū)天際線控制的合理范疇，同時還與傳統(tǒng)的圖表+ 文字成果模式完全不同，依托平臺自身強大的城市數(shù)據(jù)庫，使得區(qū)域風(fēng)貌導(dǎo)則與周邊的交通、園林等聯(lián)系更為緊密(圖12)，可直接對重要節(jié)點虛擬仿真，大大提升城市景觀風(fēng)貌特色營造的準(zhǔn)確性。

圖12 漳州城市景山片區(qū)風(fēng)貌虛擬仿真

4.4 建設(shè)管理的動態(tài)監(jiān)督

規(guī)劃過程中涉及相關(guān)重點區(qū)域、項目的審批、建設(shè)、落地、監(jiān)督等，都不是一蹴而就的，會隨著城市建設(shè)的發(fā)展而與時產(chǎn)生變化?；谝惑w化協(xié)同平臺的數(shù)字化規(guī)劃，可以輔助城市建設(shè)部門對城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃內(nèi)容的落實實施監(jiān)控，適時反饋建設(shè)效果，及時發(fā)現(xiàn)問題，促成城市景觀風(fēng)貌的塑造在城市發(fā)展過程中實現(xiàn)常態(tài)化、可控化、實時化(圖13)。

圖13 一體化協(xié)同平臺在建項目審批進度

5 結(jié)語

本文通過利用漳州數(shù)字城市信息共享平臺，基于數(shù)字化基礎(chǔ)開展城市景觀風(fēng)貌數(shù)字化規(guī)劃，從城市二維、三維層面全面分析和呈現(xiàn)城市景觀風(fēng)貌特色元素，最終達到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)化、描述信息的可視化、規(guī)劃管護的動態(tài)化的規(guī)劃目標(biāo)。此外，提出選擇城市景觀風(fēng)貌影響因子(城市區(qū)位、城市顏色、建筑性質(zhì)、建筑高度、建筑材質(zhì)等)，和對應(yīng)的數(shù)值控制對虛擬仿真系統(tǒng)下的城市景觀風(fēng)貌模型進行仿真、推演，達到城市景觀風(fēng)貌規(guī)劃及管理的專業(yè)精準(zhǔn)化和公共通俗化。

雖然這一設(shè)想能夠滿足現(xiàn)實需求，但是城市空間大數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)庫完善，以及城市虛擬空間的建設(shè)，都需要政府規(guī)劃部門對城市空間信息數(shù)據(jù)進行更加詳細的集合和平臺技術(shù)的提升。