城市规划建设项目三维仿真辅助审查实施及探讨

刘家祥

(合肥市测绘设计研究院，安徽合肥 230061)

1 引言

随着城市规划进入可视化、数字化及精细化管理阶段，将三维仿真工作纳入基础测绘工作范畴［1］，在建设项目设计方案评审、建设项目规划竣工核实等环节增加三维数据建设内容，作为城市规划管理的辅助手段，在国内很多城市屡见不鲜，例如，宁波、武汉、广州、重庆及株洲市等。然而，具体实施过程中，存在很多实际的困难，如何保证开发建设单位提供的三维电子文件的统一、如何保障三维仿真的建设项目设计方案及时、有效、深入地辅助审批、如何确保三维模型数据库的定期更新与完善等问题。本文以合肥市规划局践行三维仿真辅助审查工作中遇到的问题、积累的经验与同行共探讨。展示三维仿真技术提高城市规划建设项目审批效率、方案设计科学性等实际应用效果。

2 实施流程

建设项目设计方案在申请审查时，合肥市规划局按照统一标准、选取平台、综合管理、服务为主的目标要求进行三维仿真技术辅助审查的数据建设、平台建设及服务建设等内容。

2.1 统一标准建立《合肥市城市规划三维仿真模型

数据技术要求(试行)》

为保障全市三维模型数据建设全面覆盖、无缝整合，需一方面对开发建设单位提供三维建模原始资料发布通知，另一方面建立整个城市三维仿真模型数据技术要求。通常，需发布服务告知通知单，提出受理申请方案审查的要件除了报规报建的常规文件外，对提供设计方案效果图，包括项目整体鸟瞰效果图、俯视图、透视图以及楼单体外立面效果图等有更深层次的要求，主要体现在效果图分辨率及色彩参数上。

另一方面，国家和地方对城市三维建模有多个标准，各标准之间也不完全一致。为了更好地适应本地化服务，进一步规范三维仿真模型数据库建设，统一合肥市城市规划三维仿真模型制作技术要求，及时准确为城市规划管理提供三维建模技术服务，合肥市测绘设计研究院参考了《基础地理信息三维模型产品规范》、《基础地理信息三维模型数据库规范》、《基础地理信息三维模型生产规范》、《CJJ_T 157－2010城市三维建模技术规范》等国标及《重庆市城市三维建模技术规范》、《成都市城市规划三维模型数据标准(试行)》等地方标准，在此基础上，综合参考制定了《合肥市城市规划三维仿真模型数据技术要求(试行)》(以下简称《技术要求》)。《技术要求》中，对数据采集与处理、三维模型制作要求、文件命名与组织、成果质量检查等方面进行了规定。根据数据共享和应用的要求，需重点明确模型分类、建模单元划分、模型命名等细节问题，为后期各种来源的三维模型数据整合提供规范［2］。

2.2 选取平台

国内外主流的应用于城市规划方面三维GIS平台主要有，Skyline、CityMaker、SuperMap、Ev－Globe、AnGeo的Uniscope等［3］，基础平台的选取主要根据具体的应用需求，例如，国外的Skyline系列软件偏重海量地理信息存储，与二维整合及空间分析方面具有优势，并开放了所有的API，让用户能够根据自己的需求定制功能，建立个性化的三维地理信息系统。国内的City-Maker是一款优秀的国产3D GIS平台软件，致力于全空间的、逼真、完美的虚拟三维可视化，提供数据存储管理，查询和分析，可视化，应用开发和服务共享五方面能力［4］。视觉效果优异，逼真的渲染效果，材质和模型编辑能力突出，强大的数据组织管理能力。考虑到规划方案审批对模型效果表现要求高及后期合肥的规划服务三维多通道会商系统平台对模型数据统一的整合需求，合肥市测绘设计研究院基于CityMaker系列平台辅助建设项目方案审批，实现了规划审批中方案比对、方案调整、天际线分析、控高分析、指标分析等功能分析，并在此基础上创新三维平台应用新功能，建立带时间轴的模型数据库，通过三维平台展现城市规划历史、现状及未来。

2.3 综合管理

主要包括核心区域三维模型数据建设、建设项目审批服务机制建设及三维专业人才队伍建设。

(1)三维模型数据建设

合肥市测绘设计研究院一方面建立三维建模队伍，主要建模内容包括三维地形模型、核心区域现状三维精细模型及规划方案模型。按照《技术要求》的规定，对模型数据存放、模型数据质检、模型数据更新及入库等各方面进行统一要求，按片区、按类别进行协同建模，探索出集项目总体设计、项目分配、项目互检、项目更新到提交一体化的工作流程。为未来智慧合肥模型数据库建设奠定数据基础。另一方面整理汇交其他来源需审批的设计方案模型数据，负责质检和整合，统一导入到系统平台中辅助审批。

(2)服务机制建设

由于规划信息化水平发展缓慢，合肥市之前的报建一直采用二维传统的效果图、PPT、沙盘模型等方式汇报建设项目设计方案。通常，重点型项目须经历大量的会议讨论等多重环节，由于社会各界对城市规划问题日益重视，规划成果直面不同阶层、不同知识背景的人士，以三维立体形象直观地呈现详细规划方案及相关指标信息，展现城市风貌成为规划审批精细化、科学化管理的重要途径。

在服务流程上，窗口报建阶段接收建设设计单位提交的三维模型电子成果，利用模型数据检查工具提供局初审功能，符合条件的利用辅助审批平台提供浏览查询、重要视廊、重点视线俯仰角、方案对比调整、指标分析复合等深入评审，最终评审通过完善入库。流程如图1所示。

尽管利用三维仿真辅助规划审批卓有实效，国内很大一部分城市(广州、长沙、深圳、南宁等等)相继提出并践行了“数字总规”、“规划一张图”、“数字城市”等一系列规划信息化平台包含三维仿真辅助决策系统，并对重点项目开展辅助审查，但将其作为一项基础工作、建立起规划审批的长效机制的城市不多。合肥市在实施过程中，通过与多方协作机制(规划局—测绘院—建设单位—设计单位)，力争将利用三维仿真辅助审批工作作为常规化的汇报方式，真正起到审批流程中对现状调查、方案设计、方案分析、方案审批及领导决策的日常辅助手段。为辅助分析示意图如图2～图5所示。

图1 建设项目设计方案三维仿真辅助审查流程

图2 风电机三维仿真

图3 立交桥风貌

图4 沿街立面

图5 方案比对

实践中，通过对合肥市滨湖新区、高新区等开发区试点展开，合肥市测绘设计研究院加强与各规划分局、各开发建设单位、各规划设计单位三方的交流与沟通。针对报规报建的设计方案，在项目设计初始阶段，合肥市测绘设计研究院建立项目地块控规体块模型，辅助项目城市天际线及周边环境空间关系(周边现状模型已建立)分析。规划设计单位在此基础上确定方案设计的高度、体量、色调基调及与周边环境协调度，进行方案详细设计。我院按照设计效果图建立三维仿真模型，导入系统平台演示。在辅助上会之前，先内部评审，规划分局、开发建设单位、规划设计单位等进行统一探讨，我院在商议结论中进一步的修改完善并最终整理上会。会议上，通过特定场景、动画导航、方案对比、方案调整、指标分析等多功能、多角度展示审批方案，并形成评审结论。

在服务市规划局业务会和规划委员会全过程审批中，我们总结出以下几点:

①在项目报规报建前，提前整理好周边的现状和地形模型，跟踪项目规划设计的每个重点节点并不断完善，提供规划设计的三维辅助分析。

②项目汇报时，对非重点型项目，在有限的时间内需要展现该项目特色，提前录制好关注视点的特定场景的图片及动画浏览视频，结合到汇报的相关材料中，会议审批时，直接播放，提高审批效率，提供规划方案的三维辅助审批。

(3)三维专业人才队伍建设

建立起一支专业性能力强、职业素养高、结构合理的三维人才队伍，协同工作，各取所长，发挥专业优势、调动广大专业技术人才的积极性和创造性。为三维仿真辅助审查工作创新服务方式、高效保障服务机制做好充足准备［5］。

2.4 更新入库，完善规划三维模型数据库建设

通过辅助审批，逐步积累，同步更新三维规划模型数据库，目前合肥市测绘设计研究院已完成合肥市滨湖新区、高新技术产业开发区所有三维模型数据建设。利用三维仿真进行竣工规划核实在重庆市勘测院、武汉市测绘研究院已逐步展开。方案竣工后，我院在尝试根据竣工资料建立竣工三维模型，进行竣工规划核实，主要核实竣工外立面及色彩材质、用地红线和建筑红线规划三维模型与竣工三维模型对比，正负零标高、楼间距等竣工规划指标核实。竣工验收合格后，根据竣工验收的结果更新三维模型数据库，成为现状数据，为新的规划、审批工作提供三维信息支撑。同时，随着时间流逝，现状会演变成历史，规划演变成现状，更新的同时也记录模型数据时间属性信息，以便三维平台根据时间进行城市风貌历史回溯。

3 存在问题

(1)提交模型数据不统一

在提出的《技术要求》中，对三维建模数据进行了一系列的规范，但由于各单位水平参差不齐，很难保证所有汇交的模型数据按规定的要求提交，给三维辅助审查工作带来一定的困难。返工率将影响辅助审批效率。

(2)建模技术手段有待提升

我院主要采用传统3ds Max建立精细场景模型，建模效率低，随着技术的进步，利用激光点云、地面三维激光扫描仪、倾斜摄影等新技术及设备辅助三维建模是后期努力的方向。例如，重庆市勘测院利用地面三维激光扫描技术来辅助建设项目的规划竣工核实，有模型精度高、外业时间短的优势，不仅适合三维规划竣工许可指标的核实，还可以对三维模型竣工测量时的尺寸、色彩和小区环境等进行快速采集［6］。

(3)辅助审查时间急，任务重

报规报建的项目设计方案，通常方案在不断修改调整中，上会审批时间紧急，给三维辅助审查工作进行带来一定的考验。没有充足的时间保证，一方面影响建模的质量，另一方面影响汇报内容的准备。

另外，会议的时间限制，也无法做到对全市这个阶段内所有报规报建的项目设计方案逐一进行三维展示，只能选择有代表性、重点型及敏感型项目进行辅助审批。

如何高效地使用统一平台，汇报所有的项目设计方案，进行一键开会，是我们进一步需要探索和寻求解决的。

(4)三维规划竣工核实薄弱

我院虽然已尝试根据竣工资料建立竣工三维模型，进行竣工规划核实，但力度和进度薄弱。建立三维规划竣工核实体系，应用三维仿真技术进行规划监督测量是我院在辅助规划批后管理的又一方向。

4 解决建议

(1)规范模型技术要求

可通过开展培训、积极交流等方式逐步加深各单位对技术要求解读。培养一批合格、高效的三维建模单位以保障利用三维仿真辅助审查工作的顺利进行。同时，市规划局以政策为导向，我院严把质量关，保证全市三维仿真模型数据库的统一完整及无缝整合。

(2)建立有效沟通机制

为避免设计方案在临上会前才开始进行三维仿真建模的尴尬，要做好提前准备工作，与各规划分局及时沟通，追踪设计方案全过程，保障审批进度的同时控制质量;加强三维建模队伍建设，引入激光点云、地面三维激光扫描仪等辅助三维建模［7］，多角度提升技术手段，提高辅助审批效率。结合合肥市正开展的规划服务三维多通道会商系统建设，做好数据准备工作，以超大屏幕多视窗显示系统展示三维渲染效果，结合专业的三维规划辅助决策系统和智能、便捷的中控系统实现一键开会，辅助规划审批工作。使合肥市城市规划审批顺利迈入“立体化”、“数字化”阶段。

(3)建立可持续更新机制

通过辅助审批，逐步完善及更新三维规划模型数据库，及时收集竣工资料，等竣工验收合格后，更新为三维现状模型数据库，保证模型数据的现势性。

5 总结

通过开展合肥市城市规划建设项目三维仿真辅助审查工作，我们了解到规范技术要求，保证模型数据统一标准，建立有效的沟通机制，更好地体现辅助审查的服务意义，建立数据持续更新机制，建立一项持久有效的工作计划的必要性。同时，我们也应该进一步扩展辅助审查的深度与广度，从地上延伸到地下、地上、内部空间一体化的辅助审查的目标［8］，在审查的模式上，早日建立地理空间信息公共服务平台三维互动全景展示系统，推广到公众服务网、或者触摸屏上，提高公众的参与性，倾听来自市民的声音，推行审批过程“阳光规划”政策。

［1］ 陈军，邬伦．数字中国地理空间基础框架［M］．北京:科学出版社，2003．

［2］朱国敏，马照亭，孙隆祥等．城市三维地理信息系统中海量数据的数据库组织与管理［J］．测绘科学，2008，33(1)．

［3］朱庆．三维地理信息系统技术综述［J］．地理信息世界，2004，2(3):3 ～5．

［4］北京伟景行数字城市科技有限公司．CityMaker7产品介绍［R］．2013．

［5］李淑荣，张秋．重庆市规划管理进入三维仿真时代［Z］．城市勘测，2012(2)．

［6］胡章杰，薛梅．基于地面三维激光扫描的三维竣工规划核实技术研究［J］．城市勘测，2013，2(1):15～16．

［7］黄承亮，向娟．三维激光扫描技术应用于建筑物建模的测量方法研究［J］．城市勘测，2011(1):88～90．

［8］从威青，潘懋，庄莉莉．三维GIS技术在城市地下空间规划中的应用分析［J］．工程勘察，2008(S1)．