人工智能城市设计在街区尺度的逐级交互式设计模式探索

宋欣欣

（佛罗伦萨大学）

1 引言

随着我国经济社会的迅速发展，国民经济的不断提高，人们生活质量的水平不断提升，信息化不断应用到人们生活方式当中，大数据技术等前沿科学技术，不仅逐步影响人们日常的生活，而且掀起了产业的变革。为充分发挥科学技术带来的益处，进一步推动智能城市设计在街区尺度的应用有着重要意义。为此，本文针对人工智能城市设计在街区尺度的逐级交互式设计应用展开探讨。

2 人工智能概况

2.1 人工智能的概念

目前，人工智能的概念并没有准确的定义，国内外研究学者针对不同的研究领域赋予人工智能不同的概念，但是通过查询，发现国内外研究学者在对人工智能定义时，都包含“充分利用计算机研究分析人类智能的活动频率及规律，并在此基础上构造不同程度的自动化系统，从而去完成以往需要靠人力去完成的工作任务”[1]这一内容，为此，本文结合现有成果，针对人工智能的概念进行定义：所谓人工智能，是依靠计算机对海量数据进行分析，并在分析结果的基础上，构成一定智能的系统，从而完成以往需要人力完成的工作。

2.2 人工智能的发展现状

目前，人工智能已经初步应用到不同行业中，人工智能的产品更新迭代，不断出现在人们的日常生活中，比如：Sense-Time与运营商进行合作，从而使我国在人脸识别、语音播报等层面取得了较大进步和发展，此外，共享单车、电动车以及自动驾驶等也出现在人们的生活当中[2]。

3 街区三维形态智能化设计的总体架构

本文通过查询国内外针对人工智能领域的研究文献，梳理了人工智能在城市领域规划以及城市设计层面的研究现状，并着重剖析了在现状条件下我国人工智能在街区尺度城市设计当中的应用，本文在现有研究成果基础之上，结合实际工作现状以及大数据技术、5G互联网技术和oracle数据库等科研工具提出了街区三维形态智能化设计的框架（见图1）。

图1 街区三维形态智能化设计模块总体架构图

3.1 街区三维空间—基底计算模块

在街区三维空间的基底计算模块，通过获取目标区块及周边区块的地理信息数据，构建三维空间沙漏[3]。在地理信息平台中，引入嵌入式数据采集模块，将通过无人机采集到的以目标块为中心的目标块和向外扩展的目标块上的地理空间信息，转换为矢量数据。

3.2 方案规范风格—智能控制模块

该模块先从不同的规划文件和各级规范标准中提取设计条件，记录地理信息，并以属性列表的形式将设计先决条件嵌入到目标块中[4]。然后，通过加载数据库组件，收集目标块的专项规划、控制模板和相关规范标准文本，提取块的设计条件。最后，收集的区块的设计条件是标准和协调的，将与三维空间沙漏相对应，并链接到目标块的数据属性表。

3.3 整体智能设计—逐级生成模块

该模块通过提取本章节中所提及的街区三维空间—基底计算模块、方案规范风格—智能控制模块生成的参数条件，从而进一步生成街区的三维立体模块，同时结合机器学习，生成街区的三维建筑简易模型[5]。

3.4 人机协调设计—逐级优化模块

人机协调设计—逐级优化模块主要用全息沙盘显示生成的街区设计方案，并构建交互反馈的指令库，选择和识别指令，指令处理与结果反馈显示。通过构建城市设计方案的全息沙盘和虚拟现实即时交互系统，可实现设计师对城市设计方案即时、准确地反馈调整。

4 完善人工智能在城市设计的应用策略

4.1 信息化系统的建设

随着各行各业逐步使用大数据技术，为了进一步融合科研技术在自动化、智能化的应用、促进技术进步，在实现人工智能城市设计在街区尺度也可借助大数据平台的技术优势，从而进一步优化我国在人工智能城市设计在街区尺度的应用。随着我国智能化工程建设项目的发展趋势，以及信息时代的要求，为此本文结合大数据技术、5G技术和底层的oracle数据以及机器学习可视化学习工具，有必要构建人工智能城市设计在街区尺度信息化系统（见图2）。

图2 街区尺度系统架构示意图

4.2 人员要素提升策略

人才是第一资源。用事业凝聚人才，用环境造就人才，用机制激励人才。科学技术的进步离不开科研人员的努力，因此，为进一步促进我国科学技术的进步，相关单位部门及机构组织等应拿出一定的资金加大科研投入，同时提供相应的专项研究资金，并给予税收等优惠扶持政策，大力扶持技术研发机构和各类实验室的科研发展。

5 研究结论

本文首先概述了我国人工智能的研究现状以及人工智能的概念，然后结合国内外研究现状，以现有的研究成果为基础，提出了街区三维形态智能化设计的总体框架，阐述了街区三维形态的框架，并针对性地提出完善人工智能在城市设计中的应用策略，研究成果对促进我国人工智能城市设计在街区尺度的逐级交互式设计发展起到积极作用。