数字化城市设计范文

时间:2023-12-05 11:37:07

数字化城市设计

数字化城市设计范文第1篇

关键词 McWiLL技术;无线数字城市;设计与应用

中图分类号:T39 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)12-0100-01

近些年来,由于人们生活水平的不断提升,人们对于生活品质的需求也在不断的提高。随着我国城市化进程的不断推进,城市已经开始成为人们经济生活的中心,因此,城市设计者们必须考虑人们的生活需求,来设计适合人们工作和生活的城市。随着人们生活节奏的加快,无线数字化开始走进我们的工作和生活,为我们的工作和生活带来极大的方便与快捷,发挥了巨大的作用。近些来,科学技术的发展也是突飞猛进的,许多新技术被应用到我们的工作和生活当中,无线通信技术就是其中之一,在帮助城市设计者完成无线数字城市设计的过程中起到了巨大的作用。McWiLL技术是近几年研发出的新型无线移动宽带互联网技术,在技术上拥有无可比拟的优势,在无线数字城市设计中发挥了重大作用。

1 McWiLL技术概述

1.1 McWiLL技术的内涵

McWiLL技术是我国自主研发的移动宽带无线接入技术,其采用了许多关键技术,如CS-OFDMA、增强型智能天线、软件无线电、自适应调制编码、动态信道分配等关键技术都被McWiLL技术所采用。有了这么多关键技术的综合与运用,McWiLL技术很好的规避了以往无线通信技术的缺点,而且具有能够覆盖到更广的范围内、数据处理能力较强等优点。

1)CS-OFDMA技术的采用,使McWiLL技术传输数据具有可靠性。

CS-OFDMA技术一种融合的多址技术,CS-OFDMA技术成功的将SCDMA技术与OFDMA技术融合到一起,这两项技术的融合成功的克服了传统CDMA技术在宽带数据传输过程中存在的问题,传统CDMA技术在宽带数据传输过程中容易引起码间干扰,为用户带来不必要的麻烦,CS-OFDMA技术能够有效的克服这一问题。同时,CS-OFDMA技术还可以有效的对抗其他方面的一些衰落与干扰,如频率选择性衰落和相邻小区的干扰。这些问题的规避,使McWiLL技术传输数据具有可靠性。

2)增强型智能天线的应用,使McWiLL系统的抗干扰能力大大的增强。

增强型智能天线是指,在原来SCDMA系统智能天线的基础上,采用增加相关的优化方案,如增加增强型空间零陷的方案。经过原有技术的升级换代,可以使原有系统的抗干扰能力增强。McWiLL技术的这一技术原理可以提现在以下几个方面:1)通过增加增强型空间零陷优化方案,使McWiLL系统能够自动的将无线电信号调向所期望的方向;2)增强型空间智能天线能够科学合理的选择信号接收,有选择性的对信号进行处理;3)增强型智能天线可以排除干扰信号,并且能够优化信号质量。因此说,增强型智能天线关键技术的应用,使McWiLL技术的抗干扰能力大大的增强。

1.2 McWiLL技术的特点

1)McWiLL技术具有链路预算高的特点。通过关键技术的融合,使McWiLL技术具有链路预算高的特点。具有链路预算高的特点的好处主要有以下几个方面:①McWiLL系统的无线覆盖范围将会更加广泛。如果某项无线技术和McWiLL技术的覆盖范围相同,那么同等情况下,McWiLL系统所需要的基站的数量要比其他无线通信技术要少,基站的数量少了,维护的费用自然而然就降低了。②McWiLL系统具有室内覆盖效果佳的优势。

2)McWiLL系统可以提供超大容量的语音业务以及宽窄带融合业务。McWiLL系统对于语音业务和宽窄带融合业务采用了先进的处理技术,因此和其他无线通信技术相比功能更加强大。

3)McWiLL系统所耗费的成本较低。

McWiLL系统在开发建设的过程中采用的“大基站小终端”的设计理念,和其他的无线通信技术相比,基站的建设成本大体相当,但终端产品所耗费的成本较为低廉,因此容易被消费者所接受。

2 McWiLL技术在无线数字城市设计中的应用

2.1 无线数字城市概述

无线数字城市这一名词,对于大多数人来讲比较陌生,似乎“无线”“数字”和城市设计与建设没有任何关系。近些年来,无线数字城市设计理念开始在城市设计过程中处于主导地位。无线数字城市设计理念来源于当下飞速发展的科学技术水平以及人们对于现代生活的高品质要求。无线数字城市并没有一个严格意义上的概念定义,经过调查,笔者认为无线数字城市就是指将当前先进的无线通信技术应用到城市建设当中去,让人与人之间的距离更加的缩短,让人们在城市的每一个角落都能享受到优质的网络服务,这也是数字化时展的要求,让人们切身的感受到科学技术以及数字化时代带给大家的益处,这应该是无线数字城市设计的出发点与最终目标。

2.2 McWiLL技术在无线数字城市设计中应用的意义

1)人与人之间的联系更加的紧密。互联网的发展已经使人与人之间的联系更加的紧密,无线数字城市的建设将会更加的缩短人与人之间的距离,让人们联系更加的方便与快捷。

2)有利于促进经济发展,实现“信息兴业”。

随着信息时代的到来,信息化在国民经济发展过程中所发挥的作用越来越明显。国家正在花大力气开展信息化发展战略,通过信息化发展来提升和优化产业结构,将国家的重要产业推向高、精、尖发展领域,实现信息化带动产业化。因此,加快无线数字城市的建设步伐有利于实现“信息兴业”,有利于带动我国新的经济增长点,增强国家经济发展后劲,提高我国经济的国际竞争力。

3)打造移动互联网,落实“信息惠民”。

无线数字化城市的建设也是落实“惠民工程”的一项重大举措。无线数字城市可以实现城市生活多个领域的信息化发展。“固定互联网”向“移动互联网”发展已是大势所趋。无线数字城市建设将围绕贯彻国家信息化战略之国民信息技能教育培训、缩小数字鸿沟等战略行动计划,突出以人为本,丰富服务内容,创新服务模式,拓宽服务渠道,完善服务体系,提高服务质量,着力解决好公共服务延伸到基层,让社会大众用得上、用得起、用得好的问题,实现信息服务均衡、优质、高效发展。

参考文献

[1]孙翼.无线通信技术在无功功率补偿装置中的研究与应用[D].西安电子科技大学,2011.

数字化城市设计范文第2篇

关键词:BIM;城市设计;绿色空间形态;物理环境;评价与优化;可视化导则

中图分类号: S611 文献标识码: A

近期我国北方大部分城市持续多日的雾霾和严重污染天气,使城市人居环境成为人们关注的热点。由于城市空间环境是城市人居环境的基础层次和直接反映,而空间环境是由城市物质空间形态的集聚方式而引起的[ T.R. Oke, Street design and urban canopy layer climate [J]. Energy Build,1988(11):P103-113],因此学界非常关注城市形态和城市空间环境之间的对应关系。德国城市规划专家Michael Trieb教授认为,城市空间形态设计是“对环境质量有意识地规定。”这种环境质量包括可见和不可见的影响环境的因素,如功能、活动意义以及功能的外在形式。[ Michael Trieb/Antero Markelin,Stadtbild in der Planungspraxis.Stuttgart, 1976:P14]作为人居环境载体的城市空间对于城市人居环境品质有着深刻的影响,研究城市空间形态对构建生态宜居城市有重要意义。

1.背景研究――城市空间形态与BIM

起源于西方的城市形态学早期的研究多基于历史演变、空间美学和空间认知,如康泽恩的城镇平面分析,凯文・林奇的城市空间意象,罗西的类型――形态学研究等多属于定性研究的范畴。随后逐渐兴起的空间句法、分形理论等开始关注城市空间形态的定量研究,主要涉及形体几何关系的参数化表述、形态结构的数学表述和空间结构的数据化表述。[ 其中以Bill・Hiller为代表,深入研究了空间句法理论基础及方法,但是其更多的应用于表述空间的通达性、空间网络格局特征、空间结构与人类活动间的关系等。]1980年代起在可持续发展思想的引导下,“生态城市”、“绿色城市”等概念相继被提出。作为生态城市的一个研究方向,西方学界开始关注城市形态与城市空间环境之间的关系。随着研究逐渐深入,城市空间环境与城市形态之间存在的密不可分的关系逐渐被确立。[ Baker N, Steemers K:Thermal Comfort in Outdoor Urban Spaces: Understanding the human parameter[J].Solar Energy,2001,70(3): P227-235]城市设计实践证明通过调整建筑的组合方式来改善城市空间的自然气候条件是可行的,此后调节城市物质空间形态以改善城市的空间环境质量逐渐成为城市设计与研究的目标。但是传统的城市设计过程研究体系不够完善,缺少科学的技术性实证,缺乏定性与定量研究的有机统一,设计不过是“概念设计”而已。计算机信息技术的应用,例如GIS、RS、GPS等使得这一过程更加科学和严谨。但是随着需求的发展和转变,传统的空间分析已显示出其局限性,使得研究者不断寻求一种能提高分析与决策功能的新工具,解决城市空间形态设计在微观层面生态指标的量化。20世纪末期整合了大量建筑信息的模型技术――BIM的出现和发展给这种情况带来了改善的契机。[ GIS是城市中有关的地形和现有建筑分布的描述,侧重于数据库管理系统(DBMS)功能,在一个通用的平台上查询、显示空间和属性数据。BIM是一种将数字化的三维建筑模型作为核心应用于建筑工程的设计、施工等过程中的工作方法.]基于探索设计方法的思考,在南和县城总体城市设计中我们通过对BIM理念和方法的研究,试图将BIM技术引入城市设计中,发掘一种基于BIM的城市空间形态设计模式,探索绿色城市空间形态的评价体系和管理机制,从而实现城市的健康、持续发展。

2.探索研究――基于BIM的城市设计方法

传统城市设计关注的是基于视觉“美”的城市空间形态,缺乏对城市空间性能品质方面的研究。同时城市设计方案仅作为城市发展构想,居民参与、信息共享、实施程度都较差。BIM技术应用于城市设计中,可以使整个过程科学化、信息化、可持续化。[ BIM以三维数字技术为基础,集成各种相关信息的数据模型,是对相关信息详尽的数字表达,BIM同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法。BIM强调“全生命周期”的应用,这就为整个过程中的数字化设计、数字化建造、数字化管理创造了必要的条件。]在方案设计的任意阶段都能够方便快捷地得到直观、准确的设计方案性能反馈信息,是应用BIM技术进行计算机辅助可持续性设计的最大优势。

1)方案设计:从三维空间入手,建立“美”视觉形态

BIM立足于三维空间,利用BIM技术以三维真实的方式在运动中感受城市空间形态,并可以特定角度观察城市,可以实现多方案的实时比较和城市设计元素的实时编辑在设计中可以不断变换角度对其造型、单元组合进行观察、思考、推敲、修改,最后达至方案的确定。而且依据BIM的可视度分析,可以对地标性建筑作区域景观可视度分析增进其可达性,避免在设计过程中用主观臆断代替实际情况而引起设计失误,以更科学的手段为城市空间形态建立视觉“美”。

2)方案优化:从生态性能入手,追求“高”品质空间

将BIM信息模型引入城市设计当中,建立不同层次的城市空间信息模型,综合现有的GIS数据、气象数据和外部环境数据,分析模拟城市发展趋势及空间形态所产生的物理环境等一系列人居环境参数,使得城市空间环境品质无法表达的隐形指标通过计算量化出来。BIM应用可视化的数据回馈进行方案的综合评价,为城市设计方案的优化提供参数描述和特质总结,从而实现真正意义上的城市空间生态设计。(图1)

3)方案实施:从可持续性入手,实现“多”信息共享

城市设计方案的实施依赖于城市设计导则,基于BIM的城市设计导则表现形式除了图纸、文字外,还有数据以及可视化的数字信息,各种信息可以得到有效的管理和应用。同时BIM技术支持多种方式的数据表达与信息传输,为整个设计过程提供了信息的共享环境,使得信息的利用效率提高,为方案的可持续性提供了保障。

3.实践研究――以《南和县城总体城市设计》为例

在以上研究理念的指引下,结合地缘优势,笔者完成的《南和县城总体城市设计》因为从基于BIM的研究角度妥善处理 “绿色城市空间形态”,因而获得2013年河北省优秀城乡规划设计一等奖,该项目还正在积极审报部级别的相应奖项。

河北省邢台南和县历史悠久,周边环境优美,史有“小江南”之美誉。随着社会的演进和发展,南和逐渐失去了原有的特色与活力。老城原有的“官帽”城市形态被分解,空间肌理日益混乱:建筑鱼目混杂、公共空间缺乏、道路支离破碎、空间环境恶劣,整个城市犹如一个满身疮痍的“病人”。如何整合城市空间要素、如何构建绿色空间形态、如何提升城市环境品质等是城市建设亟待解决的难题。分析了南和县的自然、历史、人文等环境条件之后,结合当地传统的“和”文化与朱正色故居“十方院”理念,我们提出了“十方聚合,和城共生”的设计理念,并以“一心双核,五带七区”[ 一心:行新城政文体中心区;双核:综合商贸区、历史记忆区;五带:五条城市主要景观带;七区:七大城市功能分区]为城市空间结构(图2),通过片区、路径、节点从宏观到微观控制城市的空间形态,使得传统“和”文化在生态宜居城市层面得以传承和升华。(图3)

1)方案设计――基于BIM的三维可视化分析

方案设计从三维空间入手,建立BIM模型对方案进行探讨和调整。并对城市行政文体中心区、综合商贸区、历史记忆区等重点核心地段进行景观可视度的分析,通过三维模拟和数据分析,找出空间形态中影响可视度的因素,如建筑体量大小、空间布局紧凑度、开放空间疏密度等,进而通过优化这些空间要素以提高核心区域的景观可视度。(图4)

2)方案优化――基于BIM的城市物理环境模拟

建立BIM城市空间信息模型,通过BIM生态分析平台加载外部环境数据进行方案的物理环境模拟分析,包括自然环境下城市空间区域内的光环境感知、热环境感知、声环境感知等,通过积累数据而后综合评价分析,为方案的优化提供依据,提高城市环境品质。

a.声环境

在城市设计中采用BIM三维声源分析,对城市空间区域内对周边建筑特别是噪声敏感性强的建筑做出噪声分析。我们选取南和中心区的行政办公建筑空间、综合商业区建筑空间进行模拟和评估,通过调查空间区域内噪音污染源和交通噪音数据,模拟噪音源污染对周边建筑的实际影响。根据分析结果对道路界面、街廓形态、开放空间、节点景观等影响声环境的要素进行改进和优化,从而达到绿色空间形态的声环境要求。(图5)

b.光环境

BIM软件可以对城市空间的光环境进行模拟分析,包括日影分析和辐射分析。日影分析功能提供了建筑遮挡阴影、太阳光线追踪等多种计算和显示方式,这些实时可视的分析结果,可以为空间形态布局提供参照依据。辐射分析能够精确计算模型任何表面上太阳的辐射强度,还可以进行反射眩光计算,并以图表的形式显示逐时辐射量或者某一时段的总量,可以分析建筑物大面积玻璃幕墙反射引起的眩光,为城市环境中的光污染提供辅助分析手段。在方案设计中摒弃了单纯就空间形态的美观来进行规划设计的传统手法,重点对历史记忆区进行分析评价。由于该区域的特殊性,建筑对采光、日照等要求严格,我们对其进行BIM分析,根据分析指标优化建筑布局、建筑体量、街道形态、景观种植等。(图6)

c.热环境

通过对城市空间的热环境进行BIM技术模拟以及综合评价,对方案的总体规划布局、城市设计进行不断地调整和优化,使得建成后的环境能够提供最大的人体舒适度,同时消耗最少的能源。在南和城市设计中,采用流体计算力学(CFD)软件,结合气象数据,重点对城市居住区进行风环境模拟,通过风环境模拟能对建筑群的热岛效应、风速流场云图进行综合分析,从而对建筑群的空间关系给出最合理的空间布局建议。对区域内在日照条件下的温度场分布云图能做准确的模拟,在建筑物材质的影响下,建筑物得失热量的分析,通过规划建筑体量和规划数据能预测建筑的能耗,并能统计区域内各个规划单元的基本能耗统计。通过气象数据和空气质量数据,能对区域内空气质量进行模拟,对大气污染源扩散做出准确的模拟,并能得出详细的指标参数,如空气悬浮颗粒的浓度分析,沉降物沉降速度等。(图7)

3)方案实施――基于BIM的城市设计导则创新

城市设计最终落实在制定设计的准则,以保证设计目标的实施。本次城市导则的编制基于BIM的理念和技术,从城市所处的生态自然环境、历史人文环境、空间形态环境三个主要方面进行综合考虑,分别对规划区域内的区块划分、街道网络、空间形态、建筑设计要求等方面进行城市设计的引导和控制,使其既有创意又富有弹性,既具有可操作性又有连续决策性和可持续发展的可能。

a.基于BIM的信息集成

BIM理念强调信息的集成与共享。通过BIM模型的建立,集成城市设计图示语言与控规指标,导则在定性、定量和图文结合方式下形成了富有特色的弹性控制。(图8)导则纳入控规体系中的“规定性信息”,将两者进行有效衔接,建立法定化的空间管制方法,赋予其明确的法定效力,控制型详细规划在三维空间层面的指导效力也能得到有效的提升,可以有效推动高品质的城市空间环境建设。

b.基于BIM的可视化表达

BIM理念强调信息共享及计算机协同工作(Computer Supported Cooperative Work)。BIM可视化导则既支持传统的二维方式显示以及图示表达,还支持三维方式甚至是动画方式显示。并且可以通过网络使信息及时地传达到有关方面,各种信息得到有效的管理与应用。可视化导则具有信息化、交互化、社会化的特点,尤其是网络与虚拟现实技术及多媒体的结合,可提供快速、方便、直观的方案展示,有利于提高公众参与的积极性。

4.结语

城市空间形态是人们通过各种方式去认识、感知并反映城市整体的意象总体。通过对城市空间形态的研究,可从纵向和横向两方面的比较探讨城市自身的发展规律,解释城市发展中的多种现象,并预测城市未来发展。深入研究基于BIM的城市空间形态规划方式和方法,进一步探讨如何建立一种基于BIM的科学量化方法以有效表征城市空间形态的差异与优劣,以及如何基于BIM建立起城市空间形态的参数指标体系与城市空间品质的对应关系,这都是未来BIM与城市空间形态的关联性研究趋势。在相对有限的可借鉴经验的条件下,对不确定性的充分认识对提高中国城市研究有特别的现实意义。

参考文献:

[1] Oke T. Street Design and Urban Canopy Layer Climate[J]. Energy and Buildings, 1988(11):103-113.

[2] Michael Trieb/Antero Markelin: Stadtbild in der Planungspraxis, Stuttgart, 1976, P14

[3] Baker N., Steemers K. Thermal Comfort in Outdoor Urban Spaces: Understanding the human parameter[J].Solar Energy,2001,70(3): 227-235.

[4] 何关陪编.BIM总论.北京:中国建筑工业出版社,2011

[5] 李建成等编.数字化建筑设计概论.北京:中国建筑工业出版社,2008

注:本文系国家自然科学基金资助项目(51208338)研究成果.

图表来源:

文中所用图表均为作者自绘

作者简介:

1、汪丽君,女,天津大学建筑学院,教授。

2、叶兆丽,女,河北省城乡规划设计研究院,注册城市规划师。

数字化城市设计范文第3篇

城市设计是一种广泛开展的关注城市规划布局、城市面貌、城镇功能,尤其是城市公共空间的城市规划业务。其传统的建模方式基于SketchUp、AutoCAD、3DMax、Maya等软件平台,存在建模过程复杂、科学性不足、数据更新不足、效率低等问题。对此,本文探讨了基于参数化建模的三维城市设计方法,采用新兴的建模软件城市引擎(CityEngine),与具有强大分析功能的ArcGIS相结合,高效快速地将2D数据转换为3D数据,最终实现城市设计的参数化、数字化、可视化,并提高城市设计的效率和科学性。

一、传统建模方法存在的问题及研究现状

目前,城市设计传统建模方法存在的问题有:

一是三维可视化不强。现有城市设计主要基于平面二维设计的方法,完成方案之后,再开展三维建模。由于可视化不强,在对方案进行评价时,无法观察到很多方案细节。此外,在设计方案时,设计师往往只能凭借经验,无法在一个虚拟的环境下感受建筑的尺度、比例、色彩对比等。

二是建模过程复杂。通常来说,城市设计要对一定区域内所有建筑进行三维建模,数量巨大任务繁重。传统建模对单栋建筑可以做到很精细的程度,对于大量建筑群就显得力不从心。同时,由于还要考虑到城市建筑风格、建筑色彩等问题,需要花费大量精力在建筑外表面上进行设计,无疑加大了建模的工作量。

三是群众参与性不高。传统城市设计是自上而下的方式,由设计方设计并交甲方(政府)评审,根据甲方意见修改设计,广大群众无法有效参与到设计之中。

目前国内对城市三维建模及可视化有一定的研究。刘增良、杨军、张保钢(2009)探讨了目前主流的三维建模技术方法,并且在实际的三维规划中对各类三维建模技术进行了综合应用[1];阎凤霞、张明灯(2009)提出三维数字城市构建和实现方法[2];冉磊、高磊、张宇琳、杨艳峰(2010)又进一步论述了三维数字城市建立的路线、技术流程及数据处理过程,最后探讨了数据更新和维护及三维数字城市技术在城市规划中的应用[3];王法(2011)以奉化市为例,对城市三维仿真建模的基本技术路线和方法进行探讨和研究,为三维地形、模型、参加的优化在城市规划中的应用提供了方法[4]。

在三维建模方法,应用最多的是基于3DGIS系统。单楠(2009)采用SketchUp和ArcGIS相结合的方法进行了三维GIS的开发,并在小区三维可视化管理系统中得到了应用[5];吴学强、孙建刚、李想(2013)将ESRI CityEngine用于大庆石油储库的场景建模中,提出基于规则的建模平台,使得使用者只需要改变模型的参数就可以创造出更多的模型或者不同的设计方案[6]。

从目前国内的研究现状上分析可以发现以下两个问题:

一是研究中涉及到三维建模与城市设计的很少。大多数研究是基于三维建模的城市,以及数字城市的发展。对于如何让参数化三维建模在城市设计中起到作用,如何通过三维建模在区域场景中直接开展规划设计,并且能够实现可视化等问题的研究,涉及度以及深度都远远不足。

二是城市规划领域三维建模对新技术研究不足。目前城市规划领域的研究大多是基于SketchUp、ArcGIS及其拓展程序,而这些软件在使用过程中都有一定的局限性。对于当前城市设计中面临的种种问题,亟需引入新的技术方法,来打破传统设计理念的桎梏。然而,国内对新技术的研究却还没有大的突破。

二、基于城市引擎CityEngine的三维城市设计方法

(一)基本原理

参数化建模(Parametric Modeling)是用专业知识和规则来确定几何参数和约束的一套建模方法,通过简单地改变模型中的参数值就能建立和分析新的模型。本文的研究是将参数化建模建立在CityEngine这一软件平台上。

CityEngine是基于规则进行建模的软件,它的建模速度快,规则模型可重用性强,基于工作流场景画面显示流畅,并能实时、动态、有效地优化城市设计场景模型。

将CityEngine与ArcGIS相结合,协调建模。首先在ArcGIS中将建模所需的二维数据处理好,通过Geodatabase文件导入模型基底到CityEngine中;然后将已经整理好的规则应用于基底,这时初步的模型就建立起来。这里的规则是指预先对模型进行的各项定义,如建筑风格、建筑层数、道路宽度、绿化布置等,这是CityEngine的核心部分,存储在规则文件.Cga中;接着就要在CityEngine中通过修改参数来修改模型,并在这个过程中反复修改方案。在CityEngine中,一组参数对应一个规则,每个规则所建立的模型也不同,因此我们通过应用不同的规则来直观地观察不同方案的合理性;同时CityEngine也为使用者提供了大量科学的分析,如日照分析、视域分析、天际线分析等,通过这些分析来调整方案,达到建模与方案设计同步进行,并使二者产生积极的互动,最终通过参数化及可视化的方式,完成整个城市设计。

(二)方法应用

1.准备工作

(1) 二维数据

将CityEngine与ArcGIS相结合,实现二维数据到三维数据的转换,在建模之前要构建模型基底(图1),主要在ArcGIS中进行,以AutoCAD辅助。

(2) 规则

应用CityEngine为城市设计建立模型,其高效性来源于规则的使用,在真正建立模型前,要建立相应的规则库。城市引擎CityEngine建立的模型可以实现共享,因此规则的来源之一就是采用其他设计者已经建立好的规则;另外也可以预先按照设计要求自己设定规则,例如要建立一个高12米、层高为3米的建筑,就可采用以下语句:

Attr height=12

Lot——>extrude (height) Mass

Mass——>aplit(y) (~3:Floor)*

城市设计建模所包含的要素十分丰富,建筑、道路、绿化等都需要准备相应规则,而且规则不能过于单一,要建立多个规则以供修改方案使用。

2.模型建立

将ArcGIS中的二维数据通过GeoDatabase文件导入到CityEngine场景中,拖入规则到指定地块,快速建立模型(图2、图3)。

3.模型优化

为了达到三维建模辅助城市设计的目的,要开始在CityEngine中调整模型,以到达最优设计。

调整模型的方法有三种:一是在检阅视图(Inspector)中修改。当我们想要调整某栋建筑的高度时,可以选中该建筑,再在同步弹出的Inspector工具栏中调整高度参数,或者重新输入新的高度数值。二是在规则的定义中修改语句。先将规则文件进行调整,然后重新加载进CityEngine的场景中。如:修改建筑的规则高度改变最初所设定的高度,修改语句attr height=18,在规则中将原来建筑的高度由12m改为18m。三是在规则交互视图(Model Hierarchy)中修改规则参数。CityEngine中规则文件的可视管理使我们可以很方便地改写视图参数,调整规则视图的组块结构就可以高效直观地增减或删改规则。

4.模型分析

CityEngine中提供了多种专业分析,来辅助城市设计,进行方案的修改。如参照阴影分析(Shadow Analysis)可以调整建筑高度、建筑密度等参数;通过天际线分析(Skyline Analysis)可以改变建筑布局、建筑高度等,由此进一步完善城市设计方案,使最终的方案更加科学,这是在普通的建模软件中无法实现的操作。

5.成果输出,完成城市设计

方案的设计和修改与模型的建立实现良性互动,当方案最终确立后,最终的效果图也同步完成。

三、结论与展望

将CityEngine、ArcGIS等先进数字技术应用于城市设计,可以弥补传统城市设计中的不足之处:

第一,参数化建模大大提高城市设计效率。Esri CityEngine可以利用二维数据快速创建三维场景,而且对ArcGIS的完美支持,使很多已有的基础GIS数据不需要转换即可快速实现三维建模,减少了系统再投资的成本,也缩短了三维GIS系统的建设周期。

第二,规则的应用使城市设计走向可视化、科学化。CityEngine最关键、最强大的功能之一,是通过提供可视化的、交互的对象属性参数修改面板来调整规则参数值,比如房屋高度、屋顶类型、贴图风格等,可以立刻看到调整后的效果。

第三,使用CityEngine进行建模实现城市模型共享。CityEngine基于WebGL技术,大多数的浏览器都无需安装插件便可直接使用。此外该软件与当前主流的GIS平台ArcGIS紧密集成,让使用者可以在工作中轻松使用海量的3D城市模型。

CityEngine开启了全新技术应用领域,新技术的出现使得规则化大规模快速城市建模成为了可能,这将大大提高城市设计的建模高效化、分析科学化、三维可视化,并对于提高公众参与度具有重大意义,使城市设计在新技术应用的领域上升到更高水平。

参考文献:

[1]刘增良,杨军,张保钢.面向城市规划的三维建模技术探讨与应用[J]. 北京测绘,2009(2):1—3.

[2]阎凤霞,张明灯.三维数字城市构建技术[J]. 测绘学刊,2009,32(2):93—96.

[3]冉磊,高磊,张宇琳,杨艳峰.三维数字城市技术在城市规划中的应用[J]. 城市勘测,2010(2):99—101.

[4]王法.城市三维仿真模型建模方法研究——以奉化市为例[J].科技信息,2011(7):64—65.

[5]单楠,明生,李营刚.基于SketchUp和ArcGIS的三维GIS开发技术研究[J].铁路计算机应用,2009,18(4):14—17.

数字化城市设计范文第4篇

关键词:城市规划;三维GIS;空间分析

中图分类号:F49 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2012)15-0101-02

一、项目建设背景

2009年末,哈尔滨市委在十二届七次全会中提出了“北跃、南拓、中兴、强县”的城市发展战略,并明确提出建设项目必须进行城市设计,着重强调了城市设计的重要性。按照“特色、和谐”的理念以及总体设计的要求,为提高哈尔滨市城市设计水平,哈尔滨市在深入研究当前国内外先进技术的基础上,组织引进并开发了哈尔滨市城乡规划科学决策系统,先后为哈尔滨市松花江沿岸景观设计及哈尔滨市百日城市设计等省市重点项目提供了相关的技术支持,并将100余项中观及微观城市景观设计纳入系统,加以三维辅助分析,为城市设计提供了更加科学化的依据,起到了重要的辅助决策作用,从而提高了规划审批的工作效率,系统成果总体达到了国内领先水平。

哈尔滨市城乡规划科学决策系统是运用计算机虚拟现实技术,实现对城市空间实体的重建和模拟,准确地描述城市立体空间布局,实现对城市建筑形态、单体建筑立面及色彩等多要素的有效控制。目前,北京、南宁、广州、厦门、重庆、武汉等国内大城市都已超前谋划并大力投入,将该技术广泛应用于规划、建设、管理、交通、旅游等行业中,让城市空间信息在服务、分析、决策和展示能力方面上一个新的台阶,取得了良好的效果。

二、项目建设解决的问题

哈尔滨市城乡规划决策系统的建设,可以将规划局目前建筑方案的二维审批模式转变到三维审批并辅助规划决策,并可利用GIS和VR技术,以3D建模互动技术和虚拟现实技术,如实表现三维信息;建成后的系统可应用于城市街景景观设计和规划方案成果的比选,通过调整建筑单体的纹理、位置、形体、高度、然后输出规划效果图,甚至是多媒体的动画展现,决策者还通过在三维的场景中任意漫游,可以发现许多不易察觉的设计缺陷,减少由于事先规划不周全而造成的无法挽回的损失与遗憾,从而打破规划设计在地理空间信息表达和处理方面的限制。

一是通过城市三维规划辅助决策支持系统,可以应用于规划局业务审批系统,利用GIS和VR技术,以3D建模互动技术和虚拟现实技术,辅助建筑单体设计方案审批。

二是通过城市三维规划辅助决策支持系统,可以实现对规划方案、建筑方案的多屏比较,城市景观设计的直观比选。

三是通过城市三维规划辅助决策支持系统,可以辅助城市街景景观设计和方案审批,在真三维立体空间中实现城市道路景观规划,对城市街道设施和广告等街道小品进行空间信息化管理,辅助城市色彩和灯光照明效果分析等三维街景信息化管理。

四是通过城市三维规划辅助决策支持系统,可以用于公众服务,将城市三维数据和重点项目的规划方案及成果进行网络。

三、科学决策系统功能及特点

科学决策系统具有模型编辑、空间测量、查询统计、动画导航、交互浏览、鹰眼导航、控高分析、日照分析、通视分析、视域分析、指标分析、拆迁分析、绿地分析、方案对比、视觉走廊、设施管理、色彩分析、街景断面分析、三维、搜索定位、项目评价、二三维联动规划审批等二十多项功能。系统对于直观展示城市规划及现状提供了丰富的手段。

系统对客观世界的表达能给人以更真实的感受,它以三维立体视角给用户展现地理空间现象,不仅能够表达空间对象间的平面关系,而且能描述和表达它们之间的垂向关系。三维实景数字化模型辅助系统是从数据结构到空间查询和建模分析都建立在三维数据模型基础上的地理信息系统。三维实景数字化模型辅助系统通过有效集成各种现有规划管理服务,并逐步融入传统的规划审批流程中。

主要特点如下:

一是系统将二、三维GIS结合到一起。将传统的二维GIS中的一维、二维对象置于三维立体空间中,存贮它们的真实几何位置与空间拓扑关系,以表现这些对象在垂直方向上的变化和与其他对象之间的拓扑关系。无论在对象的建立、编辑、修改、存储的过程中,还是在对它们进行空间操作或输出分析结果时,系统都提供可视化的支持,从而创建真正的基于问题域的交互式可视化场景。

二是系统具备三维空间数据库管理。三维GIS的核心是三维空间数据库。它可由扩展的关系数据库系统或由面向对象的空间数据库系统来存储和管理三维空间对象。

三是三维空间分析。在二维GIS中,空间分析是GIS区别于CAD和科学计算可视化的特有功能。在三维GIS中也同样如此。空间分析三维化,也就是直接在三维空间中进行空间操作与分析,使三维GIS明显地不同于二维GIS,同时在功能上也更加强大。

四是该系统与现有规划业务流程较好地结合。

五是系统具备较好的人机操作界面。规划者能够简单、便利地使用系统,对建筑、环境的规划审批提供辅助支持。

四、三维数据模型分类

第一,地形模型,包括:地形三维模型建模包含山体、水系和植被等地形地貌。

第二,建筑模型,包括:各类地上建筑物、各类地下建筑物、其他建(构)筑物等。

第三,交通设施模型,包括:道路、铁路及桥梁、道路附属设施等。

第四,其他模型,包括:其他模型主要包括除地形、建(构)筑物、交通设施以外的城市要素,可分为辅助系统和美化系统等两个大类。

五、网络平台数据更新与维护

网络平台实现海量影像数据、地形数据、三维场景模型的网络和应用服务。实现城市级海量影像数据、地形数据的更新与维护。

一是对影像、地形的增量与批量服务、管理。包括:城市级海量影像数据、地形数据的与管理;城市分区影像数据、地形数据的增量与管理;城市分区影像数据、地形数据的批量与管理;对已的地形数据的删除管理;

二是三维模型数据增量与更新。系统应具备全场景模型和局部场景模型增量能力。增量时,系统仅将新增的或被编辑过的模型数据进行网络处理,从而仅更新制作平台中有变化的数据。

三是属性数据单独更新与维护。在网络平台数据库中,二维属性信息与三维模型信息是分别存储的。对属性信息的更新,用户可以在后台进行属性信息的编辑。还可以通过网络,更新全部属性信息或部分属性信息,使网络平台与制作平台的属性信息保持一致。

六、项目建设的作用

一是运用现代科技手段服务于“北跃、南拓、中兴、强县”发展战略,为各级领导决策提供科学决策及三维展示平台;

二是哈尔滨市今后城市规划、建设、管理、交通、旅游等行业实现数字化、可视化管理的基础;

三是城市规划、建设、管理等各类业务和会议的交流平台;

四是全面展示城市总体规划、详细规划、专项规划、城市设计等各层面规划成果;

五是哈尔滨市城市规划展馆数字沙盘建设的前提条件;

六是将成为哈尔滨市提升城市形象和招商引资的重要展示手段;

七是公众参与城市规划,作为爱城市、爱家乡的载体;

八是系统作为城市信息产业的重要组成部分,将在城市道路、交通、旅游、应急、电信、医疗、商业、公共安全、数字警务、市政管线、数字国土、数字房产、数字城管等方面发挥重要作用;

九是保留城市发展和变迁的轨迹。将城市发展和建设的历史、现状和规划通过三维系统进行表现和保存,对城市的发展进行对比,展现城市建设发展的辉煌成就,是城市发展的宝贵历史资料。

七、系统与城市设计的关系

系统将城市设计概念引入规划建设管理,从空间尺度、形体尺度、色彩关系等方面,以城市三维空间的角度,利用三维辅助决策系统在空间环境中分析建设项目的功能,协调交通布局,建设项目与周边的相互关系,使项目功能性与审美性相统一,并与整体环境相一致。系统面向城市规划和城市设计,借助基础三维数据库、城市规划管理信息库等海量数据,虚拟再现城市真实环境,利用空间三维分析功能,让城市空间信息在服务、分析、决策和展示能力方面上一个新的台阶。

城市设计是从宏观、中观和微观三个层面实现城市规划布局、城市面貌、城市功能以及公共空间的和谐布局和分布的。三维虚拟空间的构建,保障了系统与城市设计空间关系的匹配;同时,通过时间序列的引入,使三维虚拟现实空间与时间完美结合。城市三维空间展示与辅助系统的基础来源于对现实的再现和对未来的正确推演,针对城市设计的三个层面,构建了合理的功能体系。

第一,宏观层面。系统用模拟的方式引入时间序列,通过模型时间属性的变换,重现城市过去、展示现状及推演未来。同时系统对单一场景也纳入了季节天气等因素,力求多时态、多视角、多方位地展示城市风貌,以变化的眼光去认识城市、读懂城市,以动态的应用去辅助城市设计。

第二,中观层面。系统针对中观层面城市设计的重点提供了控高分析、城市天际线控制等功能,可以对城市空间的基本比率、城市空间的分布层次进行总体控制与决策,让设计者和决策者以三维模式直观地反映城市空间分布的特点和区域,合理地协调城市空间分配。

数字化城市设计范文第5篇

关键词 基础地理信息;城市测绘;数字城市;发展

中图分类号P2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)72-0068-02

数字城市与数字中国、数字地球一样,是一种战略目标,是一个发展过程。数字城市的发展对一个城市的经济发展水平、城市规划、城市建设、城市管理等有着积极的影响。

城市测绘技术结合并利用众多现代技术基础,比如:GPS、GIS、全球定位系统、多媒体以及虚拟现实等。在此基础上自动采集城市的功能机制、基础设计信息,并实施监测、管理以及决策。

1 发展城市测绘技术的有利影响

1.1空间信息基础设施与数字城市

空间信息基础设施建设与数字城市有一定的关系,较高的城市空间信息基础设施建设质量以及较快的城市空间信息基础设施建设速度对数字城市的发展有直接的作用。城市信息基础设施的建设可以为各行业以及各部门提供准确、实时、可靠的基础地理信息。事实上,数字城市是城市空间信息基础设施以及其他部门的集合,主要有:城市建设、城市规划、市政设施、国土资源、电信、消防、环保、防震减灾预测等方面内容。

信息集散与城市,每一天都会有大量的信息在城市进行集散,GIS基础设施的建设对相关信息及时的进行更新,反应其变化,这就保证了数字城市的建设和发展。

1.2空间信息基础设施与城市测绘技术

城市空间信息基础设施在空间位置上具有一定的关联性,该空间位置主要是指某些人文要素与自然要素的空间分布及地理位置,地图是其主要代表形式。城市测绘充分利用了各种智能化、数字化和网络化手段,它的发展对城市基础地理信息的获取、加工、存储、提供及更新产生了一定的影响,因此我可以把城市测绘看作为城市空间信息基础设施的主产业,成为建设与发展数字城市的过程中必不可少的产业。

1.3数字城市与城市测绘技术

建设数字城市的前提和基础是具备良好的城市空间信息基础设施,因此,发展好城市空间信息基础设施是发展建设数字城市的重要保障,按照一定的标准规范空间数据,资源共享地理数据,让各行业各部门都可以对地理空间数据充分的进行共享与利用。近些年,随着3S测绘技术在城市测绘中的应用不断的得到推广,也促进了城市测绘的发展,目前已经建立起数字化的测绘技术体系与生产模式,并且在不断的由传统的测绘想现代地理信息产业转变,国民经济的发展已经离不开城市测绘的作用,城市测绘成为城市设计与建设的根本保障和重要依托。

城市测绘的核心为城市基础地理信息系统,其生产与管理除了依据统一的标准之外,还需依据信息技术标准。它的生产管理主要包括:城市系列比例尺基本地形图、城市测量控制网、数字高程模型、影像图、现状公用设施及相关属性信息。这些信息是城市建设与发展过程中所需要的一部分,是城市空间数据框架的重要组成部分。

2 数字城市发展带给城市测绘的契机

城市信息化进程随着数字城市的建设不断的发展,城市测绘领域也不断的拓宽,城市测绘科技创新的步伐也不断加快。城市测绘部门应该把城市空间信息基础设施建设作为重点,把握现代测绘的发展机遇,加快城市空间信息资源的开发与利用,不断发展城市测绘技术。

2.1质量管理体系

城市空间信息基础设施与数字城市的信息来源于空间地理信息,而城市测绘部门又是城市空间地理信息的提供者与生产者,因此,测绘部门要严格控制质量标准,建立有效的数据监督和管理机制,并使产品的质量管理介入数字化技术。

2.2发展方向与措施

城市发展系统工程中一项重要的内容就是数字城市建设,因此,城市测绘部门应该对这一发展方面进行清晰的规划,制定与发展目标相适应的发展加护,并采取合理的发展措施来促进城市地理信息的发展,并以此为中心,不断充实其核心力量。

2.3基础地理信息的更新机制

要对地籍测量、遥感信息及市政测量等手段充分的进行利用,对城市的比例尺地图适时进行更新。对测量所使用的设备及技术、测量标志等要进一步的完善和更新,建立起设备使用、技术规范等制度。

2.4生产的规范

城市测绘技术作为城市地理信息、城市基础信息设施及数字城市的基础,应该得到应有的重视与发展。政府应该发挥其宏观调控的主力作用,保证基础测绘技术投资力度的加大,测绘能力的提高,并且,应该适当加大对基础地理信息的使用单位以及承担测绘任务的单位的投入力度,以此保障基础测绘工作的顺利完成,其中,投入主要包括测绘所需经费、技术、人才等方面,政府还要实行专项管理的职责。

2.5推进一体化技术的应用

随着3S测量技术的不断深化,城市测绘部门应该大力加强该技术的使用及研究,不断进行该测量的技术的完善及开发。数字城市的技术基础是3S技术以及一体化技术,通过卫星定位系统建立起城市控制网、利用遥感技术对数据信息进行快速采集,及时更新并且有效管理城市的基础地理信息,从而建立起城市基础地理信息数据库,进行动态的管理及更新,从而服务于数字城市的建设。传统的城市规划设计所需的地理信息都是有测绘人员进行采集,并提供测绘图件及资料,然后进行规划和设计。在GIS基础上,图像以数字化的形式进行输入与输出,使用时查询方便,简单易懂,规划设计人员很容易就能接受,所以,GIS的发展及数字地图的出现对传统的测绘及城市设计规划都产生的较大的影响作用。

3 结论

随着数字城市的发展,GIS所获取的测绘数据越来越详细、准确,提高成城市设计的科学性。计算机技术的发展使得计算能力及逻辑判断能力都不断的加强。在较短的时间内可以进行方案的优化选择,增加了设计的合理性。城市测绘人员与设计规划人员以GIS为桥梁加强了沟通交流,增强了协作能力,使信息在获取与使用中达到更高程度上的统一。

参考文献

[1]华运知,薛美玲,张永慧.基础测绘与数字城市建设的关系探析[J].技术与市场,2011(8).

[2]刘冲.现代测绘科学技术的几点浅见[J].科技传播,2011(6).

[3]罗扬兴.测绘在城市规划和建设中的应用[J].科技创新导报,2007(26).

[4]王杨.浅谈数字化技术在城市测绘中的应用[J].大科技·科技天地,2011(5).

数字化城市设计范文第6篇

关键词:数字化时代;建筑学;思考

现代社会中电子产品与互联网已经非常常见,而这些高新技术在建筑设计领域也发挥着重要职能。现代建筑设计师已经完全脱离了手绘图纸时代,而是利用电脑以及各种软件对建筑设计图纸进行设计与展示,而这一系列的转变都与数字化时代具有着巨大的关系。传统建筑设计与建造,以及未来建筑学教学所面临的思考是,是否能够积极的接收数字化时代对建筑学的影响,充分发挥其效用。

1 数字化技术对建筑领域的影响

数字化时代下,数字化技术显然已成为这个时代的符号,数字化所指的是将所有信息转换为数字信号传输至电脑,由电脑进行处理并通过网络进行传递。数字化不完全指向的是一种信息化技术,更多的是信息社会与知识经济的技术基础。大量学者对数字化时代对人类生活的影响进行了分析,均显示出人们的生活方式与工作方式将会发生重大转变。而就近几年信息化时代的发展下,这些变化逐渐得到了彰显,数字化技术已经被广泛的应用于各个领域。首先人们的生活方式方面,因数字化时代的影响,人们可以实现在家办公或在家购物等,实现了快捷方便的生活方式。建筑领域方面,建筑工程师早已经实现了电子绘图等,利用多种信息技术实现建筑设计。利用电脑与相关软件进行建筑图纸设计的非线性三维曲面造型能力,为建筑空间与形体的塑造提供了更多的自由,而人们的审美观念也将随之转变。在信息科技较为发达的国家,部分建筑人才已经不仅仅局限于利用电子设备进行建筑图纸绘制,而是利用各种软件设计出虚拟的建筑与城市,创新人们对建筑的认知与理解。在计算机与互联网的影响下,已经改变了建筑师获取、运用、处理、传播信息的方式。而新媒体也将改变建筑师在未来建筑领域所扮演的角色,多数建筑设计师利用高新技术扩展自我设计能力,尤其是在空间设计与形体设计等方面。

数字化时代下所创造的高新技术生存环境,虚拟与现实的建筑与城市能够共同存在,且在更大程度上满足人们的精神需求,为人们提供更多的选择。而以上种种为建筑与城市的环境塑造提出了更为细微的要求,这也注定了城市将沿着不同的道路继续发展下去。未来的建筑模式与城市模式将会更多的关注于交往模式之间的权衡与协调。

2 建筑学教学如何应对现实与虚拟的转换

结合上文对数字化时代下建筑学的影响分析,可以发现数字化带给建筑学的影响不仅仅局限于利用电脑辅助设计或制作虚拟的超前建筑等,更多的是涉及到传统建筑学的物质与精神层面的转变。在现代数字化背景下,已经充分实现了虚拟与现实的并存,而传统的建筑学也不会因为数字化时代的影响而被取代,而是与数字化时代下的全新建筑学并存。数字化时代下人们的视野与审美均发生了转变,对建筑设计的要求势必会增加,在功能上也会提出更为细致的要求,而为适应这种市场需求的变化,建筑学也势必会在功能创新方面与技术创新方面以及审美方面予以提升。

我们对建筑学的认知随着时代的变化在逐渐经历一个反复的过程,建筑学的存在是为了满足人类生活的需求,而这一需求随着时代的变化也在逐渐变化。在特定的社会形态与生产力环境下,所形成的建筑产物必定会具有当下时代的色彩与特点,这属于自然展现。当然在建筑学发展的过程中,也出现方向上的重大转变,例如建筑领域所提出的后现代主义风格,各种夸张与失去内涵的建筑形式出现在城市中,而建筑的本身价值则被忽略。另外随着自然环境的日益恶劣,环保逐渐成为现代各国所关注的重要问题,而建筑设计势必也会向环保方向发展,越来越多的建筑设计将转变为城市设计。

总结以往建筑学与城市的发展,我们应该有所领悟,建筑学与文化、环境、社会、政治之间存在着必然的联系。建筑学属于研究空间形体与建造的学科,城市设计与室内设计均属于建筑学的范畴。在数字化时代的背景下,现实的建筑与城市想要满足未来人们日益增长的需求,需要更为关注以人为本的设计理念。为应对数字化时代所带来的改变,如何使建筑学的关注转移到建筑的本身,加深在建筑整体环境功能、建筑空间与形态、建筑美学等基础方面的探究,培养创造未来与虚拟世界在功能属性与美学属性能够达到一致的建筑人才,是我们当下在建筑学领域所需要思考的首要问题。

在深刻认知了建筑本身在数字化时代的改变与发展后,需要认识到的是数字化时代下,掌握现代数字科技与计算机应用技术的建筑学生或建筑师与经历传统建筑的前辈所存在的不同之处。高新科技下建筑设计师无疑在速度上准确性上有着显著的提升,另外利用电子成像技术也能够对设计师的设计雏形予以虚拟展现,能够辅助设计师观察建筑设计的可行性,同时也在此基础上提升了建筑设计师的发散思维。利用现代数字技术能够实现传统建筑设计师不能够实现的需求,因此现代建筑学更需要关注的是利用现代技术研发出更贴合实际、环保、人文的建筑设计。

3 结语

C合上文所述,数字化时代下,建筑设计师能够充分利用高新科技实现建筑设计与展现。数字化时代下为建筑学带来的思考是,能否充分利用数字化技术提升建筑学,以及能否有效的权衡现实与虚拟之间的关系,正确的展现建筑设计的实际价值。现代建筑学随着数字化时代的发展,人们对建筑设计的要求也肯定会有所提高,基于此现代建筑领域的学生与设计师更需要关注的是,利用现代高新科技创新现代建筑设计,更好的实现建筑设计的功能属性与美学属性。

参考文献

[1] 袁烽.从数字化编程到数字化建造[J].时代建筑,2012,05(05):10-21.

[2] 饶金通,张燕来,李立新.基于建筑设计教学过程的数字化教学体系探讨[J].土木建筑工程信息技术,2010,06(01):95-98.

数字化城市设计范文第7篇

关键词:实践教学;建筑设计;专题设计;导师制;资源共享

中图分类号:G642.0;TU2 文献标志码:A 文章编号:10052909(2015)04007404

学生实践能力不强和创新意识薄弱是当今高校本科教育工作中较为突出的问题,本科教学中的加强实践教学环节及学研产相结合对高校应用型人才培养至关重要。建筑学专业教育尤其强调发现问题、解决问题的设计能力与创新能力的培养,建筑设计教学本身具有很强的实践性特征,实践教学环节与建筑设计课程的紧密结合,有助于提升教学效果。教学与科研工作、生产实践相结合,可以将研究课题、工程实践引入本科教学之中,营造真实生动的教学情境,使设计教学面向学科前沿发展,契合工程实践的实际问题,从而提升学生的研究意识与实践创新能力。

一、高年级建筑设计教学面临的问题

华南理工大学建筑学院实行“专业基本能力培养”阶段与 “专业拓展与深化”阶段两个阶段的教学体系,前阶段为建筑学、城乡规划及风景园林三个专业的学科通识课程,重点在设计方法、基本技能和专业表达能力的培养;后阶段不同专业根据各自专业特点,通过多元化课程内容与教学方式,实现专业深化和研究创新能力的培养,为学生提供广泛的发展空间。在完成前3年的建筑设计课程学习后,学生已经具备了基本的专业能力和素质,高年级设计教学需要强化实际问题的解决能力,实践性教学内容如何有机融入设计教学值得重视。

专业知识的深化发展,需要实践教学的支撑才能达到好的效果。在现有教学体系中,建筑学专业高年级固定的实践教学环节包括建筑专题调研、历史

建筑调查测绘、施工图训练、毕业实习等。按照传统教学模式,这些教学环节在时序上与设计教学有着一定的关联配合,但具体教学则独立于建筑设计课之外,实践教学环节与设计教学的衔接存在问题,如教学内容系统性弱、实习效果不佳,学生没有得到规定要求的锻炼,在一定程度上制约了专业能力的提高。

二、整合优化思路及对策

针对高年级实践教学存在的问题,华南理工大学建筑学院近年来通过四年级实行专题设计、五年级实施导师制等措施,对建筑学专业高年级实践教学进行整合与优化,初步探索了“教学、研究、实践”三结合的教学模式[1]。

一是实行以专门化为目标的专题设计教学模式。四年级建筑设计教学采用多专题设计的教学模式,分成若干专业方向,在整体的教学组织框架上以小组形式独立开展教学,发挥教师的学科专长及资源积累,强化学生能力优势的深入发展 。

二是实践教学环境融入建筑设计教学。针对实践教学环节相对孤立的问题,在建筑设计教学中融入实践教学环节的内容。如四年级的建筑专题调研,直接整合在建筑设计教学中,作为专题设计的一个教学环节,教学内容互通,设计课程学习与实践考核一体,提高教学效率。

三是依托学研产平台的“导师制”教学。依托华南理工大学建筑设计研究院、亚热带建筑科学国家重点实验室三位一体的优势,在建筑学本科教学中推行“导师制”教学模式,将施工图实习、毕业实习与毕业设计整合一体,鼓励科研、生产资源向本科教学开放共享,引入研究性、实践性课题作为毕业设计。

四是外拓内引相结合,实施开放性教学。建立实践教育基地,学生深入企业单位参与实践工作;在建筑设计教学的不同教学环节引入校外行业专家参与教学,如专题讲座、阶段答辩等。

三、以专业深化发展为导向的专题设计教学

(一)专题设定

专题设计的课题来源广泛,包括体育建筑设计研究、城市街区改造设计研究、古村落保护研究、纪念性建筑研究与实践、城市改造研究等课题。这些课题多数来自教授的工程实践项目、科研项目,可以为学生提供课程设计的实践环境。根据教学计划安排,学生可适度参与工程实践项目的一些工作。如参与前期调查、工地参观、部分专项研究工作等。

专题设计除一般性教学要求外,还强调学生针对特定问题深入调查、研究并开展深度设计的能力培养。如可持续建筑设计课题要求在学生设计成果中,充分认识地域性气候的特征,运用气候适应性和低技术设计手段,实现绿色建筑的节能设计,并以建筑技术分析手段加以落实。

根据专题的设计任务和方案,学生分为两至三人一组,或一人一组,通过场地环境调研、资料调研、案例调研,分析富有创新性的切入点,确定设计内容。

在原有建筑设计教学模式的基础上,四年级专题设计还设置了3个专门化教学方向:数字建筑设计、历史建筑保护、城市设计,引导学生明确专业发展方向,提升专业优势。

1.数字建筑设计方向

以数字技术的专门化训练为主,运用数字化技术的基本知识,侧重计算机数字化三维建模以及快速成型技术应用,着重对三维建模、渲染的数字建筑表现技术和包括快速成型技术在内的数字模型的数控制作技术进行针对性的教学训练,包括三维形体分析、空间分析、物理环境分析等方面的内容,培养学生的数字化建筑设计思维方法和实际应用技能。将相关教师加入建筑设计课程的指导小组,指导学生进行设计分析和运用。围绕参数化设计、虚拟现实与GIS应用、建筑热环境、风环境模拟以及可持续性设计等专题进行教学。

2.历史建筑保护方向

在全国率先开展了面向建筑学专业本科生高年级(4-5年级)历史建筑保护专门化教学,从2005级开始已经全过程开展5年,建立了贯穿五个年级的建筑历史和建筑设计的纵向课程线,在高年级面向历史建筑保护专门化的学生,如四年级历史建筑专门化方向的学生开展田野考察、传统营造法、历史环境保护、传统建筑与园林法则设计、结合非物质文化遗产的新建筑设计、大尺度历史环境有机更新的城市设计等系列课程。在毕业设计中设立历史建筑保护的板块,将建筑历史、历史文化保护和建筑设计教学结合起来,进行同时面向历史、现实和将来的建筑专门化教学。自2005年开始,每年历史建筑保护专门化方向的学生约20人,毕业时学院颁发“历史建筑保护学习经历证明”。

3.城市设计方向

高年级建筑设计教学应着力于培养学生更加全面的建筑观念[2]。城市设计作为综合社会、文化、技术因素的设计训练,跨越多个学科,是拓展专业视野、培养整体设计观与协作精神、提升设计研究能力有效教学途径[3]。自2000年起,专题设计教学中引入城市设计教学,并逐步在各专门化方向中摸索出符合各自特点的教学模式。如历史建筑保护方向以基于旧城改造的城市设计训练,引导学生关注社会、经济、文化发展与历史建筑保护的关系,培养综合解决问题的思维与能力;数字化建筑设计通过参数化设计工具与分析方法应用于城市问题分析与城市形态建构训练,培养创新研究精神及逻辑分析能力。2013年起,在四年级建筑学专业实施城市设计专门化,城市设计教学强调对学生各方面综合能力的培养,包括针对城市问题采用多学科分析的理性思维能力、多角度解决城市问题的整体创新能力、团队合作和个人设计相结合的组织能力培养等。

(二)开放性的教学组织

通过开放式“专题设计”模式的推行,实行相对固定的教学架构与开放式模式相结合,拓展学生的专业视野,加强各种交流设计机会,并在课程安排上提供可能[4]。

1.指导教师组交叉辅导

四年级每个学期设置的多个设计题目,由不同的导师小组负责,学生可选择参加,鼓励合作设计,教授带博士研究生直接参与本科教学。由单纯导师指导改变为专题导师组的指导,交叉辅导,扩大学生与专业教师的接触面,导师团队指导,学生团队协作。

2.行业专家参与指导,国际联合工作坊与设计教学融合

专题设计教学利用教育部及校级海外名师等引智项目的资助,将相对固定的教学架构与开放式模式相结合,外聘高水平建筑师和客座教师参与指导教学,将“国际联合设计教学”纳入本阶段课程教学,形成以“开放整合”为特色的教学模式。

3.教学反馈

在近年的教学实践中,专题设计教学达到了较好的教学效果。首先,真实课题与现实问题的专题设计锻炼,培养学生面向实践创新的设计能力,通过国际联合工作坊的合作,国际交流拓展学生视野;其次,将建筑设计、城市设计、景观设计、历史建筑保护和建筑技术紧密结合,形成综合性与复合型培养模式;同时,通过组内讨论、组间交流、专家讲座、校外合作等多元互动的教学方式,提高学生设计表达与口头表达能力,开阔学生的设计思路,启发学生自主性的学习研究。

2013年,四年级3个专门化设计教学的教案及作业在全国建筑设计教案和教学成果评比中,均获得优秀教案奖及优秀作业奖。2013年8月,在被誉为太阳能界“奥林匹克”国际太阳能十项全能设计竞赛中,以华南理工大学建筑学院高年级学生为主的代表队获得总成绩第二,五项专项第一,创国内参赛最佳历史记录,这从侧面显示了整合实践教学的专门化设计教学对提升学生实践创新能力的促进作用。2014年,学院有4名本科毕业生被美国哈佛大学录取。学生认为结合国际联合设计工作坊的开放性教学开拓了设计思维,受益匪浅。

四、以“导师制”优化教学环节之间的衔接,强化专业能力发展

(一)教学组织模式

“导师制”教学要求相关学生的五年级专题设计,相对固定地在同一导师的指导之下完成,并延续整个学年,将毕业设计的学时和生产实习的学时打通使用。

在导师工作室参与专门研究方向的实际课题,有助于培养学生理论联系实际解决实践问题的科研能力,利用导师专长促进学生专业知识与专业技能的进一步提高,并一定程度上解决了以往设计课教学与学生实践训练、生产实习在时间上的局限性,可持续并深入进行课题研究,与研究生教育实现有机衔接。

华南理工大学建筑设计研究院作为建筑学院本科生主要的生产实习基地之一,拥有全国著名的工程院院士、设计大师,一批博士生导师、正副教授、高级工程师以及一大批年富力强的建筑设计师。部分副高以上职称的设计师参与本科生的毕业设计教学,逐步积累了教学经验和指导技巧,成为五年级“导师制”的补充来源。其优势在于将“导师制”教学与设计院的实际生产任务相结合,指导学生解决实际工程技术问题。

(二)教学反馈

近几年,建筑学院鼓励优秀本科推免生参与五年级导师制教学,以保送本校推免生将来的研究生导师作为其五年级的导师。“导师制”不仅减少了优秀生源的流失,也从整体上提高了研究生新生的科研水平,使学生能提早了解、熟悉导师的研究方向、掌握研究方法。

依托教学、研究、实践相结合的教学模式,不少高年级本科生参与了本校设计院承担的上海世博会中国馆、广东馆、广州亚运会场馆等工程项目设计。另据统计,参与五年级导师制的学生每年均稳定在毕业班学生总人数的20%左右,而优秀毕业设计中参与导师制的学生所占比例则逐年提高,进一步说明了导师制有利于强化“教学、研究、实践”三结合的办学模式,有助于提高毕业设计成果质量及专业设计水平。

五、结语

高年级建筑设计教学实行四年级专题设计教学与五年级导师制教学的模式,有效整合了实践教学,并依托学研产平台与科研项目、设计实践的有机结合,在本科教育中实现了有效的资源共享,在提升教学质量、增强学生实践创新能力方面效果明显。当然,教学模式的优化需要长期的实践与不断的校正。在具体执行过程中也遇到了一些问题,需进一步探索完善。如目前参与导师制的学生比例仍有待提高,如何扩大导师制的吸引力有待研究;导师制的教学课题需同时满足生产实习和毕业设计成果要求,有必要建立良好的审核与评估标准等。参考文献:

[1] 肖毅强. 高年级设计教学应强调能力深化与整合知识相结合. 见建筑师业务实践与毕业设计教学[J].城市建筑,2011(3):8-9.

[2] 孙一民,周剑云. 以城市设计思想为主导之建筑观念的培养[J]. 华南高等工程教育研究,2003(2):43-45.

[3] 庄少庞,吴桂宁. 一种关注设计思维拓展与转换的城市设计教学框架探索[J]. 华中建筑,2013(3):178-181.

数字化城市设计范文第8篇

2城核心商务区城市设计进行又一轮的沟通调整。本月进行了又一轮的沟通调整,商务区城市设计仍处于方案深化阶段。设计单位将根据沟通结果对方案进行进一步的优化完善。

3完成《区域发展总体策划及概念性城市设计》初稿汇报。中旬进行了第一次初稿汇报会,设计单位于本月初提交了初稿。管委会相关部门参加了会议。汇报会在肯定初稿成果的基础上,从基础资料收集、市场调研、现状调研、布局等方面提出了相关意见。设计单位根据意见对初稿进行完善,下月提交第一阶段报告。

4完成快速路新区段初步设计。配合建设部门完成该段初步设计,为加快推动快速路段建设。确定线路走向及出入口等。

5完成《区35KV以上变电站选址及高压通道的规划》最终成果。下一步将联合供电部门召开专家评审会。设计单位依据修改意见完成最终成果。

6基本完成规划工程档案数字化入库。经过一年多时间的历史资料收集和录入,规划工程档案数字化系统软件于年完成。目前已基本完成电子入库,实现了全区规划建设工程档案资料的数字化。该项目完成历史工程资料入库一万多份,其中用地1600多份,方案2200多份,工程3300多份,验收2900多份。现在办文系统或者规管系统中都能根据项目名称或者红线查询该地块的各项资料。

7参与在香港成功举行的中国区服务业推介会”。分局详细介绍了区的区位、分区规划、三大功能片区规划以及此次推介地块的详细情况,香港成功举行的中国区服务业推介会”上。系统的展现了区的规划全貌。

8重点项目服务。经济开发区南庄新苑北区动迁房方案已通过审批;市新区置业有限公司商业地块工程证已经审批通过。做好大厦二期楼、地号地块住宅项目、住宅方案、城公租房二期、三期、花园二区二期的动迁房的重点项目服务工作。

9日常规划管理工作。

用地面积22万平方米;1核发项目选址意见书4份。

用地面积38.2万平方米;2核发规划用地许可证8份。

用地总面积112.8万平方米;3审查建筑设计方案27份。

建筑总面积18.9万平方米;4核发建设工程规划许可证20份。

数字化城市设计范文第9篇

【关键词】数字媒体 装置艺术 城市景观 设计空间

随着时代的进步,人们对装置艺术的要求也越来越高,数字媒体的运用使装置艺术更简洁、新颖,也使装置艺术更富有感官体验感。在资源紧缺的当今环境下,合理规划土地资源,对空间进行设计至关重要。在经济全球化的时代,传统的技术很难满足景观设计中的各种需要,而数字媒体艺术的出现让景观城市设计变得更丰富。这种新兴技术广泛应用在装置艺术及景观设计中,为城市景观设计开辟了新的路径。

一、数字媒体对装置艺术的影响

(一)互动装置艺术特点

装置艺术是对空间对象的安装,或对配置所涉及的对象和空间的呼应和组合,安装空间的范围可以从大到小。对于装置艺术,观众的审美感受与欣赏传统作品不同,装置艺术作品需要有观众的积极参与,这可能需要观众进入作品的空间与作品互动。进入空间后,观众需要从多角度观赏作品,可以调动所有的感官,如触觉、听觉、嗅觉感受作品,而不仅是视觉或光学感,所以这被称为互动装置艺术。

(二)数字媒体影响下的互动装置艺术

数字媒体互动装置艺术是以装置艺术为基础的新兴设计,这种艺术手法采用艺术化的方式对情感和物质文化的实体进行改造,是以数字化形式加工的空间艺术。综合人们对数字媒体艺术和装置艺术的了解,形成一种新的当代艺术表达形式。数字化给传统的艺术形式带来了巨大的转变和深远的影响,艺术创作的语言变得多样化,不仅仅依赖常规的创作材料,而且结合了现代计算机程序语言技术、影音设备以及各种高科技综合材料。因此,这种创作空间大于其他的艺术形式,它颠覆了传统艺术品单一的受众和表达形式,而以新的科技形式让观众参与作品中,并与其互动。随着新媒体艺术在装置作品中的融入,多样化的现代装置呈现在设计中,充分展示出主题思想和设计内涵,使设计更具独特性和地域特色。装置设计融入先进的现代技术,紧跟时代的步伐,从而更全面完善现代景观设计,给人们创造一个美好的生活环境。

二、数字媒体艺术在城市景观设计中的审美表现

艺术可以给人美的享受,同时也能陶冶人的心灵。数字媒体艺术以体验的模式让观众融入虚拟与真实的审美环境中。

数字媒体艺术是新兴的数字化的当代艺术形式,也是科技与艺术的综合体。在数码科技的影响下,当代艺术形式发生了巨大的变化,通过现代科技手段配合声光效果、动态效果营造的空间气氛,使人们有视觉和听觉的双重感受。这种审美感官体验的重新组合,给人们提供了一种前所未有的艺术审美方式。

任何一种艺术都有其独特的风格,传统艺术是单一的审美体验,而数字媒体装置艺术创造了一个与观众互动的科技平台,观众可以带着自己的主观意识进行互动,诠释装置作品,而不是一味的接受。因观众参与而改变作品的原创性的担心是没有必要的。数字媒体互动装置的开放性使得观众参与到作品补充、修改再创造中,以至于成为作品的一部分。数字媒体装置艺术颠覆了传统意义的观赏者与作品之间的关系,把权威性让给了观众,观众的审美情感与作品本身互动,在精神上形成自由的审美形态。

三、数字媒体装置艺术在建筑景观设计中的应用

在感叹数字媒体艺术向全球扩张的同时,可以看到当今数字媒体艺术广泛运用在多种领域,以新方式融入在建筑景观设计。数字媒体装置艺术在城市景观设计中广泛应用,是景观设计中不可缺少的节点,多用于住宅景观设计、城市广场和室外公共区域中。这种开放形式的装置艺术是城市区域的标志,很好的丰富了景观设计的功能和形式。未来城市景观设计引入数字媒体艺术将是必然趋势。

城市景观设计与人类的发展息息相关。在这个信息与科技的时代,数字媒体的出现使城市更有艺术氛围。科技、美学和城市设计理念是景观设计发展的基本要素,而数字媒体是科学原动力的核心力量。科学技术是景观设计发展的决定性力量。城市景观设计是以城市背景为参考、以人为本的设计,目的为了提高和改善人们的生活,只有在功能完善的基础上进行创新设计才能被人们接受。城市景观设计中加入数字媒体艺术互动审美体验,能让城市的发展上一个新的台阶。

结语

现代科技的迅速发展以及全球高端科技的运用和提升,不仅丰富了城市景观设计的形式,也为其发展带来便利。尤其是在引入数字媒体艺术这个新兴媒介后,为城市景观设计融入了综合性、互动性的新特点,从而成为现代城市景观设计中新的里程碑。只有在城市景观设计中有效的融入现代数字媒体艺术,才能使城市景观设计更加具有科学性。

参考文献:

[1]陈健.论环境设计中的装置艺术[J].同济大学学报,2012(12).

[2]刑宏建.新媒体艺术在装置艺术中的应用[J].中国对外贸易,2010(24).

[3]李四达.数字媒体艺术概论[M].北京:清华大学出版社,2006.

[4]刘滨谊.现代景观规划设计[M].南京:东南大学出版社,2005.

数字化城市设计范文第10篇

关键词:数字化时代 建筑学 城市 虚拟世界

当今社会,数字化概念已经不为人们所陌生,无论是在生活还是学习工作当中,由于电脑和互联网的广泛应用,数字化时代也在不断的影响着各行各业的发展。在建筑行业中,最早运用到数字化的就是建筑的设计工作,用各种软件进行建筑平面图和效果图的设计,利用网络传送,这都是数字化对建筑行业的最初影响。

一、数字化时代的概念

数字化的概念,就是指将所得的全部信息,用特定的方式全部转换为数字信号,并将这些数字信号输入电脑,利用电脑将信号进行技术上的处理后,再由网络向外传送。在广义上讲,数字化不单单是一种信息上的转化存储和传送,同时也是现在信息社会和知识经济的技术基础。

二、数字化时代对建筑学的影响

(一)数字化对建筑的影响

数字化对建筑师绘图上的影响,仅仅只是数字化时代建筑学发展的很小的部分。在数字化高速发展的今天,随着互联网的不断发展,建筑师更多的是利用互联网的优势获取、运用、处理和传播信息。同时,建筑软件的不断研发和更新,也给先进数字化时代的建筑师们更为自由和更具想象力的发展空间,特别是在建筑的空间和形体上,电脑设计和绘图软件的非线性三维曲面造型能力为建筑空间和形体的塑造提供了极大的自由。这种计算机模拟的三维空间模型在建筑上的运用,相应的也对人们传统上对建筑美学上的审美带来的冲击和新的发展空间。

(二)数字化对城市的影响

数字化时代所创造的高科技生存环境,虚拟的和现实的建筑和城市的共存可以进一步在更大程度上满足人们的精神需求,为人们提供更多的选择。这就对建筑和城市的环境塑造提出更细致的要求。专家们因此而断言,“城市将沿着不同的道路发展下去。未来的各种建筑形式和城市模式肯定能够反映各种交往模式之间的平衡与结合,而这种平衡与结合对特定的人来说,在特定的时间和地点,在新型的市场经济中面对其各自特定的环境时,都是最佳选择”。

三、数字化时代下建筑学的发展前景

(一)建筑学在数字化前景下的思考

建筑学,尽管是一门与哲学、历史、文化、技术和美学等相关的综合性学科,但是又相当务实。建筑学,归根结底是一门研究空间形体和建造的学科。城市设计和室内设计只是建筑设计教学一般规律中的特殊方面而已。虽然建筑学是一门非常具有社会性和实践性的专业,建筑专业人士,无论是设计者、管理者或决策者都必须了解社会,包括其政治、经济、文化等等方面,但他们终究不是政治家、经济学家和纯艺术家,社会期望他们将这种对社会问题的关注和了解最终落实到具体物质环境的营造。尽管在我们周围的媒体和有些人把建筑学的教学和研究抬高到足以拯救人类和地球的地位,作为学校教育者还是需要清醒地明白教学的核心仍然是建筑学不变的本体――空间、形体和建造。正如前文所说,在数字化时代,现实的建筑与城市若要充分满足未来的人类日益提高的需求,就必须有更加以人为本的设计和建造,具有虚拟的建筑与城市所无法替代的优势。在面对数字化时代正在发生和将要发生的变化时期,怎样重新使我们的建筑学教学聚焦到建筑的本身,进一步加深在建筑整体环境功能、建筑空间和形态、建筑美学等基本方面的研究和训练,培养能创造与未来虚拟世界等量齐观的现实建筑和城市的人才,正是我们今天所需要认真思考的问题。

(二)数字化时代下新一代建筑人才的形成

在强调了建筑本体在数字化时代的继续存在和进一步发展的必然性的同时,我们也应认识到在数字化时代,掌握了电脑和互联网的新一代建筑学生和年轻建筑师与他们的前辈的不同点。电脑使他们更快、更有效率地完成绘图工作,以往需要一组人所完成的工作量,现在甚至一个人就可以做完。于是就有了更多的设计和思考的时间。另外,他们善于运用电脑建立的三维模型在设计的早期阶段帮助空间和形体的推敲,增强了设计能力。再则,新一代的建筑师掌握了运用多种电脑软件的本领,能够将自己设计的建筑表现得淋漓尽致,不惧怕设计特别复杂或特别细腻繁琐的建筑和细部,因而扩展了他们的设计想象力。与此同时,训练他们学习和把握建筑的实际建成效果,特别是在尺度、材料和细部构造等等方面就显得尤为必要。互联网向所有的人展开了一片新的时空,尤其是年轻一代的建筑师。他们能够足不出户即可得到全世界的建筑资讯,并可以在网上自由地发表和交流建筑观念,学习和吸收一切有用的建筑知识。不难想象,以往的传统建筑教学已经难以满足新一代建筑学子的求知需求。电脑正在帮助新一代建筑师探索适应人类未来复杂审美心理的建筑空间和形态;数字和网络技术的发展也要求新一代建筑师研究和设计未来智能化的虚拟建筑和虚拟城市。

综上所述,在数字化时代下,建筑学存在自身新兴的发展形态,这种形态在建筑学、城市建设、建筑美学和建筑人才等方面都带来了发展和革新。因此,我们要充分的认识和利用数字化时代所给建筑学带来的机遇和优势,不断的发展和完善我国的建筑学,以满足人们对建筑上日益提高的需求。

参考文献:

[1]唐方:在信息时代认识建筑与城市[D].上海:同济大学建筑与城市规划学院,2001;

上一篇:医学档案管理范文 下一篇:线上教学管理范文

友情链接