城市设计实施管控的自动审查方法与流程

本发明涉及一种城市设计实施管控的自动审查方法。

背景技术：

在我国快速城市化进程中，城市建设虽取得巨大的成就，由于缺乏对城市空间环境的系统引导，城市文化迷失，千城一面、风貌特色不显、环境品质不高等问题逐渐显露，规划业内也掀起关于三维信息化建设的热潮。

随着数字城市、智慧城市概念的提出和gis、虚拟现实等信息技术的快速发展，构建三维数字城市相关技术日趋成熟的背景下，对建立三维数字城市的需求日渐增加，在国内外信息化建设的过程中，也陆续尝试使用一些三维信息技术手段辅助城市管理应用。如武汉市国土资源和规划局在全市范围内使用城市三维建模以及在主城区范围内使用城市三维的精模数据，解决了城市三维精模数据与规划业务结合的问题；北京积极开展三维仿真技术研究，将三维地理信息系统技术和虚拟现实技术应用到城市规划领域，提高规划编制的科学性，为科学决策提供技术支持，从2001年起北京市规划局及北京市规划设计研究院利用multigen软件对cbd地区小范围局部景观仿真研究。国外特别是西方欧美国家，在三维信息平台构建方面处于领先，早在20世纪80年代就已初步提出建设三维城市规划信息平台的理念并展开相关研究，随后，逐步被应用到城市规划实践中。三维信息平台具有丰富的场景浏览、三维导航等模块，通过在三维场景中展现及对比方案，可以为公众的意见发表提供易于理解、直观化的辅助手段。

由此可见，国内外利用三维信息化技术手段进行辅助规划建设，主要集中在建筑方案审查环节，利用三维浏览与展示功能，可把建筑方案模型植入虚拟城市环境中，模拟展现项目建成后的效果，然后通过多屏多方案对比，依据经验和感受比较选择较优方案。其实在规划成果编制阶段，已形成了大量的不同层次不同深度城市设计项目成果，也在公众参与中发挥了不可或缺的作用，但由于在城市设计编制中，各层次、各地区城市设计之间衔接欠佳，内容、深度等统一性不足，导致城市设计的编制和实施相互脱节，编制的优秀项目成果未能发挥应有的作用，无法真正用于指导城市开发建设。

技术实现要素：

针对以上技术问题，本发明提供一种城市设计实施管控的自动审查方法，该方法对城市设计能够建立从编制管理到实施管理的有效衔接，充分发挥设计成果的作用，有效指导城市开发建设，实现管控意图的落实。

为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案实现:

城市设计实施管控的自动审查方法，具体步骤包括：

(1)梳理不同层次的管控要素：

将城市设计编制从上层到下层依次分为总体、片区、地段和地块多个层次，从上层到下层的管控对象逐层深化管理意图有序传递；梳理城市设计总体和片区成果中重要的城市特色要素，通过矢量化提取、规范化入库并录入管控要求，分别形成总体特色系统图和片区特色系统图；在地段和地块层次，把用于指导具体建设工程设计与实施的内容规范化提取建库，形成地段数字图则和地块数字图则。

(2)构建数字化城市设计管控要素数据库：

将总体特色系统图和片区特色系统图中的各类净空管空要求，进行虚空间三维模型实例化，驱动生成净空控制盒子；将地段数字图则和地块数字图则的管控要素中的低多层建筑后退、高层建筑后退、低多层建筑限高、高层建筑限低和高层建筑限高的内容进行三维模型实例化，驱动生成退让管控盒子和高度管控盒子，对于不能三维实例化表达的要素使用二维图形表达形成二维管控要素，共同构成城市设计管控要素的二维和三维一体化数据库；

(3)建设工程设计方案的自动审查：

将建设工程设计方案三维模型植入城市设计管控要素中，通过三维叠加分析和模型碰撞分析，自动计算设计方案模型与城市设计管控要素数据库中的净空控制盒子、退让管控盒子、高度管控盒子和二维管控要素的空间关系，判断建设工程设计方案是否与城市设计管控要素冲突，发现冲突生成问题列表，记录问题类别、内容和问题模型位置，方便问题定位和方案优化修改，实现城市设计对城市空间形态的原则性自动管控，保证建设工程设计方案满足城市设计要求。

进一步地，所述步骤(2)中的净空控制盒子包括：景观视廊盒子、城市轴线盒子、通风廊道盒子、公共开场空间盒子、微波通道盒子、高压走廊盒子和机场净空盒子，机场净空盒子用于管控机场周边建设的建构筑物不能超过盒子的高度，除机场净空盒子外的其他净空控制盒子用于管控盒子空间范围内禁止建设任何建构筑物。

进一步地，所述步骤(2)中的高度管控盒子包括三层：第一层是低多层建筑限高控制盒子，用于管控底多层建筑的高度不能超过盒子的限高；第二层是高层建筑限低控制盒子，用于管控高层建筑的高度必须高于该盒子的高度；第三层高层建筑限高控制盒子，用于管控高层建筑的最大高度不能超过该盒子的控制高度。

进一步地，所述步骤(2)中的退让管控盒子包括低多层建筑后退盒子和高层建筑后退盒子，管控建构筑物必须在指定的范围内建设。

进一步地，所述步骤(2)中二维管控要素包括禁制开口线、街墙控制线、地下空间范围、连接通道范围、绿地水体范围和广场硬地范围。

进一步地，所述步骤(3)中，判断建设工程设计方案是否与城市设计管控要素冲突的具体内容包括：一方面自动计算建设工程设计方案中各设施的高度和后退距离，判断方案模型是否满足高度管控盒子和退让管控盒子限定的要求；另一方面自动分析建设工程设计方案模型是否与净空控制盒子冲突，判断建设工程设计方案中的设施是否遮挡了城市景观视线、城市轴线和微波通道、是否符合城市通风系统和机场净空要求、是否侵占了公共开场空间、是否满足高压走廊的安全距离的净空控制要求；还包括判断建设工程设计方案与二维管控要素的冲突，具体为：判断出入口是否开在了禁止开口范围、计算沿街建筑贴线率、对位率是否满足街墙控制要求，以及地下空间和连接通道是否开在管控的范围内。

本发明的方法具有以下有益效果：

(1)把空间形态管控要素进行三维可视化建模，将管控要素从宏观到微观逐层细化有序传递，作为规划实施的管控依据，自动检测建筑方案是否符合城市设计，快速找出方案中的问题并且进行预警。

(2)创新了城市设计管理技术方法，丰富了我国新时期城市设计管理的理论体系，为主部门完善相关法规规范进行了先期的城市设计管理实践探索。

(3)该自动审查方法实现了城市设计从宏观到微观，从编制管理、用地管理到建筑方案审批全程自动化管控，为城市设计管控意图的落实提供了有效的技术保障。

附图说明

图1是本发明实施例中城市设计实施管控的自动审查流程图；

图2是本发明总体特色系统图示例；

图3是本发明视线廊道等重要管控特色要素示例；

图4是本发明机场净空盒子示例；

图5是本发明管控要素库示例；

图6是本发明待建项目区域现状效果示例；

图7是本发明建筑方案植入效果示例；

图8是本发明建筑方案与管控盒子叠加效果示例；

图9是本发明自动审查管控预警示例。

具体实施方式

下面将结合附图与具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细说明：

图1所示为本发明城市设计实施管控的自动审查流程图。主要包括：构建城市设计数字化要素体系、构建城市设计管控要素库和城市建设工程设计方案的自动审查。通过构建城市设计数字化管控要素体系，将管控对象转译成点、线、面和体可识别管理的信息化语言，从而把城市设计编制成果规范化导入城市设计管控要素数据库，作为建设工程方案设计和审查的依据，当开展三维建设工程设计方案审查时，通过信息化系统的三维模型碰撞计算分析，自动审查设计方案是否满足城市设计管控要求，发现问题能自动预警提示。具体步骤如下：

首先，构建城市设计数字化要素体系。根据城市设计编制成果从宏观到微观分成总体、片区、地段和地块四个层次，各层次成果内容的管控对象要素梳理并将其转译成点、线、面、体这种信息化可识别管理的对象，把总体、片区这些宏观层面的重要城市特色要素，通过矢量化提取、入库并录入管控要求，形成特色系统图；把地段、地块微观层面将管控要素和意图深化细化成地块数字图则。各层次城市设计管控要素逐级细化，管控意图有序传递。

其次，构建城市设计管控要素库。将城市设计数字化要素体系库中的指导具体项目设计与实施的要素内容，根据城市空间形态管控要求，进行三维模型实例化，驱动生成城市设计二三维管控模型，作为规划条件出具和建筑方案设计、审查的重依据。本实施例为了城市空间自动化管理需要，把城市净空廊道虚空间进行实例化三维建模，形成管控盒子，作为城市空间管控的依据，净空廊道虚空间是指规划中确定的未来必须保持无障碍物的空间区域，是城市的禁制建设的空白空间，包括城市轴线、视线廊道、通风廊道、微波通道、高压走廊、公共开场空间等很多种类；根据低多层建筑后退、高层建筑后退、建筑限低和建筑限高等控制要求，驱动生成高度、退让管控盒子库，用于城市空间形态塑造。对于不能三维实例化的要素使用二维图形表达，共同构成城市设计管控要素库，作为建设工程设计和审查的依据。

最后，城市建设工程设计方案的自动审查。构建城市设计管控信息化平台，该平台将三维建设工程设计方案模型植入城市设计管控要素库中，通过模型碰撞计算，自动审查建筑方案是否满足城市设计管控要求，如：自动计算建筑方案中各设施的高度和后退，然后判断这些数据是否满足高度、退让管控盒子限定的要求，以及根据特色系统图的管控盒子自动审查设施是否遮挡了城市视廊的通透性、是否满足高压走廊的安全距离要求等问题，针对有问题的地方进行自动预警提示，并形成问题列表，方便问题定位，实现城市设计对城市空间形态的原则性自动管控，保证建设工程设计方案满足城市设计要求。

图2总体特色系统图示例和图3视线廊道等重要管控特色要素示例，在宏观层面的城市设计核心成果主要由这两大类要素组成，用于展示城市的宏观特色并指导下层次城市设计的细化编制。图3中的长方体盒子代表视线廊道，图4扇形体代表机场净空管控盒子。

图5管控要素库示例是在中观和微观层面想成的，用于直接指导管控具体项目实施的核心要素库，共分三层要素表达，其中最低的一层是裙楼退让管控盒子，方案植入后裙楼模型不与之碰撞，则表示方案符合城市设计的退线要求；中间一层是限低盒子，最高一层是限高盒子，当建筑方案中建筑顶部低于限低盒子、高于限高盒子或者不在盒子的垂直范围内，都是不符合城市设计管控意图的方案，在系统自动审查时都会给出问题预警。

在建筑方案审查中，首先查看待建项目及周边区域现状情况，如图6待建项目区域现状效果示例，并把建设项目方案植入管控平台看效果，如图7建筑方案植入系统，查看周边空间环境的效果示例，并使用管控要素与建筑方案叠加，如图8方案与盒子叠加效果示例，最后基于平台通过模型碰撞计算，自动审查建筑方案是否满足城市设计管控要求，自动发现方案模型是否符合城市设计管控要求，并生成问题列表。

如图9自动审查管控预警示例。通过对建筑设计方案自动审查管控预警，问题有纤细描述，可辅助快速定位到有问题的模型，体现城市设计对城市空间形态的原则性管控，确保建筑方案符城市设计意图。