三維時(shí)態(tài)技術(shù)在歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃中的應(yīng)用

李輝,李南江,韓曉暉

三維時(shí)態(tài)技術(shù)在歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃中的應(yīng)用

李輝1?,李南江2,韓曉暉2

為了評(píng)估和展示三維時(shí)態(tài)技術(shù)在歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃中的重要作用,通過(guò)三維時(shí)態(tài)城市規(guī)劃管理系統(tǒng),在輔助街區(qū)保護(hù)規(guī)劃、支撐全面的現(xiàn)狀與歷史數(shù)據(jù)、提供規(guī)劃編制依據(jù)和服務(wù)于規(guī)劃方案審批四個(gè)方面,提供的直觀、完整、準(zhǔn)確的功能和數(shù)據(jù)支持,展現(xiàn)了三維時(shí)態(tài)技術(shù)在天津市歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃中的實(shí)際應(yīng)用情況。可以看出,三維時(shí)態(tài)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息的集中管理、維護(hù)、展示以及信息的快速查看、統(tǒng)計(jì)匯總與數(shù)字化分析,為歷史文化街區(qū)的保護(hù)規(guī)劃與城市管理提供了一種新的高效的方式。

三維;時(shí)態(tài);信息;保護(hù)規(guī)劃;應(yīng)用

1　引 言

《天津市城市總體規(guī)劃(2005-2020年)》確定了中心城區(qū)14片歷史文化街區(qū),分別為估衣街、一宮花園、赤峰道、中心花園、勸業(yè)場(chǎng)、承德道、解放北路、五大道、鞍山道、老城廂、古文化街、解放南路、泰安道、海河。結(jié)合天津市總體規(guī)劃、中心城區(qū)總體城市設(shè)計(jì)等相關(guān)規(guī)劃,天津市規(guī)劃局提出編制天津歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃,并建立歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃管理系統(tǒng),對(duì)街區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化管理和分析,對(duì)歷史街區(qū)進(jìn)行科學(xué)、高效的規(guī)劃和保護(hù)。

歷史文化街區(qū)是保存文物特別豐富、歷史建筑集中成片、能夠較完整和真實(shí)地體現(xiàn)傳統(tǒng)格局和歷史風(fēng)貌的區(qū)域,是在一定規(guī)模區(qū)域內(nèi)保有歷史的記憶,保存區(qū)域內(nèi)歷史的連續(xù)性,具有時(shí)間延續(xù)性和文化多樣性的活態(tài)的文化遺產(chǎn)。所以歷史文化街區(qū)的保護(hù)不僅要在空間范圍內(nèi)保護(hù)歷史建筑的軀殼以及周邊的道路、街巷小橋等,還要在時(shí)間范圍內(nèi)保護(hù)其特有的社區(qū)文化等非物質(zhì)形態(tài)的內(nèi)容。歷史文化街區(qū)的發(fā)展與利用應(yīng)以保護(hù)為根本目的,遵循合理性、前瞻性原則,促進(jìn)與周邊區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展,提升歷史文化街區(qū)在城市中的地位和作用,為歷史建筑找到適合的新的使用方式,以為社會(huì)提供公共服務(wù)為出發(fā)點(diǎn),引導(dǎo)區(qū)域合理更新。

基于“立足現(xiàn)狀、傳承歷史、引領(lǐng)未來(lái)”的城市規(guī)劃原則,本文主要總結(jié)我國(guó)歷史街區(qū)保護(hù)發(fā)展歷程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),提出以城市歷史數(shù)據(jù)庫(kù)組織、顯示、應(yīng)用和管理等關(guān)鍵技術(shù)為基礎(chǔ)的三維時(shí)態(tài)城市規(guī)劃管理系統(tǒng),為規(guī)劃人員把握城市歷史文化街區(qū)城市空間格局、了解街區(qū)發(fā)展歷史、提高規(guī)劃管理水平,提供技術(shù)支撐。

2　在城市歷史保護(hù)規(guī)劃中的應(yīng)用

歷史文化街區(qū)具有時(shí)態(tài)延續(xù)性,其范圍、風(fēng)貌等要素隨著時(shí)間不斷的變化,但傳統(tǒng)的規(guī)劃管理方式側(cè)重于空間數(shù)據(jù)與相關(guān)屬性的表達(dá)和分析,在時(shí)態(tài)性方面比較欠缺,這就不能完整地表現(xiàn)歷史文化街區(qū)的發(fā)展過(guò)程。三維時(shí)態(tài)城市規(guī)劃管理系統(tǒng)彌補(bǔ)了此方面的欠缺,并歷史街區(qū)維護(hù)和管理工作提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)和技術(shù)支撐。

2．1輔助天津市歷史街區(qū)保護(hù)規(guī)劃

保護(hù)規(guī)劃應(yīng)在充分調(diào)研現(xiàn)狀情況的基礎(chǔ)上,進(jìn)行現(xiàn)狀價(jià)值分析及評(píng)價(jià)。三維時(shí)態(tài)城市規(guī)劃管理系統(tǒng)運(yùn)用先進(jìn)的海量數(shù)據(jù)庫(kù)組織技術(shù)、調(diào)度與渲染技術(shù),對(duì)歷史文化街區(qū)的歷史演變、街區(qū)特征、城市功能、生活服務(wù)設(shè)施、綠化環(huán)境、道路交通及市政基礎(chǔ)設(shè)施等現(xiàn)狀進(jìn)行再現(xiàn)與分析。圖1為某歷史文化街區(qū)中的保護(hù)單位及其周邊環(huán)境的展示。

圖1　輔助保護(hù)規(guī)劃

2．2 全面的現(xiàn)狀、歷史數(shù)據(jù)支撐

傳統(tǒng)規(guī)劃管理方法只能管理和描述街區(qū)某個(gè)時(shí)間段瞬時(shí)的空間和屬性狀態(tài),不具有處理街區(qū)的時(shí)間動(dòng)態(tài)性的能力。三維時(shí)態(tài)技術(shù)集成了歷史保護(hù)區(qū)全面的二維、三維屬性信息以及貫穿城市發(fā)展的時(shí)態(tài)地理數(shù)據(jù)、屬性、空間和時(shí)間語(yǔ)義,在虛擬技術(shù)幫助下重建歷史狀態(tài),跟蹤時(shí)空信息的變化,預(yù)測(cè)街區(qū)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。圖2為對(duì)某歷史文化街區(qū)在過(guò)去、現(xiàn)狀、未來(lái)不同時(shí)態(tài)下的展示,表達(dá)了該地區(qū)的發(fā)展變化過(guò)程和規(guī)律,提供了對(duì)該地區(qū)歷史分析和趨勢(shì)分析的基礎(chǔ)。

圖2　歷史、現(xiàn)狀、未來(lái)場(chǎng)景

2．3為規(guī)劃編制提供依據(jù)

三維時(shí)態(tài)技術(shù)可以提供精確的房屋、用地、規(guī)劃信息查詢功能,并能對(duì)選擇范圍內(nèi)的建筑進(jìn)行規(guī)模統(tǒng)計(jì),通過(guò)這些應(yīng)用功能,為規(guī)劃部門的工作提供完整的涵蓋時(shí)間特性的全方位數(shù)據(jù)。圖3為某歷史文化街區(qū)建筑統(tǒng)計(jì)情況。

圖3　信息查詢統(tǒng)計(jì)

三維時(shí)態(tài)技術(shù)還可以通過(guò)模擬真實(shí)的日照陰影輪廓,反應(yīng)周邊環(huán)境對(duì)歷史文化街區(qū)的影響,為規(guī)劃部門對(duì)街區(qū)周邊規(guī)劃方案的合理性與協(xié)調(diào)性的判斷提供支持。如圖4所示:

2．4服務(wù)于規(guī)劃方案審批

三維規(guī)劃審批技術(shù)也是當(dāng)前眾多城市提倡的一種科學(xué)、高效的規(guī)劃審批手段,三維時(shí)態(tài)技術(shù)提供多屏比選功能,一方面,將歷史街區(qū)現(xiàn)狀三維實(shí)景模型與保護(hù)規(guī)劃整修方案三維模型進(jìn)行切換、分析,或者對(duì)不同的整修方案三維模型進(jìn)行對(duì)比分析,在考慮現(xiàn)狀、可操作性以及尊重歷史的前提下,為決策者制定最優(yōu)的保護(hù)方案提供輔助工具。另一方面,城市處在不斷發(fā)展過(guò)程之中,新的規(guī)劃不可避免會(huì)影響到歷史文化街區(qū),將規(guī)劃方案放置于三維場(chǎng)景中,可以直觀地觀察和分析其對(duì)歷史街區(qū)的影響,避免決策失誤給歷史街區(qū)造成破壞。如圖5所示,系統(tǒng)采用三屏技術(shù)進(jìn)行多套橋梁設(shè)計(jì)方案的比選,為橋梁設(shè)計(jì)方案的論證提供有力的技術(shù)支撐。

圖4　陰影分析

圖5　橋梁設(shè)計(jì)方案對(duì)歷史街區(qū)的影響

3　結(jié)論與展望

對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用評(píng)估結(jié)果表明,三維時(shí)態(tài)城市規(guī)劃管理系統(tǒng)將歷史文化街區(qū)歷史數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀調(diào)查資料、規(guī)劃成果等信息進(jìn)行集中統(tǒng)一整理,并利用數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù),將二維、三維數(shù)據(jù)的定義延伸到四維,實(shí)現(xiàn)歷史文化街區(qū)信息的集中管理、維護(hù)和展示,實(shí)現(xiàn)街區(qū)信息的快速查看、統(tǒng)計(jì)匯總與數(shù)字化分析,避免傳統(tǒng)管理方式的數(shù)據(jù)分散、紙圖分析、效率不高的弊端。

三維時(shí)態(tài)城市規(guī)劃管理系統(tǒng)能存儲(chǔ)整個(gè)城市的歷史模型數(shù)據(jù)、空間信息數(shù)據(jù),不用翻閱大量歷史文件就能夠了解城市各個(gè)角度和各個(gè)時(shí)間的城市面貌、空間信息、屬性信息,在真三維的視覺(jué)效果中進(jìn)行設(shè)計(jì)方案查看和比對(duì),大大減輕城市規(guī)劃管理人員的工作強(qiáng)度,提高辦公智能化和科學(xué)決策水平,可供國(guó)內(nèi)大中城市的各個(gè)城市職能管理部門和單位,建立和完善城市管理系統(tǒng)使用。

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(1．天津市勘察院,天津 300191; 2．星際空間(天津)科技發(fā)展有限公司,天津 300222)

Application of Three Dimensional Temporal Technology in Conservation Planning of Historical and Cultural Blocks

Li Hui1,Li Nanjiang2,Han Xiaohui2

(1．Tianjin survey institute,Tianjin 300191,China; 2．StarGIS(Tianjin)Technology Delelopment Co．,Ltd．Tianjin 300222,China)

To assess and show three-dimensional temporal technology plays an important part in historical and cultural blocks conservation plan,through 3d tense urban planning management system,the secondary block protection planning,support the status quo of comprehensive and historical data,and provides the basis of the planning and service in four aspects for examination and approval of planning scheme,provide intuitive,complete and accurate function and data support and show the three-dimensional temporal technology in the application of historical and cultural blocks conservation plan of tianjin．You can see that the three dimensional temporal technology can achieve the centralized management, maintenance,display of information,as well as the information quickly see,statistical summary and analysis of digital protection plan for the historical and cultural blocks and city management provides a new and efficient way．

three-dimensional;tense;information;preservation planning;application

1672-8262(2016)01-62-03

P208．2

B

?2015—11—23

李輝(1982—),女,工程師,主要從事測(cè)繪、地理信息生產(chǎn)研發(fā)工作。

中國(guó)博士后科學(xué)基金(2014M551135)