試述數(shù)字城市在城市規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用

姜 北

廊坊市自然資源和規(guī)劃局 河北 廊坊 065000

引言:數(shù)字城市系統(tǒng)是人與地球的系統(tǒng),是城市以及地理環(huán)境之間的關(guān)系系統(tǒng),其包含了人與人的相互作用、地球與區(qū)域之間、人與地球之間的關(guān)系。該系統(tǒng)包括了公共組織、公司、群眾、政府以及地理區(qū)域等。它們是彼此之間保持獨立,并且密切相關(guān)的系統(tǒng),政府的信息控制、業(yè)務(wù)的流水工程以及公民的日常生活反映了城市中人與城市用地之間的關(guān)系。國際城市發(fā)展研究院認為,城市數(shù)字化本質(zhì)上是人與城市規(guī)劃之間的關(guān)系信息化,其中更好地體現(xiàn)了人的核心地位。由于城市的計算機化,市民更好地了解交通法律條例,以及掌握城市系統(tǒng)的法律變得迫在眉睫。城市的計算機化進程以實地研究和統(tǒng)計,研究和數(shù)字地圖的計算機化、公共行政和決策的計算機化包括數(shù)字政府、公司治理、決策和服務(wù)的計算機化為代表。數(shù)字商業(yè)和公民生活的計算機化,計算機化數(shù)字城市的生活,是上述數(shù)字城市計算機化的四個過程的集合。

一、“數(shù)字城市”理念在城市規(guī)劃中的出現(xiàn)

（一）“數(shù)字城市”的規(guī)劃概念

數(shù)字城市是利用空間信息打造一個涵蓋自然資源,社會信息系統(tǒng),基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、物業(yè)新模式發(fā)展等的平臺中心城市,并且以數(shù)字的形式發(fā)委托給各種公司進行處理,以及需要政府參閱下載有關(guān)信息服務(wù)。借助先進的信息技術(shù),數(shù)字城市可以實現(xiàn)對城市信息的綜合分析和高效利用,有效提升政府管控和服務(wù)水平,從而提高效率。我們可以支持系統(tǒng)建設(shè),商業(yè)運營,政府規(guī)劃和應(yīng)急設(shè)施的處理,從而節(jié)省城市資源,提高利用效率,促進城市可持續(xù)發(fā)展。數(shù)字城市是在地理信息平臺的基礎(chǔ)上建設(shè)和管理的,百分之八十的人類生活和人類有關(guān)的信息技術(shù)都與城市規(guī)劃建設(shè)密切相關(guān),可以說,地理信息平臺的基礎(chǔ)設(shè)施就是數(shù)字城市的建設(shè)。數(shù)字城市的各種高科技應(yīng)用需要在地理空間平臺上實現(xiàn),受地理空間平臺結(jié)構(gòu)的限制,城市之間的關(guān)系就像道路、橋梁和城市之間的物理關(guān)系。

（二）“數(shù)字城市”與城市規(guī)劃的關(guān)系

從戰(zhàn)略上講,數(shù)字城市是一個可以被遠程用戶訪問的三維虛擬城市,是一種結(jié)合城市基本地理信息存儲在計算機網(wǎng)絡(luò)上的新型虛擬城市空間以及有關(guān)城市的其他信息,這就是信息技術(shù)在城市規(guī)劃,基礎(chǔ)設(shè)施有效處理中的具體應(yīng)用,而這也是數(shù)字城市發(fā)展的主要目標,數(shù)字城市是人類對物質(zhì)城市的理解又向前邁進了一步。作為一座郁郁蔥蔥的城市,它詮釋了城市發(fā)展的目標,其本質(zhì)是對物質(zhì)城市及相關(guān)現(xiàn)象包括經(jīng)濟社會特征的數(shù)字化再現(xiàn)和理解。

在最廣泛的意義上,城市規(guī)劃建設(shè)的主要目標是促進社會可持續(xù)地、有效的長期發(fā)展。一般來說,城市規(guī)劃最主要關(guān)注的時候城市發(fā)展過程中的相關(guān)的范圍建設(shè)。因此,高新技術(shù)在城市規(guī)劃中影響最鮮明最深化的就是數(shù)字城市?，F(xiàn)代城市建設(shè)的主要功能是完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),創(chuàng)新空間結(jié)構(gòu),發(fā)展循環(huán)可持續(xù)商業(yè)模式、使人們生活穩(wěn)定、滿足人民的根本核心需要、保護城市中的生態(tài)結(jié)構(gòu)、對中心數(shù)據(jù)進行有效保留。通過寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)、城市地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)平臺整合城市信息資源,打造包括城市信息系統(tǒng)城市規(guī)劃在內(nèi)的各類專業(yè)信息系統(tǒng)項目,實現(xiàn)城市經(jīng)濟社會信息化。因此,數(shù)字城市規(guī)劃項目的深化和實施通常需要業(yè)務(wù)分析、生產(chǎn)和服務(wù)分析或數(shù)字城市化。

（三）運用“數(shù)學(xué)城市”建設(shè)城市規(guī)劃編制以解決核心問題

數(shù)據(jù)是塑造城市治理的核心,城市規(guī)劃地理信息數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建是該系統(tǒng)的主要問題,它面臨的問題主要來源于兩個方面:一方面是信息的內(nèi)容,另一方面是信息的質(zhì)量和成本。信息內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù),遙感或航拍照片以及各種規(guī)劃成果;信息的質(zhì)量主要包括信息的可靠性,及時性和完整性。隨著經(jīng)濟發(fā)展的加速,許多地區(qū)的城市規(guī)劃增加,地理數(shù)據(jù)的變化率也增加,導(dǎo)致數(shù)據(jù)創(chuàng)建和更新成本增加。目前,我國許多城市都投入了大量的財政和科學(xué)技術(shù)支持進行有關(guān)信息庫的建設(shè),但仍存在城市內(nèi)部位置信息嚴重滯后,環(huán)境堪憂的問題,在一定程度上反映了數(shù)字城市化中進行管理創(chuàng)新的要求,不忘城市發(fā)展的數(shù)字化需求。我們認為,開發(fā)和實施城市規(guī)劃通用標準系統(tǒng)是從根本上解決數(shù)據(jù)問題的最佳途徑。用于城市規(guī)劃的GIS系統(tǒng)是應(yīng)用CAD和GIS技術(shù),進行規(guī)劃和建設(shè),制作地形底圖、屬性鏈接、圖形顯示、基本SDE地理空間數(shù)據(jù)匯總以及其他內(nèi)置于規(guī)劃過程中的功能,它用于建造房屋和完成GIS數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建,其中的統(tǒng)計查詢功能可以避免土地平衡表和索引統(tǒng)計表的錯誤。規(guī)劃人員還可以使用強大的GIS空間數(shù)據(jù)管理和分析來進行更詳細地規(guī)劃研究。

二、數(shù)字城市的建立對城市規(guī)劃理念的影響

數(shù)字城市可以創(chuàng)造逼真的3D場景,真正重建計劃中的項目,用戶可以自定義游戲并在3D場景中與人互動,能夠輕松發(fā)現(xiàn)許多漏洞缺口,從而及時對其進行處理,避免了規(guī)劃前期的重大損失,顯著提高了項目評估的質(zhì)量。數(shù)字城市作為工程審批的決策依據(jù),提供城市規(guī)劃和管理的科學(xué)表征,通過檢查所創(chuàng)建的虛擬城市環(huán)境的特征,可以直接映射提交評估的建筑項目與周邊城市當前環(huán)境之間的空間關(guān)系,幫助驗證計劃,提高建設(shè)項目審批效率。

建筑物的高度通過對城市的數(shù)字模擬進行了改變,建筑物里面的材料發(fā)生了變化,改變綠色的顏色和密度。通過修改系統(tǒng)的大部分內(nèi)容,可以顯著提高程序開發(fā)的速度和質(zhì)量,這提高了程序開發(fā)和測試的效率,節(jié)省了大量資金。數(shù)字城市可以引導(dǎo)著城市的區(qū)域經(jīng)濟結(jié)構(gòu),可以使用數(shù)字城市建模平臺構(gòu)建城市網(wǎng)絡(luò)的森林和植被。商業(yè)區(qū)、高科技區(qū)、住宅區(qū)和大學(xué)區(qū)等區(qū)域?qū)崟r展示和管理,平面圖和城市結(jié)構(gòu)從不同角度展示,空間系統(tǒng)、自行車道和位置動態(tài)探索。此外,這些數(shù)據(jù)可以與建筑面積比例等指標動態(tài)鏈接,以提供數(shù)字形式的城市規(guī)劃數(shù)據(jù)和3D空間圖像。

數(shù)字城市還可以為城市規(guī)劃創(chuàng)建信息平臺,有效開發(fā)城市空間,為立體數(shù)字地圖的開發(fā)奠定基礎(chǔ),為城市發(fā)展提供有效的信息服務(wù)。城市規(guī)劃不僅僅是規(guī)劃者和決策者的事,公眾在城市規(guī)劃和建設(shè)中也扮演著很重要的角色。規(guī)劃信息的有效呈現(xiàn)需要更準確的決策和更公平的參與,正確的溝通是成功的城市數(shù)字城市的產(chǎn)品是設(shè)計的前提,是這種溝通的理想平臺的基礎(chǔ)。

三、數(shù)字城市技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

（一）更加豐富的信息獲取方式

城市規(guī)劃應(yīng)該接受各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù),包括數(shù)學(xué)城市的經(jīng)濟和社會數(shù)據(jù)。以前的圖紙、執(zhí)行結(jié)果和圖紙管理等復(fù)雜的數(shù)據(jù)和信息,數(shù)據(jù)和信息有不同的規(guī)模和類型,以及幾個級別和幾個相同的屬性。數(shù)字城市的發(fā)展從技術(shù)手段上改變了城市規(guī)劃的技術(shù)手段,此外,還可以對地區(qū)等多方面不同條件要素進行科學(xué)推理。與此同時,數(shù)字城市正在推行分布式數(shù)據(jù)鏈路和數(shù)據(jù)存儲技術(shù),自動更新和管理用戶的數(shù)據(jù),實時保持效率和數(shù)據(jù)。數(shù)字城市還提供更多類型的數(shù)據(jù),包含數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)和屬性表數(shù)據(jù)等多重數(shù)據(jù),以3D的形式收集城市的數(shù)據(jù)和圖形,為滿足各種城市規(guī)劃和管理需要而運行。

（二）智慧安防,智慧出行

近年來,安防行業(yè)不斷更新迭代,傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)已不能滿足人們的智能化需求。例如,利用人工智能和智慧網(wǎng)系統(tǒng)打造智能安防系統(tǒng)。智能安防可以通過利用新技術(shù)和智能軟硬件與社區(qū)、建筑物、公園、場地和環(huán)境進一步融合來取代傳統(tǒng)安防,根據(jù)安全考慮擴大人們的行業(yè)影響力,以適應(yīng)智能設(shè)計時間需求。眾所周知,交通是一個城市的規(guī)劃建設(shè)前期的中心處理內(nèi)容,當然也是智慧城市發(fā)展建設(shè)的核心部分。智慧出行是一種融合人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、空間知識、大數(shù)據(jù)、云計算等交通行業(yè)前沿技術(shù)合并融通,對城市交通、交通、人員流動進行管理的創(chuàng)新。在交通領(lǐng)域,數(shù)字城市能夠承擔整個交通建設(shè)管理過程的總體方向和控制,這使得交通系統(tǒng)可以在社區(qū)、城市甚至物聯(lián)網(wǎng)、意識、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)視、預(yù)警、預(yù)防和控制等大范圍內(nèi)良好運行,它在道路安全、提高交通效率和提高總體管理技能方面發(fā)揮了重要作用。

還有虛擬現(xiàn)實技術(shù),虛擬現(xiàn)實技術(shù)是使用計算機來創(chuàng)建一個逼真的、交互式地和動態(tài)的世界。在這個虛擬世界中,人們可以與虛擬機交互,創(chuàng)造視覺等各種感官主題,以及聲學(xué)、觸覺和夜覺,能夠同時發(fā)出指令,檢查計劃和決策等功能。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以應(yīng)用于城市中的模擬器,城市地鐵的可視化,城市化歷史發(fā)展的再現(xiàn),城市人車流動的動態(tài)模擬、城市生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)或改造的虛擬模擬實驗、城市災(zāi)害動態(tài)模擬等技術(shù)應(yīng)用。

仿真技術(shù)也是一個重要的應(yīng)用,計算機技術(shù)是在計算機的幫助下安裝的。查看和運行真實系統(tǒng)模型,獲取模型的行為特征,進行真實系統(tǒng)分析研究。城市規(guī)劃和設(shè)計使用虛假真實性技術(shù)讓設(shè)計師直觀可靠地體驗設(shè)計效果,與各種圖表進行比較,使用調(diào)查建模技術(shù)作為規(guī)劃和決策支持工具。

（三）更加先進的計劃和執(zhí)行技術(shù)

通過專家報告,我們評估了城市規(guī)劃的優(yōu)勢和劣勢。但是當用戶在錄音中看到“現(xiàn)實”時,這使人們能夠獲得更直觀和感性的知識。為架構(gòu)更改提供直觀而準確的信息,這是一個虛構(gòu)的規(guī)劃計劃,這可以通過為城市提供用于角色訓(xùn)練的城市模擬系統(tǒng)來實現(xiàn)。除了對城市空間進行建模之外,還可以可視化數(shù)字城市技術(shù)和相關(guān)的城市活動,特別是顯示技術(shù)的發(fā)展和改進使項目規(guī)劃的決策過程多樣化,科學(xué)計劃的結(jié)果是動態(tài)和可視化的。

（四）推進建筑用地合格評定

地理信息系統(tǒng)的規(guī)劃,以及城市規(guī)劃中的空間利用分析過程,都與數(shù)字城市的發(fā)展密切相關(guān),數(shù)字規(guī)劃技術(shù)結(jié)合數(shù)字地形模型的使用,可以將基本的用戶信息合理利用,運用到空間結(jié)構(gòu)的模型建設(shè)中,提高模型的規(guī)劃和信息分析的有效性,從而提高信息處理效率,以此有效預(yù)測防洪中的風(fēng)險危害?？臻g分析應(yīng)用程序中,包括了被不同洪水級別淹沒的地區(qū)的大部分信息,在此過程中能夠生成與洪水的空間位置信息相關(guān)的數(shù)字高新模型,可以為規(guī)劃位置的高度、坡度和高度提供具體的計劃,分析地形后,結(jié)合不同自然元素的數(shù)量。

結(jié)束語

除了預(yù)測城市土地利用范圍和檢驗最重要的數(shù)字規(guī)劃技術(shù)外,綜合城市規(guī)劃還必須預(yù)測城市空間發(fā)展的方向。傳統(tǒng)的整合和全球應(yīng)用是地理空間科學(xué)博士學(xué)位的方法,包括基于規(guī)劃原則得出經(jīng)驗結(jié)論。有廣泛的數(shù)字應(yīng)用通常是不太可能的,但一個城市的發(fā)展也很難預(yù)測,與城市相關(guān)的歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)和城市規(guī)劃中的教育水平是完美協(xié)調(diào)的,協(xié)調(diào)發(fā)展能夠促進數(shù)學(xué)城市在城市規(guī)劃中的應(yīng)用發(fā)展,加強對其的建設(shè)與管理,是當前社會發(fā)展的需要,可進一步推動社會經(jīng)濟發(fā)展。