論數(shù)字城市規(guī)劃

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在數(shù)字城市得以廣泛開展的今天，如何使城市規(guī)劃信息系統(tǒng)的發(fā)展體現(xiàn)數(shù)字城市的技術發(fā)展要求，我們必須首先從數(shù)字城市與城市規(guī)劃的概念上加以討論。

　　1、數(shù)字城市與數(shù)字城市規(guī)劃數(shù)字城市（Digital City），也稱信息港（Information Port）或數(shù)碼港（Digital Port）。

　　從狹義上講，它是指三維虛擬城市，是城市基礎地理信息和其他城市信息結合并存儲在計算機網絡上的能供遠程用戶訪問的一個新的虛擬城市空間。從廣義上講，它是指綜合運用信息技術規(guī)劃、建設和管理城市，是城市數(shù)字化發(fā)展的終級目標。

　　“數(shù)字城市”是人類對物質城市認識的又一次飛躍，它與生態(tài)城市一樣，是對城市發(fā)展方向的發(fā)展目標的一種描述。其本質是對物質城市及其相關現(xiàn)象（包括經濟社會特征）統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)和認識。

　　城市規(guī)劃從廣義上講，其根本目的是促進社會發(fā)展。就整體而言，城市規(guī)劃主要處理城市發(fā)展過程中的空間關系。因此信息技術對城市規(guī)劃的沖擊最突出最直接的是數(shù)字城市的建設現(xiàn)代城市的基本功能是整全設施、優(yōu)化配置、發(fā)展經濟、穩(wěn)定社會、服務于廣大人民、滿足人民需求、保護生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。所以，數(shù)字廣州的主要內容：通過寬帶多媒體網絡，城市地理信息系統(tǒng)等基礎平臺、整合全市信息資源，建設包括城市規(guī)劃信息系統(tǒng)在內的各專業(yè)信息系統(tǒng)工程、實現(xiàn)全市經濟與社會的信息化，政務與商務的電子化，生產與服務的智能化。因此，必須深入、全面開展城市規(guī)劃的數(shù)字化工程，即數(shù)字城市規(guī)劃的工作。

　　2、數(shù)字城市規(guī)劃的主要內容城市規(guī)劃的數(shù)字化工程，即數(shù)字城市規(guī)劃也可理解為城市規(guī)劃信息系統(tǒng)的建設，我國起步較晚，但發(fā)展較快。

　　對城市規(guī)劃信息系統(tǒng)（UPIS）定義為：利用計算機技術對城市規(guī)劃信息進行獲取、處理、存貯、管理、分析及輔助決策支持的系統(tǒng)。 其中城市規(guī)劃信息可分為：支持城市規(guī)劃的信息（如：基礎地形、地質、社會經濟統(tǒng)計信息等）和規(guī)劃產生的信息（如：規(guī)劃法規(guī)、規(guī)章、規(guī)范、圖則等）兩大類。

　　那么數(shù)字城市規(guī)劃的主要內容是什么？我們認為，數(shù)字城市規(guī)劃應包括：規(guī)劃設計CAD、規(guī)劃立法的數(shù)字化、規(guī)劃管理的辦公自動化與信息系統(tǒng)建設。

　　3、城市規(guī)劃CAD與電子報批建筑設計與結構計算行業(yè)是我國計算機應用最廣、水平最高的行業(yè)之一，并且?guī)恿顺鞘薪ㄔO領域的信息技術應用的蓬勃發(fā)展。

　　海量的建設工程圖形的管理與應用，正是建設管理信息系統(tǒng)有別于其它信息系統(tǒng)最本質的區(qū)別之一。然而經過十余年的信息化發(fā)展，建設工程圖形數(shù)據(jù)卻成為建設管理辦公自動化中相對薄弱的環(huán)節(jié)，究其原因，關鍵在于城建行業(yè)的CAD系統(tǒng)還是獨立工作的單功能CAD系統(tǒng)，還未實現(xiàn)輔助設計──評估──審批──實施管理的完整解決方案。80年代興起的以工程數(shù)據(jù)庫為核心的開放式集成化CAD系統(tǒng)、90年代興起的開放的分布式集成化CAD系統(tǒng)及產品數(shù)據(jù)管理（PDM）系統(tǒng)為實現(xiàn)建設工程圖形的電子報批提供了可能，即在CAD的基礎上實現(xiàn)圖形的電子報批。

　　3.1 電子報批的技術難點要實現(xiàn)城市規(guī)劃的輔助設計──評估──審批──實施管理的完整解決方案，其關鍵在于圖形的電子報批，在技術上存在以下幾個關鍵問題：——CAD技術應用的不成熟，當前以城信所的CARDS為代表的城市規(guī)劃CAD系統(tǒng)還停留在早期獨立工作的單功能系統(tǒng)，城市規(guī)劃模型缺乏，無法進行方案優(yōu)化，其主要原因是城市規(guī)劃CAD領域缺乏對參數(shù)化造型或特征造型的研究開發(fā)與應用。

　　——對CAD數(shù)據(jù)如何轉入GIS系統(tǒng)的技術問題研究不夠，缺乏相關數(shù)據(jù)標準和模型，造成規(guī)劃信息系統(tǒng)的GIS建庫工作遠遠滯后，大部分的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)停留在系統(tǒng)框架與功能的建設而忽視了基礎數(shù)據(jù)，尤其是規(guī)劃產生的數(shù)據(jù)的建設。

　　——缺少對“元數(shù)據(jù)”的考慮，不能滿足Internet上公共信息服務對海量的城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫進行快速的空間定位檢索、查詢的要求，更不能進行數(shù)據(jù)挖掘和智能查詢。

　　——管理部門內部各系統(tǒng)信息集成化程度低，造成了部門間的“信息孤島”，使CAD-GIS-MIS的集成不能實現(xiàn)，從而無法提供綜合性的空間分析、方案優(yōu)化、輔助決策等高層次的功能。

　　3.2 電子報批的技術方案以“城市規(guī)劃方案”為生產產品，利用產品數(shù)據(jù)管理（PDM）技術，管理城市規(guī)劃方案的所有信息與相關的過程：

　?。?）利用GIS技術為規(guī)劃方案的產生提供基礎資料與設計條件；

　?。?）以參數(shù)化造型或特征造型方法解決城市規(guī)劃方案的建模問題，實現(xiàn)輔助設計方案評估與優(yōu)化等功能；

　?。?）以建立制圖、制表規(guī)范，城市規(guī)劃成果細則，城市規(guī)劃信息分類與編碼等標準解決系統(tǒng)集成中的數(shù)據(jù)交換問題；

　?。?）利用元數(shù)據(jù)（Metadata）、數(shù)據(jù)倉庫（Data Warehouse）、GIS及MIS技術的集成解決數(shù)據(jù)監(jiān)理、輔助審批、建庫與支持辦公自動化的問題。 因此，城市規(guī)劃電子報批的實質是實現(xiàn)城市規(guī)劃方案生命周期的全過程程序管理。

　　3.3 電子報批的實施電子報批是城市規(guī)劃管理實現(xiàn)自動化辦公的必然要求，也是無紙辦公的基礎工作。目前建設單位的城市規(guī)劃的成果編制絕大多數(shù)設計單位是利用計算機進行輔助設計，其規(guī)劃設計成果也都是由計算機直接輸出，很少再由人工進行加工繪制。而城市規(guī)劃行政主管部門在審批規(guī)劃時，傳統(tǒng)做法是將報送的規(guī)劃成果，特別是城市規(guī)劃的技術經濟指標通過人工統(tǒng)計再一次進行量化計算，工作量很大，精度也不高。電子報批是解決這一繁鎖工作和保證精度的很好辦法，同時對城市規(guī)劃信息系統(tǒng)實現(xiàn)自動儲存、歸檔和信息動態(tài)更新的重要途徑。 電子報批工作的實現(xiàn)，主要是靠城市規(guī)劃信息數(shù)據(jù)的標準化和規(guī)范化，首先由規(guī)劃部門對各類城市規(guī)劃審批內容進行標準化格式，并對格式中的數(shù)據(jù)進行規(guī)范，盡量做到最大程度上保證城市規(guī)劃信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和系統(tǒng)兼容，使各個層次、類型的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源做到充分利用當然在電子報批工作初時必須向有資格的城市規(guī)劃編制單位進行培訓，提供必要的技術指導和標準化、規(guī)范化推廣工作。修建性詳細規(guī)劃磁盤報批在廣州市規(guī)劃局已得到全面推廣應用，應用的設計單位有40余家。

　　城市規(guī)劃辦公自動化不但要提交工作效率和工作質量，更重要的是要做到信息資源共享和調整政府職能，減少辦公程序。關于電子報批工作，廣州市下一步還將推廣建筑工程管理之中，逐步地改革，實現(xiàn)規(guī)劃與報建一條龍，一個窗口服務與審批。

　　4、城市規(guī)劃仿真工程計算機仿真與虛擬現(xiàn)實技術為多種真實世界的規(guī)劃項目創(chuàng)建了虛擬環(huán)境，仿真數(shù)據(jù)庫在多方面極大地幫助了城市的改建、更新和開發(fā)過程。

　　所謂虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality），就是采用計算機技術生成一個逼真的視覺、聽覺、觸覺及味覺等感觀世界，虛擬現(xiàn)實的特點是：人們可以實時參與，實時交互。實際上虛擬現(xiàn)實也是一種用戶界面工具。用戶不僅可以觀察數(shù)據(jù)，而且可以與數(shù)據(jù)交互，虛擬現(xiàn)實是一種多技術、多學科相互滲透和集成的技術，研究難度雖然很大，但目前已有基于微機的實用系統(tǒng)，如：廣州城市信息研究所有限公司的數(shù)字景觀工作室已在當今世界最領先的三維建模軟件Multigen Creator 和三維實時驅動仿真軟件Vega的基礎上，開發(fā)出了城市現(xiàn)狀仿真與虛擬仿真的軟件，并在廣州市中山路的改造、天津開發(fā)區(qū)的建設、貴陽市中心區(qū)的管理中得到應用，深受政府官員、規(guī)劃師、開發(fā)商與市民的廣泛歡迎。 虛擬城市四維空間是很重要的城市規(guī)劃內容，它將代替實體模型所達不到的仿真空間效果。對政府管理人員，將城市仿真作為公眾參與、展現(xiàn)城市未來的手段，其效率是顯然的，身臨其境的參與能力使得它是城市規(guī)劃的一種創(chuàng)新手段。

　　5、結 語

　　隨著計算機海量存儲技術、網絡技術、CAD技術與3S（GIS， GPS， RS）技術的迅速發(fā)展，大大地促進了數(shù)字城市規(guī)劃的發(fā)展。先進的壓縮技術也將使在網絡上移動海量數(shù)字圖象數(shù)據(jù)成為可能。高速的遠程通訊網絡將允許我們從遠程空間數(shù)據(jù)交換中心調用非常大的數(shù)據(jù)文件進行地理分析和圖象顯示?？梢哉f在未來的幾年里，城市規(guī)劃方案遠程專家評審；多媒體網上發(fā)布；城市規(guī)劃虛擬現(xiàn)實的公眾參與；城市規(guī)劃的網上電子報批與網上辦公等等均會成為現(xiàn)實，到那時數(shù)字城市規(guī)劃將成為數(shù)字城市真正的龍頭和基礎。