重庆两江四岸国土空间规划平台及场景应用研究_向思霖.pdf

2023 年 2 月第 1 期城市勘测Urban Geotechnical Investigation SurveyingFeb2023No1引文格式:向思霖 重庆两江四岸国土空间规划平台及场景应用研究 J 城市勘测，2023(1):2326文章编号:16728262(2023)012304中图分类号:P2082文献标识码:A重庆两江四岸国土空间规划平台及场景应用研究向思霖*收稿日期:20220301作者简介:向思霖(1990)，女，工程师，主要从事地理信息技术开发等工作。Email:307584392 qqcom基金项目:国家重点研发计划项目资助(2018YFB0505400)(重庆市勘测院，重庆401121)摘要:面向新时代国土空间规划需求和生态文明思想指引，探索了测绘地理信息大数据服务城市形态科学布局和精细管控技术路径，以大范围、多尺度时空信息为基础，构建“3D+”空间信息数据库，搭建国土空间规划平台，开展辅助规划方案审批、高切坡项目和市政工程项目方案论证与优化等场景应用，建立测绘地理信息大数据支撑的智慧规划设计模式。关键词:两江四岸;空间规划;场景应用;规划设计1引言近年来，测绘地理信息大数据在国土空间规划中应用越来越广泛1，2。在城市形态科学布局和精细管控的新要求下，当前的研究集中于城市设计三维管理平台建设3，4、城市规划辅助决策系统5，6 等，为城市数字管控7、冬奥会规划设计决策8 等场景应用提供技术支撑。长江、嘉陵江在朝天门交汇，形成了重庆市中心城区独特的两山四岸空间格局。重庆中心城区两江四岸治理提升实施方案指出，修复生态系统，打造山清水秀的生态带;提升滨江颜值，打造立体城市的景观带;开放公共空间，打造便捷共享的游憩带;传承历史文脉，打造人文荟萃的风貌带。如何尊重与利用自然生态本底，凸显“山水之城、美丽之地”的独特魅力，对新时代生态文明建设下的国土空间规划具有重要意义。重庆两江四岸国土空间规划平台面向新时代空间规划和数字生态的需求，以大范围、多尺度时空信息为基础，构建“3D+”空间信息数据库，汇聚融合滨江立面影像、实景三维模型、三维精细模型、建筑信息模型BIM、地下空间、轨道交通等多源数据，搭建国土空间规划平台，开展辅助规划方案审批、高切坡和市政工程项目方案论证与优化等场景应用，统筹江、岛、岸、城空间关系，完成两江四岸规划推演和生态景观提升。2总体架构重庆两江四岸国土空间规划平台，以政策标准和制度安全两大保障体系为支撑，以计算资源、存储资源、渲染资源、网络资源等基础设施为依托，汇聚融合滨江立面影像、实景三维模型、三维精细模型、建筑信息模型 BIM 等丰富数据，形成数据服务体系;在此基础上，构建平台服务层，提供数据融合与治理、数字孪生场景构建与渲染、可视化与空间分析等功能，提供展示、连接、计算、模拟等丰富接口，为辅助规划方案审批、高切坡项目和市政工程项目方案论证与优化等场景应用提供支撑，形成测绘地理信息大数据支撑的智慧规划设计模式。总体架构如图 1 所示。图 1总体架构3数据建设依托丰富多源空间数据，构建两江四岸“3D+”空间信息数据库，数据内容涵盖两江四岸滨江立面影像、实景三维模型、三维精细模型、建筑信息模型 BIM、地下空间数据、轨道交通数据等。城市勘测2023 年 2 月3.1滨江立面影像针对地面摄影测量采集周期长、移动摄影测量缺乏语义化信息、近景摄影测量体量不足等问题，以沿江拍摄的海量高清单点图像为基础，通过统一参考坐标系统、立面正射智能纠正和像素级自适应融合技术，建立了两江四岸滨江立面影像，为城市滨江地带的治理提升提供了一种新型的测绘地理信息产品，如图 2 所示。图 2两江四岸滨江立面影像滨江立面影像的主要用途是辅助规划方案审批。在滨江地带规划方案审批项目中，将建设方案以相同的细节精度、尺寸比例和视角导入立面实景影像，通过多方案叠加分析，以行人视角逼真反映方案建成效果，更好地对滨江城市形态、轮廓线、空间布局等进行分析评估，辅助开展岸线优化评估工作，支撑岸线评估、设计预控山水视窗，留白处理，支撑两江四岸历史风貌保护等。3.2实景三维模型实景三维数据是利用倾斜摄影技术生产的新型测绘数据成果，不但能够反映地物情况真实性，还通过采用先进的定位技术，加上详细准确的影像与地理信息，大幅度地提高了遥感影像的应用领域。本文采用地理空间格网系统和地理实体编码，开展元数据集成、地理实体关联、时空索引构建工作，开展数据检查入库、服务发布、数据更新技术和机制，形成倾斜摄影实景三维模型集成、加工、发布流程作业。3.3精细三维模型精细三维模型是对城市形态的三维表达，它反映形态、景观对象的主要特征，并包含从多个方向观察景观对象的必要信息。三维精细模型包含了建筑物、道路、水系、植被、地面、地下空间设施及其他要素类，每个模型含有几何、属性和纹理三类信息。根据 1 500或 1 1 000等大比例尺地形图，结合实地拍摄的高清照片，利用三维建模软件等制作地面上的建(构)筑物、城市现状道路、城市小品精细三维模型，真实直观地展示城市现状。3.4建筑信息模型建筑信息模型 BIM 是创建并利用数字化模型对建设工程项目的规划、设计、建造和运行维护全过程进行管理和优化的过程、方法和技术，通常，按专业可分为建筑土建 BIM、机电 BIM、市政 BIM、轨道交通 BIM等;本文对 BIM 构件进行建库，并通过逻辑方式和精细三维模型进行关联挂接，开展使用面积、建筑面积统计、建筑节能分析、内部设施管理等，支持城市场景统计分析和模拟推演。4平台建设平台建设的主要思路是基于三维 GIS 引擎，提供数据融合与治理、数字孪生场景构建与渲染、可视化与空间分析等功能，提供展示、连接、计算、模拟等丰富接口，为规划设计方案的可视化与分析论证提供支持。结合两江四岸江水、山城、道路、桥梁等空间要素和白天、夜晚、天气、玻璃幕墙等环境要素的一体化表达，平台将动态渲染引擎技术应用于城市建筑灯光效果模拟以及规划设计效果模拟中，实现了国土空间规划数字孪生场景展示，支持不同时段的光影模拟，提高了场景的真实性与美观性，如图 3 所示。图 3两江四岸国土空间规划数字孪生场景42第 1 期向思霖.重庆两江四岸国土空间规划平台及场景应用研究5场景应用5.1辅助规划方案审批某建设项目紧邻嘉陵江，具有独特的江景资源，视野开阔。距博览中心和园博园约 3 km，距照母山约9 km，距火车北站约 11 km，距江北机场约 12 km，交通便利。基于重庆两江四岸国土空间规划平台提供的高精度高现势性的三维数字沙盘，综合叠加用地范围线、控规、高程分析、坡度分析等多类矢量数据，形成该项目规划方案的推演、论证、优化流程。依托三维实景地形，将该项目设计方案融入规划设计平台，直观查看其与真实地形的融合情况，快速核查是否对真实地形造成了深挖高切，辅助论证嘉陵江视角所呈现出方案的天际轮廓线、建筑高度、建筑色彩、建筑体量是否与周围环境相协调，为保护山脊线、塑造优美天际线、保护视线通廊、营造人工环境与自然环境相和谐的人居环境提供科学的可视化依据。如图 4 所示。图 4两江四岸某建设项目多方案比选论证5.2高切坡项目三维专题论证两江四岸范围内已供未建用地面积约 369 公顷，涉及 60 个建设项目。已供未建用地主要集中在嘉陵江东岸，多为滨江头排地块;其余区域除少数地块为滨江前排地块外，其余多为滨江后排地块，被已建建筑遮挡，建设项目实施期间不会影响两江四岸自然景观。基于重庆两江四岸国土空间规划平台，对“两江四岸”已供未建用地可能涉及高切坡的 16 个项目，48 个地块构建信息模型，录入相关控规的用地性质、项目名称、容积率、建筑密度、建筑限高、绿地率等信息，导入平台后，支持一键查询相关信息，辅助论证已供未建项目是否涉及高切坡，为降低建设项目实施阶段对景观的影响、提升两江四岸空间品质提供技术支撑。如图5 所示。图 5两江四岸高切坡项目的三维专题论证5.3市政工程项目方案论证与优化某水厂位于长江北岸，属于广阳岛重点管控区。为推进长江经济带绿色发展示范，贯彻共抓大保护，不搞大开发的方针，重点管控区建设要对山、水、景观、通廊等生态保护重要区域严格划定。通过对该水厂原控规用地方案三维模拟评估，发现原方案将对南侧山体进行整体开挖场平，形成和一期二期用地连通的场平，净挖方高达 124 万立方米，同时为了保护自然山水格局，对沿江的视线和广阳岛的生态本底造成了破坏，如图 6 所示。图 6某水厂方案论证(原始自然地貌及原方案三维模拟)基于重庆两江四岸国土空间规划平台，构建自然资源生态本底时空数据，实现基于自然资源本底最大52城市勘测2023 年 2 月化保护的规划设计方案论证优化。在三维场景中分析水厂选址方案的空间形态及其对周边自然生态环境的影响，提出了将建设用地后移至平缓区域、根据不同标高设计多级台地和建设优化方案，优化后挖方量为 39万立方米，填方量为 59 万立方米，净填方 20 万立方米。通过对比优化方案和原方案，顾及原始自然地貌和江岸生态保护要求，优化方案减少了用地，避免了山体开挖，保留了长江江岸的生态本底，节约了用地和建设成本。如图 7 所示。图 7某水厂方案优化(优化方案三维模拟，长江江岸视角和俯视视角)6结语面向新时代空间规划和数字生态的需求，本文探索了测绘地理信息大数据服务城市形态科学布局和精细管控技术路径，以大范围、多尺度时空信息为基础，构建“3D+”空间信息数据库，汇聚融合滨江立面影像、实景三维模型、三维精细模型、建筑信息模型 BIM、地下空间、轨道交通等多源数据，搭建国土空间规划平台，开展辅助规划方案审批、高切坡项目和市政工程项目方案论证与优化等场景化应用。规划实践表明，本文提出的技术方法具有较好的可行性和可操作性，下步，将完善国土空间规划数据体系，丰富两江四岸规划管理场景，为两江四岸治理提升提供支撑。参考文献 1 王伟，金贤锋 面向国土空间规划的测绘地理信息技术及数据成果服务应用展望 J 测绘通报，2020(12):5864 2 潘俊钳，马星 测绘地理信息大数据背景下的国土空间规划应用研究 以广东省为例 J 经纬天地，2019(2):3133+36 3 方可，谢慧，熊伟 武汉市规划管理中三维数字技术应用探索与反思 J 规划师，2019，35(22):3743 4 王树魁，王芙蓉，崔蓓等 基于现状三维 GIS 的南京城市设计综合管理平台研究及建设J 测绘通报，2018(12):138143 5 张平 2D GIS 和 3D GIS 的城市规划辅助决策系统J 测绘通报，2018(9):130134 6 亢孟军，刘珮玥，巩玥等 国土空间规划辅助决策平台关键技术研究 J 地理信息世界，2019，26(4):1319 7 杨俊宴 从数字设计到数字管控:第四代城市设计范型的威海探索 J 城市规划学刊，2020(2):109118 8 吕扬，周庆，侯庆明等 三维地理信息在辅助冬奥会规划设计决策中的应用 以 2022 年冬奥会延庆赛区为例 J 测绘通报，2019(10):133137esearch on Territory Spatial Planning Platform and Scenario Applicationin the Two ivers and Four iversides of ChongqingXIANG Silin(Chongqing Survey Institute，Chongqing 401121，China)Abstract:Facing the needs of territory spatial planning and the guidance of ecological civilization thoughts in thenew era，the technical path of scientific layout and fine management of urban form using surveying and mapping geograph-ic information bi