数字化采集指通过数字化技术,对城市空间的数据(如建筑、道路、山体、水系等)进行计算机全自动或半自动抓取的方法。常见的此类采集技术包括建筑空间抓取技术、高清遥感影像技术、高程等高线抓取技术、物理环境数据抓取技术等。基于数字化的城市基础数据采集技术不仅可以在较短时间内获取城市基础空间数据和相关数据的一手资料,还可保证数据的时效性。与传统数据采集相比,数字化采集具有用时短、精度高、采集面广、即时更新等显著优点,同时极大程度弥补了传统人工采集导致的数据误差、坐标偏离、更新周期长等问题。数字化采集在城市设计实际工作中的应用首先是城市空间基础数据的采集,此类数据通常包括城市建筑、道路、山体、水系等类型,如通过高程抓取技术获取山体的三维模型数据形成数字高程模型(digital elevation model,DEM)[1]实现对地面地形的数字化模拟。又如城市空间环境数据的采集,此类数据通常包括风、声、热等物理环境,主要以现场实测数据和物理环境模拟(如Cadna、Ecotect等软件)相结合的方式获取城市的物理环境资料,为城市设计中的物理环境优化提供依据(图2)。
图2 数字化采集的技术类型
Fig.2 Types of digital acquisition technology
以等高线抓取技术为例解析数字化采集的工作流程。首先进入地理空间数据云并下载DEM高程数据,并将IMG格式的栅格数据导入ArcMap中[2]。然后将栅格数据进行等值分析,从而得出地形的等值线,其中包含了数据的镶嵌、裁剪及提取三个核心性工作。最后将数据导出DWG得到所需的地形等高线数据,可进行矢量化模拟。当然,若需要得到地形的三维可视化表达,也可将得到的等高线数据导入Arcscene进行栅格表面浮动,从而得到理想的可视化效果。(www.xing528.com)
等高线数据的采集在城市设计实际工作中有着广泛的应用。不仅能够对地块地形有更深入、更直观的了解,亦能辅助于城市设计的各个阶段,例如模型的构建、设计结合地形推敲方案、城市山水格局等自然环境的分析、城市视廊天际线的控制等,最大限度地保证城市设计与自然地形的有机结合。例如在某城市设计中,通过等高线的抓取并建立三维数据库定量分析发现,该城市的地形很有特色,城市整体上平坦,没有特别大的地形起伏,也没有很高的山,但有很密集的点团状山丘和小型下凹地形(图3)。基于这一发现,城市设计在对山体和水面分形分析基础上,提出“千湖点丘”作为城市空间特色,未来的城市空间形态围绕精致山水组团格局展开。这不仅契合该城市自身的特点,也为城市未来的发展方向提出了新的可能性。
图3 基于等高线抓取技术的山地三维效果图
Fig.3 3D rendering of mountain based on contour line grabbing technology
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