一、数字城市时代的城市规划

目前，我国的城市规划设计基本处在粗放式的状态，感性判断成分较重。在数字城市时代，城市规划所需要的一切信息都将通过数字技术表达出来，通过建立数字城市，城市资源信息数据之间不再是孤立零散的分布，它们之间将联结成一个整体，方便规划人员从整体上掌握城市信息。同时，数字技术的应用使城市规划从过去偏重定性方法转向定量与定性方法并重，体现一种精确设计的观念，而不再是粗放式的。

数字城市时代技术上最大的特点就是开放，未来城市规划设计也将不再是少数专业人员的专利，它需要社会各部门各种层次的共同参与，需要公众的参与，以更好地体现以人为本的设计思想，数字城市和网络技术使公众参与成为可能。公众可通过互联网可视化技术展现的虚拟城市景观提出自己的感受，参与城市规划。

数字城市的发展，还将给城市规划带来技术方法的变革，如在获取规划所需的各种信息的技术手段方面，规划人员利用数字城市中先进的技术和大量的数据存储可以便捷地获取信息，节省了现场勘探所需的大量时间和精力，既经济又准确。可以通过数字城市的遥感影像，方便地统计城市绿地面积、道路面积，甚至建筑面积。通过遥感图像的光谱分析，不仅可以使规划人员获得所需要素的社会经济信息，并能辅助进行城市空间分析、经济结构和产业结构的分析，还可以对人口等社会经济要素进行科学的预测。

（一）数字城市规划的系统构成

城市是一个不断发展变化的有机体，城市规划与管理是“背景研究—方案编制—规划实施—监督反馈”不断循环的过程。数字城市规划系统应以规划的全生命周期为对象，对全部相关信息实施数字化；城市规划与管理涉及的各方（政府、市民、业主、建设单位、设计单位）利用网络或电子介质按照有关的标准进行信息的提交、接收、审核与处理；所有关于城市规划项目的数字化信息均存储在数据库，实现各方的共享及利用。

“数字城市规划”是一个由基础层、应用层和决策层组成的完整体系。

（1）“基础层”是“数字城市规划”的基础设施平台，以超高速信息传输网络为载体的统一技术支撑平台，以统一规划数据技术标准建立的各类数据库：空间数据框架（包含城市勘测信息及基础设施信息）、城市规划成果信息（各个层次的规划编制成果及管线综合规划、交通规划等）、规划管理信息（规划审批各类文档资源）、规划法律法规信息、技术规范信息及城市社会综合信息（城市经济历史文化、资源环境等综合信息）。

（2）“应用层”是依靠工作流程及图文一体化等软件工具实现的体现城市规划与管理的全过程。在进行规划“背景研究”时，可依赖统一的信息交换平台系统从一个应用接口查询并获取完整而全面的规划信息，同时也包括提供规划设计基础信息的应用服务。开展“规划审批”可应用规划电子报批系统，依靠对数据的标准化和规范化，实施“用地划拨—修正规划—建筑单体—竣工验收”的全面报批系统，同时实现自动储存、归档和信息动态更新。“规划实施”则将规划业务系统、规划政务系统、规划地理信息系统、会议系统等多系统集成应用的日常业务管理系统。“监督反馈”则通过公众咨询服务系统，实现电子政务网站发表批准规划前后的公示信息，发布对外的规划成果信息，接收社会对规划的信息以及发布对外的反馈。

（3）“决策层”为数字城市规划系统的最高层次目标：以统一的时空坐标整合各种社会经济、资源环境、规划管理信息，配合各个决策模型，进行三维仿真模拟，为城市规划、建设、管理的重大问题决策提供准确、实时的信息支撑及直观、真实的可视化和互动操作环境。

（二）数字城市技术在城市规划设计中的应用

1.数字化的现场调查与分析

调查研究是城市规划的基础性工作，而调查研究所获得的基础资料是城市规划定性及定量分析的主要依据。以前，资料的收集以现场调查为主，工作量巨大，工作效率低并且有许多数据不容易采集到。目前以地理信息系统（GIS）为中心，结合当前最新的全球定位系统（GPS）和航空遥感（RS）技术，解决了城市规划中空间地理信息的采集问题。例如，利用航空遥感和摄影技术，可以及时获取丰富的城市地表信息。信息现时性强，自动化程度高，成图周期短，从建立的城市地理信息系统中，可以快速获得规划区域的社会经济、人文等信息。

GIS作为信息处理和分析工具，是实现现代化城市规划设计和管理的新的技术手段。在建立完整的城市规划信息库和基础地理信息库的前提下，借助于GIS提供的空间分析功能，可以完成对基础资料的分析工作。如对相关数据的分类、汇总统计、比例计算等，必要时生成各种统计图表和专题地图。与传统的人工分析相比，不仅是效率的差异，基础数据的利用深度也大不相同。

同时，数字城市技术大大丰富了城市规划中获取信息的各种手段。在获取规划所需的各种信息的技术手段方面，规划人员利用数字城市中先进的技术和大量的数据存储可以便捷地获取信息，既经济又准确。可以通过数字城市的遥感影像，方便地统计城市绿地面积、道路面积、甚至建筑面积。通过遥感图像的光谱分析，不仅可以使规划人员获得所需要素的社会、经济信息，并能辅助进行城市空间分析、经济结构和产业结构的分析，还可以对人口等社会经济要素进行科学的预测。

数字城市采用分布式数据库和数据仓库技术，对数据进行自动更新和动态管理，保持数据的实效性和实时性。此外，数字城市还提供丰富的数据类型，其中包括二维矢量图形数据、影像数据、数字高程模型数据、属性表格数据、城市三维图形及纹理数据等，满足城市规划与管理的不同需要。

2.数字化的规划设计

目前，城市规划设计已经广泛地应用CAD技术，各个设计院已基本上甩开了图板、纸和笔，但未来的数字化的规划设计应使用GIS技术、虚拟现实技术和其他技术。

利用GIS与CAD技术可以构造与现实地理空间对应的虚拟地理信息空间，并可以用数字模型对现实地理空间的现象和过程进行模拟和仿真，进行预测。而计算机图形输入技术的改进和智能化，可以使规划师更为方便地进行规划设计，而不影响灵感产生。

虚拟现实技术是指运用计算机生成一个逼真的可交互的动态世界，人们可以对这个虚拟世界中的虚拟实体进行交互式操作，并产生各种感官刺激，如视觉、听觉、触觉及嗅觉，同时具有查询、分析、评价、规划和决策等功能。虚拟现实技术可以应用于城市景观的仿真、城市地下管线的可视化，城市发展历史演变过程的再现、城市人流和车流的动态模拟、城市生态建设或改造的虚拟实验以及城市灾害事故的动态模拟等诸多方面。

虚拟现实技术将数字城市的可视化和计算机仿真技术结合在一起，是数字规划新的信息表现方式。它可以根据规划设计方案展现设计所要表达的效果，设计人员和观众可以获得犹如漫步真实街道或飞越真实城市上空的感受，再通过视觉、听觉和触觉，产生身临其境的真实感觉，获得城市结构调整、道路规划、绿地位置设计等诸方面的科学依据，从而保证规划布局的合理性及所设计的建筑同周边环境风格相协调。设计者的思想以这种直观形象的方式展现在观众面前，规划设计的最终效果清晰可见，还可以从不同的角度进行仔细的观察。

计算机仿真技术是利用计算机建立、校验、运行实际系统的模型，以得到模型的行为特性，从而达到分析、研究实际系统之目的的一种技术。仿真技术应用于城市规划与设计，规划师可以直观、真实地体验设计效果，进行多方案比较，使仿真技术成为规划决策的辅助手段。

3.数字化的规划设计方案评审与报建

现阶段的规划设计方案评审往往要兴师动众，对于重大方案更是如此，这不仅浪费大量的人力物力，也浪费大量的时间。在数字规划时代，借助于宽带网，这一切问题均迎刃而解。电子报批是一种全新的规划审批模式，它将传统报批使用的纸介质转变为电子介质，并由此带来审批方式设计方法及管理体制上的改变。它的具体做法是要求设计单位在报审规划项目时，把原来提交图纸形式变为提交计算机图形文件形式，同时要求计算机文件必须符合规定的技术规范标准，审批部门使用审批软件对图形文件进行校核。它不仅有效地改善了传统审批中存在的计算精度差、审批周期长、图纸保存易污损等缺陷，而且有利于提高规划审批的准确性和科学性，给规划信息中心的数据入库和动态管理服务带来极大方便，保证了规范信息的时效性，为城市建设的研究与工程项目的策划提供有价值的参考。而对于设计单位来说，这种报批系统解决了设计成果不规范、专业技术和指标混乱的情况，极大地提高了规划成果的科学性和可靠性。

另外，设计部门还可通过因特网与规划管理部门建立有效信息通讯渠道，实现网上报建。报建单位只要在本单位有与因特网相连的计算机就可完成报建过程和提供所需的材料。管理部门审批的结果也可以电子数据的形式迅速地反馈给设计部门，使规划管理与规划设计更紧密地结合，实现管理与设计的一体化。