一种城市空间规划方法、介质及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种城市空间规划方法、介质及系统，属于城市规划技术领域，该城市空间规划方法包含以下步骤：获取城市空间规划区域的规划前原始地理数据和原始生态数据，根据所述原始地理数据和原始生态数据建立数字孪生的数字场景，获取城市空间规划目标数据；获取城市空间规划方案的数字场景，并将所述规划方案的数字场景拆分为多个规划单元，其中，所述城市空间规划方案为规划人员对城市空间进行规划的方案；对每个所述规划单元的规划方案与目标数据进行评价，得到规划单元评价值；对规划单元评价值小于评价目标阈值的规划单元，进行规划方案调整，得到目标规划方案，能够解决在城市规划中，原地理环境和原生态环境度保持不够的技术问题。够的技术问题。够的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种城市空间规划方法、介质及系统


[0001]本专利技术属于城市规划
，具体而言，涉及一种城市空间规划方法、介质及系统。

技术介绍

[0002]数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。
[0003]随着城市人口的增长和城市化的推进，城市布局规划成为城市发展中至关重要的环节。城市布局规划涉及城市内的空间设计、交通组织、住宅建设、公共设施等众多方面，需要综合考虑城市的经济、社会、生态等多方面因素。本文将从以下几方面探讨城市布局规划的意义、目标、方法以及应对挑战的对策。
[0004]公开号为CN111489431A的中国专利技术专利(申请号CN201910076723.2)公开了一种智慧城市规划仿真动态模拟系统及其运行方法，包括数据获取模块：用于获取城市规划所需的地理、交通、建筑、人文、景观、生态等多方面的信息；数据预处理模块：用于对数据获取模块所获取的数据进行分类处理；三维建模模块：用于根据数据获取模块和数据预处理模块所获得的数据，进行三维建模；仿真渲染模块：用于对生成的三维模型进行渲染；数据输出模块：用于将经过渲染后的三维模型数据输出；场景集成模块：用于将三维模型形成三维虚拟场景；模拟输出模块：用于将形成的三维虚拟场景输出给用户界面。
[0005]上述专利能够根据城市规划的地理、交通、建筑、人文、景观、生态需求目标进行仿真，但是没有考虑到与规划前原地理环境和原生态环境的结合，以至于完全破坏原地理环境和生态环境的规划方案也能通过上述专利的仿真模拟。
[0006]当前，使用数字孪生技术进行城市空间规划的研究不多，城市空间规划过程中对保持原地理环境和生态环境的研究不多。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供一种城市空间规划方法、介质及系统，能够结合数字孪生技术解决在城市规划中，原地理环境和原生态环境度保持不够的技术问题。
[0008]本专利技术是这样实现的：
[0009]本专利技术的第一方面提供一种城市空间规划方法，具体是搭建真实的三维数字孪生底座，并数字孪生底座，进行空间规划布局；其中，空间规划布局的方式为采用参数化配置方式实现在真三维场景中快速构建模拟场景；其中，规划布局采用简化模型和精细化模型相结合的方式，以确定方案的可行性；所述简化模型是基于全空间基础地理信息数据形成的简化模型；所述精细化模型是基于倾斜三维摄影建立的实景三维模型、高精度和大比例尺的4D产品、施工图设计文件、BIM精细化模型及部件级人工建模成果组合形成的精细模
型。
[0010]在本专利技术的具体实施方式中，可以进行如下步骤的操作，以实现本专利技术的第一方面提供一种城市空间规划方法，具体是：(1)搭建真实的三维数字孪生底座；
[0011](2)基于数字孪生底座(真三维场景)，在三维场景中进场空间规划布局，其中空间规划是主要指国土空间规划，包括总规和详规；详规分为控规与修改，本方法适用于全部阶段，在总规阶段是战略性概念规划，使用的是较大范围小比例尺4D产品融合，立体化表达方式；在详细规划阶段，使用高精度和大比例尺的4D产品、模型等，通过参数化配置方式实现在真三维场景中快速构建模拟场景，进而搭建和展示规划未来场景；；
[0012](3)规划布局使用简化模型和精细化模型相结合的方式，以确定方案的可行性；其中，简化模型基于全空间基础地理信息数据，如DLG线划图、规划设计文件、BIM模型、搭建的其他场景简化模型；其中，精细化模型基于倾斜三维摄影建立的实景三维模型、高精度和大比例尺的4D产品、施工图设计文件、BIM精细化模型及部件级人工建模成果等；
[0013](4)参数化配置后，将相关数据与三维场景匹配，实现平面要素符号化，模型要素立体化。每一个场景搭建由过去人工建模，不断堆叠的模式改变为通过图纸、设计参数等反向自动快速批量化翻模，输入参数实现快速手动模型排布，进而可直观的展示和表现三维场景；因为是参数化布局，故可以通过修改相关参数、对应模型名称或路径等，实现空间布局方案的调整，例如将不同植物种类模型进行调换，即可实现同一空间场景中不同绿植种植方案修改；还可以设置工程管理模块，通过图层开关，实现不同要素配置搭建同一个场景的不同方案，进而实现不同方案调整的目的；三维场景中，图层开关控制的底层逻辑是各图层使用的是不同的参数建立的模型排布场景；在数字孪生场景中，通过配置参数，输入参数方式，实现模型排布是核心，是一种算法与规划布局的结合；数字孪生场景与常规的建模不同在于基于真三维场景，具备完全1:1模型还原的能力；不存在虚拟场景，周边相关要素无损；可融合多源数据等特点，具备规划设计师自我想法表达的能力；
[0014]所述搭建真实的三维数字孪生底座，并数字孪生底座，进行空间规划布局的步骤，具体包括：
[0015]S10、获取城市空间规划区域的规划前原始地理数据和原始生态数据，根据所述原始地理数据和原始生态数据建立数字孪生的数字场景，其中，所述地理数据为基于GIS的所述规划区域的地理数据，包括地形、地貌、水文数据；所述生态数据为与所述地理数据对应的环境、动植物、气候、微生物数据；其中，所述地形、地貌水文数据通过地理测绘方式得到；
[0016]S20、获取城市空间规划目标数据，包括地理目标数据、交通目标数据、建筑目标数据、景观目标数据以及原生态目标数据，所述目标数据为理想状态的规划目标数据；
[0017]S30、获取城市空间规划方案的数字场景，并将所述规划方案的数字场景拆分为多个规划单元，其中，所述城市空间规划方案为规划人员对城市空间进行规划的方案；
[0018]S40、对每个所述规划单元的规划方案与目标数据进行评价，得到规划单元评价值；
[0019]S50、对规划单元评价值小于评价目标阈值的规划单元，进行规划方案调整，若调整后的规划方案中，存在规划单元匹配度评价值小于评价目标阈值，则重复进行规划调整，直到每个规划单元的匹配度评价值大于或等于评价目标阈值；
[0020]S60、以最终得到的规划方案为目标规划方案；
[0021]其中，所述地理目标数据为所述规划区域建成后的地理目标数据；
[0022]所述生态目标数据为所述规划区域建成后的生态目标数据；
[0023]所述交通目标数据为所述规划区域建成后的道路目标数据；
[0024]所述建筑目标数据为所述规划区域建成后的建筑目标数据；
[0025]所述景观目标数据为所述规划区域建成后的景观目标数据；
[0026]所述原生态目标数据为所述规划区域建成后的原生态目标数据。
[0027]在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种城市空间规划方法还可以做如下改进:
[0028]其中，将所述规划方案的数字场景拆分为多个规划单元的具体步骤包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市空间规划方法，其特征在于，所述城市空间规划方法具体是：搭建真实的三维数字孪生底座，并数字孪生底座，进行空间规划布局；其中，空间规划布局的方式为采用参数化配置方式实现在真三维场景中快速构建模拟场景；其中，规划布局采用简化模型和精细化模型相结合的方式，以确定方案的可行性；所述简化模型是基于全空间基础地理信息数据形成的简化模型；所述精细化模型是基于倾斜三维摄影建立的实景三维模型、高精度和大比例尺的4D产品、施工图设计文件、BIM精细化模型及部件级人工建模成果组合形成的精细模型。2.根据权利要求1所述的一种城市空间规划方法，其特征在于，所述搭建真实的三维数字孪生底座，并数字孪生底座，进行空间规划布局的步骤，具体包括：S10、获取城市空间规划区域的规划前原始地理数据和原始生态数据，根据所述原始地理数据和原始生态数据建立数字孪生的数字场景，其中，所述地理数据为基于GIS的所述规划区域的地理数据，包括地形、地貌、水文数据；所述生态数据为与所述地理数据对应的环境、动植物、气候、微生物数据，其中，所述地形、地貌水文数据通过地理测绘方式得到；S20、获取城市空间规划目标数据，包括地理目标数据、交通目标数据、建筑目标数据、景观目标数据以及原生态目标数据，所述目标数据为理想状态的规划目标数据；S30、获取城市空间规划方案的数字场景，并将所述规划方案的数字场景拆分为多个规划单元，其中，所述城市空间规划方案为规划人员对城市空间进行规划的方案；S40、对每个所述规划单元的规划方案与目标数据进行评价，得到规划单元评价值；S50、对规划单元评价值小于评价目标阈值的规划单元，进行规划方案调整，若调整后的规划方案中，存在规划单元匹配度评价值小于评价目标阈值，则重复进行规划调整，直到每个规划单元的匹配度评价值大于或等于评价目标阈值；S60、以最终得到的规划方案为目标规划方案；其中，所述地理目标数据为所述规划区域建成后的地理目标数据；所述生态目标数据为所述规划区域建成后的生态目标数据；所述交通目标数据为所述规划区域建成后的道路目标数据；所述建筑目标数据为所述规划区域建成后的建筑目标数据；所述景观目标数据为所述规划区域建成后的景观目标数据；所述原生态目标数据为所述规划区域建成后的原生态目标数据。其中，将所述规划方案的数字场景拆分为多个规划单元的具体步骤包括：获取规划方案中的道路规划数据；利用所述道路规划数据中的主干道和快速路，将所述规划区域分割为多个规划单元。3.根据权利要求1所述的一种城市空间规划方法，其特征在于，所述地理目标数据与所述原始地理数据的相似度大于地理目标阈值；其中，所述地理目标阈值的获取方法为：建立已经完成的城市空间规划方案数据库，包括多组已经完成的城市空间规划方案，记为历史方案；获取数据库中每个历史方案的实际使用的当前地理目标数据匹配度评价值；将所有历史方案的地理目标数据匹配度评价值从大到小进行排序，以排序20％的匹配度评价值作为地理目标阈值；所述生态目标数据与所述原始生态数据的相似度大于生态目标阈值；其中，所述生态
目标阈值的获取方法为：获取数据库中每个历史方案的实际使用的当前生态目标数据匹配度评价值；将所有历史方案的生态目标数据匹配度评价值从大到小进行排序，以排序20％的匹配度评价值作为生态目标阈值。4.根据权利要求1所述的一种城市空间规划方法，其特征在于，所述对每个所述规划单元的规划方案与目标数据进行评价得到规划单元评价值的步骤，具体包括：计算规划单元的地理目标数据匹配度SA；其中，SA的计算公式为：式中，SA1为地形数据匹配度、SA2为地貌数据匹配度、SA3为水文数据匹配度；其中SA1的计算方法为：将规划单元的地形数据和地理目标数据中对应区域的地形数据进行相似度计算，所述地形数据为高程数据，具体方法为，将规划单元分为多个小格，以每个小格的平均高程组合为规划...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，杨颜江，戚丽敏，鲁宣智，贺洲龙，蒋昕媛，李阳，
申请(专利权)人：寰球孪生空间设计云南有限公司，
类型：发明
国别省市：