高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法技术

本发明专利技术属于城市设计领域，具体涉及在城市设计或高校校园规划设计中，利用数字化技术生成量

【技术实现步骤摘要】
高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法


[0001]本专利技术属于城市设计领域，具体涉及在城市设计或高校校园规划设计中，利用数字化技术生成量
‑
性
‑
形统筹互动的高等学校校园三维布局方案
,
其中
,
量指校园建设量，性指用地分区属性与建筑使用功能，形指用地分区与建筑体量的布局形态
。

技术介绍

[0002][0003]目前国内的高校校园规划设计主要依靠人工完成，即采用方案试错的方式，由设计师试排可能的布局形态
。
一方面，当需要多方案比较时，往往需要耗费多名设计师较大量时间与精力；另一方面能否试排成功依托的是设计师的个人能力，既有可能出错，也难免受到一定思维限制
。
因此，利用数字化技术进行辅助规划设计成为越来越多研究者探索的方向
。
而高校由于其混合性与复杂性，相较于其他类型用地，则量
‑
性
‑
形统筹设计一直是难点
。
[0004]姚敏峰等（
2019
）利用
Circle Packing
算法等图案规则算法技术，生成校园空间与傍校村空间组织的共性网络，并应用在校园新增空间的布局设计上，引导校园空间与村落空间有机融合
。
该方法可生成具有一定算法逻辑的空间组织图形，但与校园规划布局的量
‑
性
‑
形关系较弱，不涉及三维空间的数字生成，对独立占地的一般高校不具有借鉴意义
。
[0005]Liu Y
等（
2020
）在
《ploration of Campus Layout Based on Generative Adversarial Network》
中使用
Pix2pix
生成对抗网络模型对
85
个中心型大学校园平面图样本进行分级分析，实现了给定校园边界和周围道路条件下的校园平面布局图生成
。
刘宇波等的专利技术专利
《
一种大学校园的规划布局分级生成方法
》
（申请号
CN202210181789
）中涉及同样的分级生成方法，在给定用地条件基础上使用
Pix2pix
或
Pix2pixHD
模型自动生成中心型大学校园平面布局图
。
陈梦凡等（
2022
）在
Pix2pixHD
模型基础上增加学习步骤和手动优化，对
95
个职业技术院校案例样本的进行学习和模拟，实现了职校平面的区域划分
。
该类方法通过计算机深度学习，参考现有案例，生成近似真实校园的平面布局图，但成果一方面仅为图片形式，无法进行量的计算与调整；另一方面由计算机黑箱操作完成，无法与设计师的设计意图有效互动
。
由于该类方法未涉及高校校园规划布局的内在测算与设计原理，在真实规划设计流程中的应用性较弱
。
[0006]Hao Hua
等（
2019
）将整数规则应用在城市设计领域，提出拼贴生成平面布局的方法，将城市空间的三维问题转化为二维问题，在考虑日照设计的住区规划中实现最大限度地提高总建筑面积
。
此方法具有解决规划设计中量形关系的部分考虑，但目前尚未在高校校园规划设计领域开展探索
。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是利用数字化技术，对高校校园规划设计的流程与方法进行优化，实现人机互动设计，提升高校校园量性形布局方案的合理性，同时大幅提升设计
效率
。
[0008]本专利技术提供了一种高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，包括如下步骤：步骤1，导入基础数据；所述基础数据包括可建设范围的三维盒子
Vb、
各类建筑的建设量
F
X
、
各类用地分区的面积 Z
X
；其中，
x
表示对校舍建筑分类后的建筑类别，所述各类用地分区的面积 Z
X
是指各类建筑的建设量 F
X
对应的用地分区的面积；步骤2，设置上位规划设计管控要求，根据所述上位规划设计管控要求布局高校内部用地分区的位置；步骤3，设置城市要素干预影响范围，根据所城市要素干预影响范围布局高校内部用地分区的位置；步骤4，根据高校自身布局设计要求布局高校内部用地分区的位置；步骤5，生成用地分区布局，输出用地分区布局图形
。
[0009]步骤6，选取所述用地分区布局图形中的一种或几种，导入附加形态要求Ⅳ，输出优化的用地布局图形；步骤7，选取所述优化的用地布局图形中的一种或几种，在各类用地分区中生成三维建筑体量模型
。
[0010]进一步的，步骤1中所述各类建筑的建设量
F
X
包括校舍建筑必配量及其分项
、
校舍建筑选配量及其分项
、
其他建设量及其分项；所述用地分区包括跑道与足球场
、
其他室外球场
、
室内体育用地
、
公共教学用地
、
专业教学用地
、
生活用地
、
公共设施用地
、
办公管理用地
、
研发办公用地
、
交流中心用地，及水体与绿地
。
[0011]进一步的，步骤2中所述上位规划设计管控要求包括城市界面要求
、
出入口设置要求
、
及建设退让要求；所述城市界面要求包括将用地分区中的生活用地紧邻生活性街道，将用地分区中的研发办公用地
、
交流中心用地紧邻交通性干道，将用地分区中的跑道与足球场紧邻临城市开敞空间的道路，而用地分区中的公共教学用地远离交通性干道；所述出入口设置要求包括将用地分区中的交流中心用地临近形象主入口布局，将用地分区中的跑道与足球场临近车行入口布局，将用地分区中的生活用地分区临近人行入口布局；所述建设退让要求包括除用地分区中的跑道与足球场
、
以及其他室外球场外，其他用地分区均不可布置在轨道线路安全保护线范围内
。
[0012]进一步的，步骤3中所述城市要素干预影响范围包括自然要素保护要求，及气候适应优选要求；所述自然要素保护要求具体为：自然要素保护区范围内，仅可布局用地分区中的水体与绿地；所述气候适应优选要求具体为：在周边高层建筑阴影区范围内不布局用地分区中的跑道与足球场，以及其他室外球场；在临近城市夏季风廊的位置优先布局用地分区中的跑道与足球场
。
[0013]进一步的，步骤4中所述高校自身布局设计要求是指用地分区组织关系
、
布局形式
要求
、
以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，导入基础数据所述基础数据包括可建设范围的三维盒子
Vb、
各类建筑的建设量 F
X
、
各类用地分区的面积 Z
X
；其中，
x
表示对校舍建筑分类后的建筑类别，所述各类用地分区的面积 Z
X
是指各类建筑的建设量 F
X
对应的用地分区的面积；步骤2，设置上位规划设计管控要求，根据所述上位规划设计管控要求布局高校内部用地分区的位置；步骤3，设置城市要素干预影响范围，根据城市要素干预影响范围布局高校内部用地分区的位置；步骤4，根据高校自身布局设计要求布局高校内部用地分区的位置；步骤5，生成用地分区布局，输出用地分区布局图形
。2.
根据权利要求1所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，还包括：步骤6，选取所述用地分区布局图形中的一种或几种，导入附加形态要求，输出优化的用地布局图形；步骤7，选取所述优化的用地布局图形中的一种或几种，在各类用地分区中生成三维建筑体量模型
。3. 根据权利要求1所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，步骤1中所述各类建筑的建设量 F
X
包括校舍建筑必配量及其分项
、
校舍建筑选配量及其分项
、
其他建设量及其分项；所述用地分区包括跑道与足球场
、
其他室外球场
、
室内体育用地
、
公共教学用地
、
专业教学用地
、
生活用地
、
公共设施用地
、
办公管理用地
、
研发办公用地
、
交流中心用地，及水体与绿地
。4.
根据权利要求3所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，步骤2中所述上位规划设计管控要求包括城市界面要求
、
出入口设置要求
、
及建设退让要求；所述城市界面要求包括将用地分区中的生活用地紧邻生活性街道，将用地分区中的研发办公用地
、
交流中心用地紧邻交通性干道，将用地分区中的跑道与足球场紧邻临城市开敞空间的道路，而用地分区中的公共教学用地远离交通性干道；所述出入口设置要求包括将用地分区中的交流中心用地临近形象主入口布局，将用地分区中的跑道与足球场临近车行入口布局，将用地分区中的生活用地分区临近人行入口布局；所述建设退让要求包括除用地分区中的跑道与足球场
、
以及其他室外球场外，其他用地...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冬青，方榕，孟媛，唐芃，陈宇龙，孔圣丹，汪瑜娇，胡潜，
申请(专利权)人：东南大学建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：