摘要：仿真（Simulation）技术是利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术，以模拟的方式为使用者创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图形界面，使之在感知行为的逼真体验中获得直接参与和探索仿真技术对象在所处环境中的作用和变化。随着城市仿真技术的深入发展，其应用领域也越来越广，例如城市规划、建设管理、政府决策、广告宣传、工程模拟和三维演示等。基于此，本文主要对虚拟仿真技术在城市规划中的应用进行分析探讨。
关键词：虚拟仿真技术；城市规划中；应用研究
1、前言
虚拟仿真（ＶＲ）技术是一种用虚拟系统模拟真实系统的技术。虚拟系统是由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的一个集三维视觉、听觉和触觉于一体的全方位人工环境。在国内来讲，随着现代信息技术的发展，虚拟现实技术在城市规划的应用开始逐步成熟起来，如通过虚拟仿真技术构建城市建筑物模型，或者通过虚拟仿真技术构建城市规划漫游系统，让用户通过漫游的方式，体会到真实的城市建设场景。
2、城市虚拟仿真数据采集与处理
A、现状数据
利用无人机和直升机进行倾斜摄影，通过全自动实景三维建模技术生成现状数据，是现时主流的数据获取与处理方式。倾斜摄影实景三维模型位置精度高、高度准确、纹理真实等特点。同时，利用无人机或手持云台，拍摄所需规划范围的视频或影像，与三维数据一并导入到GIS平台中进行分析展示，便于用户更直观、全面的了解规划区现状，从城市宏观发展的角度出发，对整个城市实现自然地貌的现状数据再现，为城市规划提供一种可视化的、直观的基础资料及成果展示，从而更好地为规划管理服务。
B、规划数据
作为城市规划的重要展示部分，规划数据的收集与处理显得尤为重要。与传统的二维CAD、三维效果图、视频动画不同，虚拟仿真技术使规划数据更直观、逼真，并支持全方位浏览。利用虚拟仿真技术制作出界面友好、互动性强、主题突出的表现内容，将规划方案的三维模型导入到GIS平台中，并将各项规划数据（如建筑限高、建筑密度、容积率等）反映在城市三维空间中，实现规划方案的三维可视化表达，直观了解城市现状的同时能对各项规划数据进行合理控制、优选方案，从而提升规划方案的科学性。
3、基于城市规划的虚拟仿真技术的功能研发
A、常用功能
（1）地块数据分层管理：对地块数据的分层管理，用户可以随时调用不同领域，不同时期的地形、绿化、城市模型等规划数据；
（2）规划数据统计：可以实现对规划数据统计分析，更新维护，标识建筑各项属性，并可以通过系统自动生成，用地平衡表，减少手工计算的工作量；
（3）快速查询定位：根据已经掌握的信息可以快速的查询检索。比如输入建筑物等名称，系统可以快速定位查询到此建筑物，或通过建筑属性类型来查询符合条件的批量建筑；
（4）分类显示：根据系统已存入的数据库进行计算，对符合某种标准的建筑进行分类显示。如根据建筑功能、高度、用地类型等按不同颜色的色块归类，并将它显示出来；
（5）方案比较：用分屏显示的方法使用户从不同角度，不同方位观察多个规划设计方案，比较多个方案对城市景观，对周围建筑的影响，以直观的方式评估各个方案的优缺点。
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（6）体量、位置调整：通过纵向、横向的放大与缩小及高度的详细设定研究建筑不同的体量对周围环境的影响。通过X、Y、Z坐标轴可任意调整建筑上、下、左、右、前、后移动的范围、通过调整建筑位置辅助设计师及决策者进行城市的规划。
（7）控高分析：用来检测在一定区域范围内建筑高度的合法性。若存在违法建筑则红色亮显，以辅助领导和设计师进行决策。
（8）日照分析：利用日照分析功能，可以模拟物体的阴影在某一天的变化或一年当中的某个固定时间的变化，从而全面分析建筑阴影对周边建筑及环境的影响。
（9）断面分析：利用断面分析功能观察城市的沿街景观和城市的天际线。
（10）通视分析：利用通视分析功能检测场景中两点或多点之间可见性，并用两种色线标示，绿线为可视，红线为不可视，遮挡建筑将红色亮显。
B、定制功能
根据地方及用户需求，定制不同的使用功能，以满足城市规划建设需求。通过项目积累，一些常用的定制功能会逐渐成熟，并根据实际转变为常用功能。
4、虚拟仿真技术在城市规划中的应用
目前，城市规划设计都在测绘人员提供的测绘图件、资料下进行，而城市规划、建设和管理依赖对城市过去、现在和将来有关信息的把握。这些信息涉及面广、信息量大，大部分属于空间信息，传统的人工作业和分析手段远远不能满足城市发展的要求。另外，由于各级政府和社会各界对城市规划问题日益重视，城市规划成果需要面对不同阶层、不同专业背景和知识程度的人们，用户希望三维模拟能够实现任意位置二维图形的立体模拟，用户可以通过自己订制各种不同的纹理和模拟选项，实现模拟效果的自定义，必须以直观的三维仿真效果才能为他所理解和接受。这就要求城市规划管理部门从规划管理信息系统的报建、勘测、审核、批复、监察、存档等一系列的作业流程都将作深刻的改变。在报建阶段，报建单位或规划部门提供真三维地图信息，至少具备三维数字地图的浏览能力，在勘测阶段为出现场的规划人员提供真三维数字地图，规划人员与报建单位以真三维地理信息内容便捷、准确的交流，在审批阶段规划局内可利用真三维地理信息从不同角度、不同侧面审核，可节约大量设计意图理解交流、复杂计算对比和会议讨论等繁复环节，也提高了监察阶段目标的跟踪准确性和时效性，同时对广大市民也可以直观、真实的理解基于多元地理信息的规划成果和方案。真三维多元数据表现的数字地理信息，引入城市规划管理信息系统，其结果精简了管理流程、改变了内部管理结构、业务处理过程更加透明，群众参与更加广泛等。
南宁市五象新区城市规划三维地理信息系统除具备一般的三维地理信息系统功能外，还包括地下空间浏览、空间查询与检索、三维对象管理、三维总平、建筑单体方案指标校核、市政道路与附属设施标高分析、规划建设专题数据管理、三维地下管线分析等定制功能模块。该系统主要用于针对道路、建筑、地面、水系、植被、市政（路灯、公交站等）、地下管线等三维地理模型进行统筹管理，并基于各类模型数据开展天际线分析、通视分析、日照分析、定点环绕浏览等功能应用，为新区规划全面展示未来建设蓝图。
5、结语
城市规划的延续性和超前性导致了城市仿真技术的需求与应用。城市仿真技术及系统在城市规划中可使规划部门、项目开发方、工程人员及公众实时互动地看到规划效果，获得直观感受，打破专业人员与和非专业人员间的沟通障碍，使各部门间通过信息共享的仿真系统进行沟通，发现与解决城市规划设计中的缺陷。但是，城市仿真技术只是为城市规划提供了更强有力的工具，城市规划的核心内容仍然始终是对人类对生存环境的持续性关注。
参考文献：
［1］曹晓丽，潘颖．虚拟现实技术对于建筑景观设计应用［J］．中国建材科技，2016，25（01）：39－40．
［2］周新邵，骆文芳，杨武．虚拟现实技术在城市规划中的应用［J］．湖南城市学院学报（自然科学版），2012，21（04）：69－73．
论文作者:梁成龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/25
标签：城市规划论文; 仿真技术论文; 建筑论文; 城市论文; 数据论文; 功能论文; 直观论文; 《基层建设》2019年第3期论文;