一种基于地块罩面的城市高度精细化管控方法

摘要

本发明公开了一种基于地块罩面的城市高度精细化管控方法，包括以下几个步骤：步骤一：获取表现研究区域高度控制要素的地图资料；步骤二：在景观目标与视觉敏感地块周边，确定重要的观景视点及其相关视域；步骤三：针对视觉敏感地块，制定城市高度控制原则；步骤四：在ArcGIS平台为视觉敏感地块建立建筑高度控制面模型；步骤五：在建筑高度控制面模型基础上建立地块罩面模型；步骤六：在地块城市设计图则中应用地块罩面模型，用于城市高度精细化管控。

说明书

技术领域

本发明涉及城市规划技术领域，具体涉及一种基于地块罩面的城市高度精细化管控方法。

背景技术

自然山水或人文景观的保护与显现具有绿色生态保护、场所活力激发和城市特色塑造等多重价值。由于临山近水以及历史文化资源周边地段常为土地开发的热点地段，而土地潜在的价值有可能带来对高强度开发土地的诉求，由此形成景观保护与建设高度控制的冲突与矛盾。此类地段中的开发建设地块因此成为城市中的视觉敏感地块。

国内目前对视觉敏感地块的高度管控，在管控方法上较多采用 “视廊”或分区控制等二维方法，并在规划管理的实际工作中大量采用“放气球”式的试错法。上述方法在复杂地形下较难适应，也难以体现与运动相关联的景观感知的动态性；在管控指标上较多采用控制性详细规划中以地块为单位的单一高度上限值为管控指标。对于城市视觉敏感地块，尤其是大尺度地块而言，在同样的高度上限指标内，由于城市下垫面的起伏影响以及相同高度的建筑在地块内的布局差异，可能形成的建筑形体轮廓将千差万别，对于城市山水与人文景观产生的影响较难预判。

有鉴于此，针对城市视觉敏感地块，确有必要通过梳理对自然山水或人文景观的眺望原理，探讨适应复杂地形和动态视觉特性的多维度量化分析方法，并提出与传统的单一限高指标相比更为精准高效的管控方法，从而在城市景观生态保护的前提下，兼顾城市高度轮廓控制与土地使用效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于地块罩面的城市高度精细化管控方法，针对视觉敏感地块，结合计算机三维模拟技术和GIS技术，探索景观视线分析、生成建筑高度控制面及获取建筑高度控制数据等技术方法，并有效转化为规划管理程序中的控制语言，从而弥补现行法定规划高度控制在精度和效率上的不足，实现兼顾城市高度轮廓控制与土地使用效率的双重目标。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于地块罩面的城市高度精细化管控方法，包括：

S1：获取表现研究区域高度控制要素的地图资料；所述高度控制要素包括景观目标、观景视点及其相关视域以及视觉敏感地块；

S2：在景观目标与视觉敏感地块周边，确定重要的观景视点及其相关视域；

S3：针对视觉敏感地块，制定城市高度控制原则；所述城市高度控制原则是指从观景视点观察景观目标时，景观目标应能呈现的最少范围指标，即最低可视标高；

S4：在ArcGIS平台为视觉敏感地块建立建筑高度控制面模型；包括：

S4.1：运用ArcGIS的“视域”命令查找观景点的可视面范围，确定目标点的空间位置，建立景观目标最低可视标高点的连线，并生成TIN格式的控制面域，当观景区和/或目标区由多个高度坐标不同的点构成时，那么控制面域将变成一个连续的曲面；

S4.2：在ArcGIS环境中，将控制视域的TIN格式转化格栅格式，运用“栅格计算器”命令进行视域与地形表面的“减法”运算，得到用地可建设的相对高度值，如果一个地块被多个控制视域覆盖，那么按照最小值的原则选取控制高度值；

S4.3：建筑高度控制面具有三维曲面的复杂性，通过ArcGIS的可视化处理，将曲面简化为阶梯状的连续平台，便于取得地块内任意一点的建筑高度控制上限值；所述建筑高度控制上限值为建筑高度控制的绝对高度值；

S5：在建筑高度控制面模型基础上建立地块罩面模型；所述地块罩面，包括由地块水平向可建设的最大范围和地块垂直向建筑高度控制面组成的三维空间范围，反映出地块内建筑在水平向与垂直向可占据的空间最大值；

S6：在地块城市设计图则中应用地块罩面模型，用于城市高度精细化管控。

步骤S1中，所述地图资料为CAD图或GIS图。

步骤S1中，所述景观目标包括城市重要的自然景观或历史景观，如在城市总体规划中纳入特色意图区的山体、水体、古代历史遗迹；

所述视觉敏感地块包括位于景观目标与观景视点之间，对景观目标的显现有视觉影响的城市开发建设地块。

步骤S2中，所述重要的观景视点指利于公众观赏景观目标的地点，包括景观目标周边的城市交通廊道、公共开敞空间以及公共观景平台；

所述相关视域，包括从重要的观景视点看向景观目标时，在水平面上形成的观景视线范围。

步骤S6中，所述地块城市设计图则包括针对城市设计的管控要素提出具体的控制和引导要求的技术图件，图则中的控制图与说明文字包含对地块内的建筑高度提出的控制要求；

所述在地块城市设计图则中应用地块罩面模型，是指在图则中表达地块罩面的建立方法，具体指在图则的控制图中显示地块罩面模型在水平方向的定位数据，在图则的剖面图中显示地块罩面模型在垂直方向的定位数据；

所述城市高度精细化管控，包括城市规划管理部门在对视觉敏感地块建筑设计方案审批时，以地块城市设计图则中与地块罩面相对应的建筑高度控制要求作为建筑高度审批依据。

本发明的有益效果：

（1）本发明利用ArcGIS平台，在分析景观视线、建立建筑高度控制罩面及获取建筑高度控制数据方面显著提高了量化分析效率，实现手动分析难以完成的复杂计算，避免了二维高度分析与手动叠加计算的巨大工作量。

（2）常规以单一限高数值管控地块高度的方式，对于城市视觉敏感地块，有可能因取值过高而破坏山水人文景观，或因取值过低而浪费有限的可建设土地资源，本发明有助于实现兼顾城市高度轮廓控制与土地使用效率的双重目标。

（3）在规划管理部门对城市视觉敏感地段进行具体的建筑设计项目管理与审批过程中，高度管控数据上的相对粗放，将更加依赖于管理人员自身的规划管理经验和判断，以城市设计图则中的精细高度控制图文作为实施管控依据，将大大减轻城市规划管理在高度控制方面的工作难度，避免因主观判断造成的偏差。

（4）基于ArcGIS平台生成的地块罩面实质上为地块的开发建设提供了总体的外轮廓包裹面，可以直接用于指导地块建筑设计过程中的建筑体量布局。

（5）基于地块罩面的城市高度精细化管控方法，适用于普遍存在的城市视觉敏感地段，实用性强，适应性广。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施的城市高度精细化管控的流程示意图；

图2为在景观目标与视觉敏感地块周边，确定重要的观景视点及其相关视域示意图；

图3为针对视觉敏感地块，制定城市高度控制原则示意图；

图4为在ArcGIS平台为视觉敏感地块建立建筑高度控制面模型示意图；

图5为在ArcGIS平台中，将建筑高度控制面的曲面简化为阶梯状的连续平台，并确定各级平台建筑高度控制上限值示意图；

图6为在建筑高度控制面模型基础上建立地块罩面模型示意图；

图7为在地块城市设计图则中应用地块罩面模型，在图则的控制图中显示地块罩面模型在水平方向的定位数据示意图；

图8为在地块城市设计图则中应用地块罩面模型，在图则的剖面图中显示地块罩面模型在垂直方向的定位数据示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

S1：获取表现研究区域高度控制要素的地图资料；

包括收集研究城市高度的相关地图资料，所述地图资料可以为CAD图或GIS图，确保地图资料可以精确地表现地形竖向、研究范围内的景观目标、观景视点及其相关视域、视觉敏感地块。

S2：在景观目标与视觉敏感地块周边，确定重要的观景视点及其相关视域；

如图2,在视觉敏感地块周边，景观目标为地块西侧的连续山体景观；观景视点为地块东侧城市道路沿线视点。根据实景调研结果，可将城市道路分为A、B、C三段，城市道路A段与C段（图中黑色实线）能够观看连续山体景观，城市道路B段（图中黑色虚线）被道路西侧山丘及树木遮挡，无法看见山体。因此，以城市道路A段与C段为重要的观景视点，在水平面上形成的观景视线范围对应视域A和视域C。

S3：针对视觉敏感地块，制定城市高度控制原则；

如图3，制定城市高度控制原则为：通过建筑高度控制面对视觉敏感地块内部新建建筑高度的限制，从观景视点看向山体时，山体至少能显现上部三分之一的山体高度。

S4：为视觉敏感地块建立建筑高度控制面模型；

如图4，建立观景视点在人视标高的连线，即A段道路人视标高连线和B段道路人视标高连线；建立景观目标最低可视标高点的连线，即三分之一山体轮廓线。在A段道路人视标高连线与三分之一山体轮廓线之间进行连接，通过ArcGIS生成TIN格式的控制面域，即视域A相关的建筑高度控制面；在C段道路人视标高连线与三分之一山体轮廓线之间进行连接，通过ArcGIS生成TIN格式的控制面域，即视域C相关的建筑高度控制面。将两个建筑高度控制面数据叠合，并借助ArcGIS取两者交集（当地块内同一点存在两个视点相关的建筑高度控制值时，取较低的建筑高度控制值），形成叠合后的建筑高度控制面。

如图5，建筑高度控制面具有三维曲面的复杂性，通过ArcGIS的可视化处理，将曲面简化为阶梯状的连续平台，便于取得地块内任意一点的建筑高度控制上限值；所述建筑高度控制上限值为建筑高度控制的绝对高度值。

S5：在建筑高度控制面模型基础上建立地块罩面模型；

如图6，建筑高度控制面限定了地块内建筑在垂直向可占据的空间最大值，建筑退让地块边界的距离限定了地块内建筑在水平向可占据的空间最大值，上述两者构成三维空间中的地块罩面模型。当地块内的建筑形体被控制在这一罩面模型内时，则能达到预设的观景效果，即从视域A与视域C看向山体时，至少可见上部三分之一的山体景观。

S6：在地块城市设计图则中应用地块罩面模型，用于城市高度精细化管控；

地块城市设计图则中的控制图与说明文字包含对地块内的建筑高度提出的控制要求。在图则中表达地块罩面的建立方法，如图7，在图则的控制图中显示地块罩面模型在水平方向的定位数据；如图8，在图则的剖面图中显示地块罩面模型在垂直方向的定位数据。

在建筑设计的过程中，建筑设计师一方面可以依据图则建立地块罩面的三维模型，并将建筑设计方案置于罩面模型中进行校核，验证建筑设计中高度轮廓是否符合城市设计要求；另一方面，城市规划管理部门在对视觉敏感地块建筑设计方案审批时，可以通过地块城市设计图则中与地块罩面相对应的建筑高度控制要求作为建筑高度审批依据。