浅谈城市规划中计算机辅助设计的应用

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[摘 要]随着科学的发展，计算机技术已经突飞猛进，目前，几乎已经渗透到社会工作的各个领域当中，其中，计算机辅助设计技术对规划设计水平的提高起到了决定性的作用。本文首先分析了计算机辅助设计的优点，进而就计算机辅助设计在城市规划中的作用及应用进行了详细的阐述。

[关键词]计算机辅助设计；城市规划；应用

中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0334-01

一、计算机辅助设计概念及应用分析

计算机辅助设计（CAD-Computer Aided Design）是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或者是图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD系统一般分为二维CAD和三维CAD系统。目前，CAD应用系统已将设计、绘图、分析、仿真、加工等一系列功能集中到一个系统内，且已经广泛应用到城市规划中，其应用也使规划效率大幅度得到提高，图纸文件更加规范、直观。

二、计算机辅助设计的优点分析

计算机辅助设计是上世纪八十年代在国外兴起后迅速传人我国设计领域的一项高科技手段，此前我国的工程效果图表现方法主要以水粉渲染为主，喷笔谊染为其次。上世纪九十年代初，电脑效果图在我国刚刚出现不久，在1991年的“第三届全国建筑画展”的参展作品中，已经出现了有用电脑绘制的建筑画作品，不过数量比较少，而且水平也不算太高，这与当时电脑硬件价格昂贵，设计软件的水平较低，电脑绘图的普及率不高是有很大关系的。此后一些大专院校和职业培训学校逐步开办了电脑绘图课程，电脑硬件和软件也迅速发展，这方面的人才才逐渐多了起来，水平也比以前要高出很多。计算机辅助设计之所以能迅速发展，能够得到大多数从业人员和业主的青睐，是因为它具有一下几个优点：

1.方便快捷、效率高，大型设计可以数人同时操作；2.它易修改，后期处理方便，数套设计方案可以同时推出；3.它的表现手段丰富，视觉冲击强烈；4.能较真实地体现环境（运用恰当的话）。上述特点与现代工业社会追求高效率、快节奏的工作方式是相符合的，这也正是其能够得到迅速发展的原因。

三、计算机辅助设计的功能

计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，简称CAD），是指利用电子计算机系统具备的图形功能来帮助设计人员进行设计，它可以提高设计工作的自动化程度，缩短设计时间。CAD系统主要具有以下功能：

它帮助设计人员交互式输入与绘制二维与三维图形，并可以对图形进行编辑修改。目前，规划编制和管理业务已经普遍采用计算机输入设计图形和文字，以人机交互方式编辑修改设计图，建立室外场地、背景物和建筑物的三维设计模型，产生透视图、渲染图。

3.2 CAD数据存储与管理。

设计图和描述设计产品的其他数据可以在CAD数据库中储存、管理，计算机能够快速检索设计图和描述设计产品数据。

3.3 图形计算与分析。

CAD可以对产品的不同样式、尺寸、结构等设计参数进行计算，对设计产品进行评估分析，从各种可能方案中选择最佳方案。

3.4 可视化表现与景观仿真。

可以利用CAD软件，产生二维与三维设计图。进一步利用计算机图形、图像处理技术，将多种图形、图像、文字资料综合到一起，进行编辑，使设计成果的表现效果更加丰富、吸引人。还可按某种预定的视角、方位、运动路径产生连续的渲染图，给观察者以动画的感觉。景观仿真比动画更进一步，观察者可以自己选择视角、方位、运动路径，即刻产生三维景观，戴上立体眼镜，配上操纵杆，使景观的模拟更有亲临其境的感觉。

四、计算机辅助设计的作用

计算机辅助设计技术的发展受到计算机图形、图像处理、数据库、人机交互等项技术的影响，现在已广泛应用于城市规划的日常业务。计算机辅助设计和图形、图像处理技术对规划业务的影响主要反映在以下六方面：

4.1提高修改、编辑设计成果的效率。虽然方案草图还以徒手画最方便，简单的成果图用熟练手工绘制也可很快完成，但对稍有复杂程度、需要反复编辑、多次修改的设计成果，和手工相比，采用CAD技术而提高的效率是很显著的。

4.2使规划设计成果、建设项目申请与审批的成果更精确、更详细。定坐标、注距离、量长度、算面积、平衡土方等工作用手工完成和用CAD相比，后者的精确性、详细程度明显好于前者（这些工作也可借助GIS来做）。当然，上述成果的精度受到地形测绘信息准确性的制约。

4.3减少差错和疏漏。以数字为媒体的设计，往往可以自动避免某些差错、疏漏，也可利用计算机程序来检查设计成果中的某些逻辑差错，并提醒用户改正。

4.4使设计成果的表达更加直观、丰富。计算机的渲染、动画、景观仿真技术使得到的图形、图像具有特殊的表现力，给人以直观、甚至是身临其境的感受，虚拟现实技术还可使一般用户交互式地、动态地体会景观。虽然手绘效果图、实体模型还会长期存在，但目前来说，难以实现计算机所达到的效果。

4.5便于资料保存、查询、积累。以数字为媒体的设计资料的保存介质比纸介质体积小、存储密度高，便于查找、积累，还可以通过计算机网络向外。

4.6突破传统设计上的某些局限。某些具有特殊造型的建筑物、道路、场地可利用CAD技术设计、表达出来，而用传统手工方法很难做到。

五、计算机辅助设计在城市规划中的应用

5.1在城市总体规划中的应用：总体规划是一个庞杂的系统，涉及多个学科，需要规划师系统、全面的分析各要素之间的关系，并提出优化方案，计算机辅助部分包括用地评定、用地分析、方案评价、辅助计算等内容。即对现状资料加工、存储后，结合城市用地的影响因素（如地形分析、交通分析、景观分析、地质灾害分析等）进行土地利用规划，优化用地布局，同时利用计算机完成人口预测、地块面积计算、用地平衡等辅助计算和图表设计，最终通过计算机内部的评价软件对方案整合确定。

5.2在详细规划中的应用：除了对用地的影响因素分析外，包括方案设计、三维造型、景观渲染、日影分析、数据统计等，还可以对规划区域进行高度仿真的动画演示，使规划区的整体风貌和配套设施、景观节点等淋漓尽致的展现在人们面前，利用先进的虚拟现实仿真技术可最大限度地还原城市现状面貌，并契合未来的规划三维模型。

5.3在城市测绘中的应用：地理信息系统已广泛应用到地形图测绘中，它是在计算机软硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性，以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统，为城市规划的落地、生根、实施起到了决定作用。

参考文献

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[2] 陆明，郭世元.《计算机辅助城市总体规划及其信息管理系统》，《哈尔滨工业大学学报》，2003年5月.

[3] 慕乾华.《计算机图形学在实践中的应用》，中国论文下载中心，2010-07-21.