【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字化城市设计与管理领域，具体涉及一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统。
技术介绍
1、城市信息模型(cim)是一个先进的跨学科领域，利用最先进的技术，包括地理信息系统(gis)、建筑信息模型(bim)、物联网(iot)和数据分析来构思、设计、管理和优化现代城市空间。城市信息模型的概念起源于建筑信息模型(bim)框架，其最初的目的是对设施的物理和功能特征进行数字化表示。从bim到cim的扩展标志着一个重大的演变，包括在一个城市范围内整合多个建筑、基础设施、公用事业和环境元素。
2、快速的城市化进程和高密度城市的精细管控迫切需要将cim模型应用到城市设计领域。从环境的可持续发展和高效的能源利用到交通管理和基础设施规划，城市设计的数字化管理系统可以为优化、管理城市的高质量发展和运行提供一个坚实的基础。
3、目前，技术的进步为城市设计数字化管理系统的发展和实现提供了可能。建筑信息模型(bim)已经从简单的三维设计表示法发展到将时间作为第四维(4d)，将成本作为第五维(5d)，能够更好地进行调度和成本估算。三维空间网络分析技术的兴起允许我们对城市4d数据进行可视化、提问、分析和解释，以了解空间关系、模式和趋势。
4、然而，城市设计数字化管理系统是通过数字技术与城市管理流程的整合实现的。研究表明，数字技术的发展提高了城市设计数字化管理系统实时决策和预测能力，与城市管理流程的结合提高了决策的可实施性。而传统的城市信息模型，强调工具统一的封闭数据流，导致分析决策结果与现实环境脱节，
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
2、一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，所述系统包括：城市信息模型轻量化模块，基于总师制度的城市设计管控指标空间统计模块，基于总师制度的城市设计开发校验模块，三维模型的可视化展示与设计模块和基于总师制度的城市设计管控模块，所述各个模块间均在系统中互相同步运行。
3、进一步地，所述城市信息模型轻量化模块包括：拓展citygml格式模块，城市土地数据读取子模块，城市建筑数据读取子模块，城市交通、绿地、水面数据读取子模块和citygml写入模块，是地区城市总设计师制度中的服务流程，其中地区城市总设计师制度中的服务流程总共包含四个服务流程，四个服务流程主要运用的数字分别为：城市设计管控文件数字化服务，建筑设计审查管理服务，城市建设进度跟踪服务和相关利益者协商服务。
4、进一步地，所述拓展citygml格式：在xsd文件中导入基本的citygml.landuse数据格式，定义12个复杂类型用于存储城市设计导则的额外控制指标，额外控制指标包括：用地兼容性质、用地面积、容积率、计容建筑面积、建筑密度、绿地率、建筑高度、公建配套要求、强制界面要求、强制零售商业界面要求、空中连廊要求、建筑通廊要求；接着将12个复杂类型添加到
5、citygml.landuse.landusetype中，在xsd文件中导入基本的citygml.building数据格式，定义一个复杂类型constructionprocess，包括一个属性phase，将该类型添加到citygml.building.buildingtype中，创建包含拓展的citygml实例文档；
6、优选地，创建包含拓展的citygml实例文档即可用于后续的java程序中，其中，citygml格式、citygml.landuse数据格式、citygml.landuse.landusetype是属于ogc城市地理标记语言的格式，ogc，英文全称open geospatial consortium，中文为国际开放地理信息协会；
7、所述城市土地数据读取子模块：基于城市设计导则的数据，在gis地理信息系统中绘制土地多边形图层,该多边形图层每个多边形代表一块土地，所述多边形图层中包含该土地的土地信息，土地信息包括：用地兼容性质、用地面积、容积率、计容建筑面积、建筑密度、绿地率、建筑高度、公建配套要求、强制界面要求、强制零售商业界面要求、空中连廊要求、建筑通廊要求；
8、优选地，在java中，使用geotools读取gis地理信息系统中的土地多边形图层，使用citygml4j将土地信息储存到citygml.landuse类中；
9、所述城市建筑数据读取子模块：基于开发商或设计师提供的ifc格式的bim建筑信息模型，使用ifcopenshell模块分别读取ifc文件中不同阶段的建筑信息，并将所述建筑信息转化为citygml2.0对象，写入到拓展后的citygml格式中，其中，在constructionprocess类型的phase属性中标记建设阶段；
10、所述城市交通、绿地、水面数据读取子模块：基于城市设计导则提供的shp数据，在gis地理信息系统中绘制城区或园区的交通系统多段线图层、城市水体和城市绿地的多边形图层，使用geotools读取gis地理信息系统中的交通系统多段线图层，使用citygml4j将交通信息储存到citygml.transportation类、citygml.waterbody类和citygml.vegetation类中。
11、所述citygml写入模块：通过citygml的输入工具将拓展的citygml数据存入到带postgis拓展的postgresql数据库中，并引入jdbc模块作为数据库连接工具连接postgresql数据库，管理城市设计数据的读写功能。
12、优选地，所述城市设计导则是基于城市颁布的设计规划定义的导则，根据城市设计导则获取该城市的各项土地与规划数据。
13、进一步地，所述基于总师制度的城市设计管控指标空间统计模块包括以下步骤：
14、构建城市设计指标库，将基于总师制度的城市设计管控指标进行汇总，基于总师制度的城市设计管控指标包括：用地性质占比、总用地面积、平均容积率、总计容建筑面积、平均建筑密度、平均绿地率；
15、录入城市设计指标的计算数据源，并根据计算数据源确定城市设计指标计算公式，所述计算数据源为阐释每个城市设计指标的含义；
16、基于流式计算框架编写各个城市设计指标的计算流程，首先利用stream库从数据源中创建流，接着使用stream库提供的计算操作定义计算流程，最后定义一个容器用于储存计算结果。
17、进一步地，所述基于总师制度的城市设计子系统空间聚合模块主要通过构建城市设计空间子系统，将基于总师制度的城市公共空间子系统进行空间聚合，或者根据建筑建设进度对子模型进行空间聚合，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，包括：城市信息模型轻量化模块，基于总师制度的城市设计管控指标空间统计模块，基于总师制度的城市设计开发校验模块，三维模型的可视化展示与设计模块和基于总师制度的城市设计管控模块，所述各个模块间均在系统中互相同步运行。
2.根据权利要求1所述的一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，所述城市信息模型轻量化模块包括：拓展cityGML格式模块，城市土地数据读取子模块，城市建筑数据读取子模块，城市交通、绿地、水面数据读取子模块和cityGML写入模块，是地区城市总设计师制度中的服务流程，其中地区城市总设计师制度中的服务流程总共包含四个服务流程，四个服务流程主要运用的数字分别为：城市设计管控文件数字化服务，建筑设计审查管理服务，城市建设进度跟踪服务和相关利益者协商服务。
3.根据权利要求2所述的一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，所述拓展cityGML格式：在xsd文件中导入基本的cityGML.Landuse数据格式，定义若干个复杂类型用于存储城市设计导
4.根据权利要求1所述的一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，所述基于总师制度的城市设计管控指标空间统计模块包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，所述基于总师制度的城市设计子系统空间聚合模块主要通过构建城市设计空间子系统，将基于总师制度的城市公共空间子系统进行空间聚合，或者根据建筑建设进度对子模型进行空间聚合，所述空间包括：城市设计开放空间、城市设计公共绿地、城市公建配套、建筑首层空间功能、建筑空中连廊，并录入城市设计空间子系统关联的相关指标，所述城市设计空间子系统关联的相关指标为城市设计空间子系统的含义，确定计算所需的数据源；
6.根据权利要求1所述的一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，基于总师制度的城市设计开发校验模块用于开发空间校验模块接收三维几何对象，所述三维几何对象分别是城市地块和设计建筑，执行数据统计校验功能计算设计建筑的建筑高度、建筑面积、容积率、绿地率和首层面积是否复合管控规则，执行三维布尔操作校验设计建筑的公共空间、建筑退线是否符合管控规则。
7.根据权利要求1所述的一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，三维模型的可视化展示与设计模块使用javascript的cesium模块开发三维模型的可视化功能用于渲染不同建设阶段的城市建设模型或者城市设计范围内的不同城市子系统，并提供实时渲染、漫游、放缩的功能用于3D模型的交互，并根据CityGML的LOD层级进行不同可视化精度的分级显示；
8.根据权利要求1所述的一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，基于总师制度的城市设计管控模块，该模块提供基于总师制度的四个服务流程，所述服务流程与上述模块进行交互实现数字化的城市管控；
...【技术特征摘要】
1.一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，包括：城市信息模型轻量化模块，基于总师制度的城市设计管控指标空间统计模块，基于总师制度的城市设计开发校验模块，三维模型的可视化展示与设计模块和基于总师制度的城市设计管控模块，所述各个模块间均在系统中互相同步运行。
2.根据权利要求1所述的一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，所述城市信息模型轻量化模块包括：拓展citygml格式模块，城市土地数据读取子模块，城市建筑数据读取子模块，城市交通、绿地、水面数据读取子模块和citygml写入模块，是地区城市总设计师制度中的服务流程，其中地区城市总设计师制度中的服务流程总共包含四个服务流程，四个服务流程主要运用的数字分别为：城市设计管控文件数字化服务，建筑设计审查管理服务，城市建设进度跟踪服务和相关利益者协商服务。
3.根据权利要求2所述的一种地区城市总设计师制度的城市设计数字化管理系统，其特征在于，所述拓展citygml格式：在xsd文件中导入基本的citygml.landuse数据格式，定义若干个复杂类型用于存储城市设计导则的额外控制指标，额外控制指标包括：用地兼容性质、用地面积、容积率、计容建筑面积、建筑密度、绿地率、建筑高度、公建配套要求、强制界面要求、强制零售商业界面要求、空中连廊要求、建筑通廊要求；接着将若干个复杂类型添加到citygml.landuse.landusetype中，在xsd文件中导入基本的citygml.building数据格式，定义一个复杂类型constructionprocess，包括一个属性phase，将该类型添加到citygml.building.buildingtype中，创建包含拓展的citygml实例文档；
4.根据权利要求1所述的一种地区城市...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙一民，卢培骏，张春阳，夏晟，黄烨勍，吕颖仪，应亦宁，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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