專利名稱：Arcview gis 3.2技術(shù)在山地建筑設(shè)計(jì)上的應(yīng)用發(fā)明的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及山地建筑的ー種設(shè)計(jì)方法，尤其是基于ARCVIEW GIS 3. 2平臺的山地建筑設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)山地建筑設(shè)計(jì)方法相比，ARCVIEW GIS 3. 2可以幫助人們獲取復(fù)雜的、系統(tǒng)山地信息，通過分析與數(shù)學(xué)模擬，建立起山地要素的過去、現(xiàn)在和預(yù)測未來的動(dòng)態(tài)發(fā)展體系。特別是ARCVIEW GIS 3. 2技術(shù)強(qiáng)大的空間分析、三維分析和影像分析功能與數(shù)據(jù)管理能力，可應(yīng)用于山地建筑設(shè)計(jì)的諸多方面研究。結(jié)合建筑設(shè)計(jì)，如對山地進(jìn)行坡度、坡向、高程、山體陰影度、可視性等方面的分析，有助于建筑師更接近建筑本質(zhì)，做出正確決策
發(fā)明內(nèi)容
為了提高傳統(tǒng)山地建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)性、科學(xué)性，解決現(xiàn)有山地建筑設(shè)計(jì)方法中缺乏定性和定量分析，本發(fā)明提出了一種基于ARCVIEW GIS 3. 2技術(shù)的山地建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用方法。步驟1，數(shù)據(jù)的收集。目前建立城市空間地形數(shù)據(jù)庫的最主要的數(shù)據(jù)來源是地圖形。它表示地球表面的水系、地勢、土質(zhì)、植被、居民點(diǎn)、交通網(wǎng)、境界線等自然地理要素和社會(huì)人文要素一般特征。步驟2，空間數(shù)據(jù)庫的建立。地形圖的數(shù)字化采集與圖形輸出，選用矢量地形圖，利用AUTOCAD建立數(shù)字高程數(shù)據(jù)空間模型和其他現(xiàn)狀建筑、河流水體、植被狀況、道路交通等專項(xiàng)矢量數(shù)據(jù)模型，用點(diǎn)(Point)、線(Line)、面(Polygon)三種主要的圖形元素來抽象表示地理對象。然后利用ARCVIEW GIS 3. 2的軟件CAD Reader模塊將矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入，轉(zhuǎn)化為ArcView空間數(shù)據(jù)庫shape File,并注意通過要素屬性表對CAD原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和校正。步驟3，建立數(shù)字高程模型(DEM)。其生產(chǎn)方法一般分為三種等值線DEM、TIN DEM及格網(wǎng)DEM。步驟4，形態(tài)分析。調(diào)整數(shù)字高程模型分類，使等高線按一定的間距以遞增(或遞減)方向分成若干組，通過3D Scene工具生成三維虛擬場景和剖面圖工具從3D Shapefile生成三維縱剖面，運(yùn)用Surface/Derive Aspect的命令輸出地形坡向值,結(jié)合建筑設(shè)計(jì)資料集上處理手法經(jīng)濟(jì)性劃分坡度，并將其作為用地分類的標(biāo)準(zhǔn)；另ー方面，通過山體陰影工具，對不同時(shí)段時(shí)太陽高度角的設(shè)定，可以直觀地對不同時(shí)段基地的日照情況進(jìn)行比較，從而確定建筑處理手法。步驟5,景觀分析。假設(shè)B為景點(diǎn)，A為建筑所在位置,通過Line of sight進(jìn)行通視分析,檢測觀察點(diǎn)A點(diǎn)是否可以觀察到B點(diǎn)，通過縱剖面顯示可以更為直觀地分析視線的遮擋情況，視域分析可以得到觀察建筑周邊視野的開闊程度。
步驟6，交通分析。利用ARCVIEW GIS 3. 2三維可視化的同時(shí)，對場地的坡度和剖面進(jìn)行分析，利用地形剖面工具進(jìn)行道路截面設(shè)計(jì)，并結(jié)合可視域分析進(jìn)行道路布線方式的景觀評估，進(jìn)行立體的交通設(shè)計(jì)。步驟7，工程技術(shù)分析。在ARCVIEW GIS 3. 2里可以通過平面曲率分析山脊和山谷的疏密程度，運(yùn)用水文分工具生成水文數(shù)據(jù)，進(jìn)行水流方向和地面水系分布、流量等方面分析。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明做具體實(shí)施例分析 步驟1，數(shù)據(jù)的收集。包括影響山地建筑的各種自然影響因素地質(zhì)、地形、氣候、水文、植被。目前建立城市空間地形數(shù)據(jù)庫的最主要的依據(jù)或者說數(shù)據(jù)來源是地圖形。它表示地球表面的水系、地勢、土質(zhì)、植被、居民點(diǎn)、交通網(wǎng)、境界線等自然地理要素和社會(huì)人文要素一般特征。步驟2，空間數(shù)據(jù)庫的建立。地形圖的數(shù)字化采集與圖形輸出，選用I : 500漳平東山公園2004年8月修測的矢量地形圖，利用AUT0CAD2007建立數(shù)字高程數(shù)據(jù)空間模型和其他現(xiàn)狀建筑、河流水體、植被狀況、道路交通等專項(xiàng)矢量數(shù)據(jù)模型，用點(diǎn)(Point)、線(Line)、面(Polygon)三種主要的圖形元素來抽象表示地理對象。然后利用ARCVIEW GIS3. 2的軟件CAD Reader模塊將矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入，轉(zhuǎn)化為ARCVIEW GIS 3. 2空間數(shù)據(jù)庫shapeFile,并注意通過要素屬性表對CAD原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和校正。步驟3，建立數(shù)字高程模型(DEM)。其生產(chǎn)方法一般分為三種等值線DEM、TIN DEM及格網(wǎng)DEM。采用TIN DEM將點(diǎn)狀要素(Point)生成不規(guī)則的三角網(wǎng)。步驟4，運(yùn)用ARCVIEW GIS 3. 2分析工具進(jìn)行形態(tài)分析。通過調(diào)整數(shù)字高程模型分類，使用地內(nèi)地形等高線按一定的間距以遞增(或遞減)方向分成若干組，分為五類，并通過白色、粉紅色、紅色、朱紅、玫瑰紅、紫紅的色塊變化，表示出高程逐漸増大的趨勢。同時(shí)結(jié)合3D Scene工具生成三維虛擬場景進(jìn)行高程分析。結(jié)合用地最高坡度值41. 9%，把i (i為用地分類的標(biāo)準(zhǔn)下的坡度)結(jié)合建筑設(shè)計(jì)資料集上各種坡度處理手法經(jīng)濟(jì)性，將其劃分為0 10%，10% 25%，25% 33. 3%，33. 3 % 41. 9 %四段作為用地分類的標(biāo)準(zhǔn)，由坡向分析可知，用地內(nèi)坡度主要在10 % 25%之間。同時(shí)，通過剖面圖工具從3D Shapefile生成三維縱剖面，可以清楚地觀察到地塊坡度變化趨勢。地形坡度大，故采用筑臺法和錯(cuò)層法結(jié)合經(jīng)濟(jì)。在ARCVIEW GIS 3. 2中，在輸出的坡向數(shù)據(jù)中，坡向值規(guī)定正北方向?yàn)?，正東方向?yàn)?0,以此類推。通過Surface/Derive Aspect的命令輸出地形坡向值,歸納綜合成九種坡向平緩坡、北坡、東北坡、東坡、東南坡、南坡、西南坡、西坡、西北坡。如圖，南坡范圍為藍(lán)綠色部分，主要集中在東南部三角區(qū)域。在建筑布局時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能的位于這個(gè)范圍內(nèi)，其次考慮東南坡。另外，通過山體陰影工具，對不同時(shí)段時(shí)太陽高度角的設(shè)定，可以直觀地對不同時(shí)段基地的日照情況進(jìn)行比較。步驟5，景觀分析。
假設(shè)B為景點(diǎn)，A為建筑所在位置，通過Line of sight進(jìn)行通視分析，檢測觀察點(diǎn)A點(diǎn)是否可以觀察到B點(diǎn)。通過兩點(diǎn)間視線分析結(jié)果可知，雖然視線局部有遮擋，但從觀察點(diǎn)A到目標(biāo)點(diǎn)B是可視的。另外，通過縱剖面顯示可以更為直觀地分析視線的遮擋情況。并通過視域分析可以得到觀察建筑周邊視野的開闊程度。同時(shí)通過設(shè)置三維表面高程值，分析整個(gè)建筑不同樓層時(shí)所帯來的周邊景觀資源，綜合地進(jìn)行評估。步驟6，交通分析。利用ARCVIEW GIS 3. 2三維可視化的同時(shí)，對場地的坡度和剖面進(jìn)行分析，進(jìn)行立體的交通設(shè)計(jì)。依據(jù)不同情況，可以采用網(wǎng)格狀、環(huán)狀、放射狀、枝狀、立交或綜合布置等方式進(jìn)行山地道路線型設(shè)計(jì)。利用地形剖面工具進(jìn)行道路截面設(shè)計(jì)，并結(jié)合可視域分析進(jìn)行道路布線方式的景觀評估。以A B，A C枝狀路內(nèi)主干路設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析，坡度相對平緩，對經(jīng)濟(jì)和技術(shù)要求低，簡便易行，而且道路視野開闊，與周邊的山地景觀結(jié)合形成豐富視景，増加行進(jìn)時(shí)的趣味性。
步驟7，工程技術(shù)分析。在ARCVIEW GIS 3. 2里可以通過平面曲率分析山脊和山谷的疏密程度。另外，通過水文分工具生成水文數(shù)據(jù)，進(jìn)行水流方向和地面水系分布、流量等方面分析。紅色和紫色表示的是南向自然排水，黃色和暗緑色表示的是北向自然排水。
權(quán)利要求
1.ARCVIEff GIS 3. 2技術(shù)在山地建筑設(shè)計(jì)上的應(yīng)用發(fā)明，其方法如下 步驟1，數(shù)據(jù)的收集。目前建立城市空間地形數(shù)據(jù)庫的最主要的數(shù)據(jù)來源是地圖形。它表示地球表面的水系、地勢、土質(zhì)、植被、居民點(diǎn)、交通網(wǎng)、境界線等自然地理要素和社會(huì)人文要素一般特征。
步驟2，空間數(shù)據(jù)庫的建立。地形圖的數(shù)字化采集與圖形輸出，選用矢量地形圖，利用AUTOCAD建立數(shù)字高程數(shù)據(jù)空間模型和其他現(xiàn)狀建筑、河流水體、植被狀況、道路交通等專項(xiàng)矢量數(shù)據(jù)模型，用點(diǎn)(Point)、線(Line)、面(Polygon)三種主要的圖形元素來抽象表示地理對象。然后利用ARCVIEW GIS 3. 2的軟件CAD Reader模塊將矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入，轉(zhuǎn)化為ARCVIEW空間數(shù)據(jù)庫shape File，并注意通過要素屬性表對CAD原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和校正。
步驟3，建立數(shù)字高程模型(DEM)。其生產(chǎn)方法一般分為三種等值線DEM、TIN DEM及格網(wǎng)DEM。
步驟4，形態(tài)分析。
調(diào)整數(shù)字高程模型分類，使等高線按一定的間距以遞增(或遞減)方向分成若干組，通過3D Scene工具生成三維虛擬場景和剖面圖工具從3D Shapefile生成三維縱剖面，運(yùn)用Surface/Derive Aspect的命令輸出地形坡向值,結(jié)合建筑設(shè)計(jì)資料集上處理手法經(jīng)濟(jì)性劃分坡度，并將其作為用地分類的標(biāo)準(zhǔn)；另ー方面，通過山體陰影工具，對不同時(shí)段時(shí)太陽高度角的設(shè)定，可以直觀地對不同時(shí)段基地的日照情況進(jìn)行比較，從而確定建筑處理手法。
步驟5，景觀分析。
假設(shè)B為景點(diǎn)，A為建筑所在位置，通過Line of sight進(jìn)行通視分析，檢測觀察點(diǎn)A點(diǎn)是否可以觀察到B點(diǎn)，通過縱剖面顯示可以更為直觀地分析視線的遮擋情況，視域分析可以得到觀察建筑周邊視野的開闊程度。
步驟6,交通分析。
利用ARCVIEW GIS 3. 2三維可視化的同時(shí)，對場地的坡度和剖面進(jìn)行分析，利用地形剖面工具進(jìn)行道路截面設(shè)計(jì)，并結(jié)合可視域分析進(jìn)行道路布線方式的景觀評估，進(jìn)行立體的交通設(shè)計(jì)。
步驟7，工程技術(shù)分析。
在ARCVIEW GIS 3. 2里可以通過平面曲率分析山脊和山谷的疏密程度，運(yùn)用水文分エ具生成水文數(shù)據(jù)，進(jìn)行水流方向和地面水系分布、流量等方面分析。
全文摘要
本發(fā)明涉及山地建筑的一種設(shè)計(jì)方法，尤其是基于ARCVIEW GIS 3.2平臺的山地建筑設(shè)計(jì)方法。目前關(guān)于山地建筑設(shè)計(jì)常見的方法有手繪、CAD制圖、3DMAX、SU、手工模型研究等，其設(shè)計(jì)方法趨向于二維的、靜態(tài)的研究。本發(fā)明一種基于ARCVIEW GIS 3.2技術(shù)的山地建筑設(shè)計(jì)方法，具體如下步驟1，數(shù)據(jù)的收集。步驟2，建立空間數(shù)據(jù)庫。步驟3，建立數(shù)字高程模型(DEM)。步驟4，形態(tài)分析。步驟5，景觀分析。步驟6，交通分析。步驟7，工程技術(shù)分析。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了山地建筑設(shè)計(jì)定量定性的科學(xué)分析方法，其空間分析、三維分析和影像分析功能與數(shù)據(jù)管理能力，可應(yīng)用于山地建筑設(shè)計(jì)的諸多方面研究，前景可觀。
文檔編號G06F17/50GK102693328SQ201110071469
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者黃丹丹 申請人:黃丹丹