CN102693328A - Arcview gis 3.2技术在山地建筑设计上的应用发明 - Google Patents

Abstract

本发明涉及山地建筑的一种设计方法，尤其是基于ARCVIEW GIS 3.2平台的山地建筑设计方法。目前关于山地建筑设计常见的方法有手绘、CAD制图、3DMAX、SU、手工模型研究等，其设计方法趋向于二维的、静态的研究。本发明一种基于ARCVIEW GIS 3.2技术的山地建筑设计方法，具体如下：步骤1，数据的收集。步骤2，建立空间数据库。步骤3，建立数字高程模型(DEM)。步骤4，形态分析。步骤5，景观分析。步骤6，交通分析。步骤7，工程技术分析。本发明实现了山地建筑设计定量定性的科学分析方法，其空间分析、三维分析和影像分析功能与数据管理能力，可应用于山地建筑设计的诸多方面研究，前景可观。

Description

ARCVIEW GIS 3.2技术在山地建筑设计上的应用发明

技术领域

本发明涉及山地建筑的一种设计方法，尤其是基于ARCVIEW GIS 3.2平台的山地建筑设计方法。 

背景技术

与传统山地建筑设计方法相比，ARCVIEW GIS 3.2可以帮助人们获取复杂的、系统山地信息，通过分析与数学模拟，建立起山地要素的过去、现在和预测未来的动态发展体系。特别是ARCVIEW GIS 3.2技术强大的空间分析、三维分析和影像分析功能与数据管理能力，可应用于山地建筑设计的诸多方面研究。结合建筑设计，如对山地进行坡度、坡向、高程、山体阴影度、可视性等方面的分析，有助于建筑师更接近建筑本质，做出正确决策。 

发明内容

为了提高传统山地建筑设计系统性、科学性，解决现有山地建筑设计方法中缺乏定性和定量分析，本发明提出了一种基于ARCVIEW GIS 3.2技术的山地建筑设计应用方法。 

步骤1，数据的收集。目前建立城市空间地形数据库的最主要的数据来源是地图形。它表示地球表面的水系、地势、土质、植被、居民点、交通网、境界线等自然地理要素和社会人文要素一般特征。 

步骤2，空间数据库的建立。地形图的数字化采集与图形输出，选用矢量地形图，利用AUTOCAD建立数字高程数据空间模型和其他现状建筑、河流水体、植被状况、道路交通等专项矢量数据模型，用点(Point)、线(Line)、面(Polygon)三种主要的图形元素来抽象表示地理对象。然后利用ARCVIEW GIS 3.2的软件CAD Reader模块将矢量数据导入，转化为ArcView空间数据库shape File，并注意通过要素属性表对CAD原始数据进行检查和校正。 

步骤3，建立数字高程模型(DEM)。其生产方法一般分为三种：等值线DEM、TIN DEM及格网DEM。 

步骤4，形态分析。 

调整数字高程模型分类，使等高线按一定的间距以递增(或递减)方向分成若干组，通过3D Scene工具生成三维虚拟场景和剖面图工具从3D Shapefile生成三维纵剖面，运用Surface/Derive Aspect的命令输出地形坡向值，结合建筑设计资料集上处理手法经济性划分坡度，并将其作为用地分类的标准；另一方面，通过山体阴影工具，对不同时段时太阳高度角的设定，可以直观地对不同时段基地的日照情况进行比较，从而确定建筑处理手法。 

步骤5，景观分析。 

假设B为景点，A为建筑所在位置，通过Line of sight进行通视分析，检测观察点A点是 否可以观察到B点，通过纵剖面显示可以更为直观地分析视线的遮挡情况，视域分析可以得到观察建筑周边视野的开阔程度。 

步骤6，交通分析。 

利用ARCVIEW GIS 3.2三维可视化的同时，对场地的坡度和剖面进行分析，利用地形剖面工具进行道路截面设计，并结合可视域分析进行道路布线方式的景观评估，进行立体的交通设计。 

步骤7，工程技术分析。 

在ARCVIEW GIS 3.2里可以通过平面曲率分析山脊和山谷的疏密程度，运用水文分工具生成水文数据，进行水流方向和地面水系分布、流量等方面分析。 

具体实施方式

下面对本发明做具体实施例分析： 

步骤1，数据的收集。包括影响山地建筑的各种自然影响因素：地质、地形、气候、水文、植被。目前建立城市空间地形数据库的最主要的依据或者说数据来源是地图形。它表示地球表面的水系、地势、土质、植被、居民点、交通网、境界线等自然地理要素和社会人文要素一般特征。 

步骤2，空间数据库的建立。地形图的数字化采集与图形输出，选用1∶500漳平东山公园2004年8月修测的矢量地形图，利用AUTOCAD2007建立数字高程数据空间模型和其他现状建筑、河流水体、植被状况、道路交通等专项矢量数据模型，用点(Point)、线(Line)、面(Polygon)三种主要的图形元素来抽象表示地理对象。然后利用ARCVIEW GIS 3.2的软件CAD Reader模块将矢量数据导入，转化为ARCVIEW GIS 3.2空间数据库shape File，并注意通过要素属性表对CAD原始数据进行检查和校正。 

步骤3，建立数字高程模型(DEM)。其生产方法一般分为三种：等值线DEM、TIN DEM及格网DEM。采用TIN DEM将点状要素(Point)生成不规则的三角网。 

步骤4，运用ARCVIEW GIS 3.2分析工具进行形态分析。 

通过调整数字高程模型分类，使用地内地形等高线按一定的间距以递增(或递减)方向分成若干组，分为五类，并通过白色、粉红色、红色、朱红、玫瑰红、紫红的色块变化，表示出高程逐渐增大的趋势。同时结合3D Scene工具生成三维虚拟场景进行高程分析。 

结合用地最高坡度值41.9％，把i(i为用地分类的标准下的坡度)结合建筑设计资料集上各种坡度处理手法经济性，将其划分为：0～10％，10％～25％，25％～33.3％，33.3％～41.9％四段作为用地分类的标准，由坡向分析可知，用地内坡度主要在10％～25％之间。同时，通过剖面图工具从3D Shapefile生成三维纵剖面，可以清楚地观察到地块坡度变化趋势。地形坡度大，故采用筑台法和错层法结合经济。 

在ARCVIEW GIS 3.2中，在输出的坡向数据中，坡向值规定：正北方向为0，正东方向为90，以此类推。通过Surface/Derive Aspect的命令输出地形坡向值，归纳综合成九种坡向：平缓坡、北坡、东北坡、东坡、东南坡、南坡、西南坡、西坡、西北坡。如图，南坡范围为蓝 绿色部分，主要集中在东南部三角区域。在建筑布局时应当尽可能的位于这个范围内，其次考虑东南坡。另外，通过山体阴影工具，对不同时段时太阳高度角的设定，可以直观地对不同时段基地的日照情况进行比较。 

步骤5，景观分析。 

假设B为景点，A为建筑所在位置，通过Line of sight进行通视分析，检测观察点A点是否可以观察到B点。通过两点间视线分析结果可知，虽然视线局部有遮挡，但从观察点A到目标点B是可视的。另外，通过纵剖面显示可以更为直观地分析视线的遮挡情况。并通过视域分析可以得到观察建筑周边视野的开阔程度。同时通过设置三维表面高程值，分析整个建筑不同楼层时所带来的周边景观资源，综合地进行评估。 

步骤6，交通分析。 

利用ARCVIEW GIS 3.2三维可视化的同时，对场地的坡度和剖面进行分析，进行立体的交通设计。依据不同情况，可以采用网格状、环状、放射状、枝状、立交或综合布置等方式进行山地道路线型设计。利用地形剖面工具进行道路截面设计，并结合可视域分析进行道路布线方式的景观评估。以A～B，A～C枝状路内主干路设计为例进行分析，坡度相对平缓，对经济和技术要求低，简便易行，而且道路视野开阔，与周边的山地景观结合形成丰富视景，增加行进时的趣味性。 

步骤7，工程技术分析。 

在ARCVIEW GIS 3.2里可以通过平面曲率分析山脊和山谷的疏密程度。另外，通过水文分工具生成水文数据，进行水流方向和地面水系分布、流量等方面分析。红色和紫色表示的是南向自然排水，黄色和暗绿色表示的是北向自然排水。 

表1，基于ARCVIEW GIS 3.2山地建筑设计的技术路线 

通过上述表格可以看出，本发明的实施例很成功，达到了预期的目标，找到了山地建筑设计更为定性和定量的建筑设计方法，避免了过去山地建筑设计二维、静态的设计方法。ARCVIEW GIS 3.2技术在山地建筑设计中运用，通过山地进行坡度、坡向、高程、山体阴影度、可视性等方面的定性定量地分析，有助于建立起系统的、动态的、三维的建筑设计方法，帮助建筑师进行更为科学的调研与构思创作，做出正确决策，其前应用前景是十分广阔的。 

Claims (1)

1.ARCVIEW GIS 3.2技术在山地建筑设计上的应用发明，其方法如下：

步骤1，数据的收集。目前建立城市空间地形数据库的最主要的数据来源是地图形。它表示地球表面的水系、地势、土质、植被、居民点、交通网、境界线等自然地理要素和社会人文要素一般特征。

步骤2，空间数据库的建立。地形图的数字化采集与图形输出，选用矢量地形图，利用AUTOCAD建立数字高程数据空间模型和其他现状建筑、河流水体、植被状况、道路交通等专项矢量数据模型，用点(Point)、线(Line)、面(Polygon)三种主要的图形元素来抽象表示地理对象。然后利用ARCVIEW GIS 3.2的软件CAD Reader模块将矢量数据导入，转化为ARCVIEW空间数据库shape File，并注意通过要素属性表对CAD原始数据进行检查和校正。

步骤3，建立数字高程模型(DEM)。其生产方法一般分为三种：等值线DEM、TIN DEM及格网DEM。

步骤4，形态分析。

调整数字高程模型分类，使等高线按一定的间距以递增(或递减)方向分成若干组，通过3D Scene工具生成三维虚拟场景和剖面图工具从3D Shapefile生成三维纵剖面，运用Surface/Derive Aspect的命令输出地形坡向值，结合建筑设计资料集上处理手法经济性划分坡度，并将其作为用地分类的标准；另一方面，通过山体阴影工具，对不同时段时太阳高度角的设定，可以直观地对不同时段基地的日照情况进行比较，从而确定建筑处理手法。

步骤5，景观分析。

假设B为景点，A为建筑所在位置，通过Line of sight进行通视分析，检测观察点A点是否可以观察到B点，通过纵剖面显示可以更为直观地分析视线的遮挡情况，视域分析可以得到观察建筑周边视野的开阔程度。

步骤6，交通分析。

利用ARCVIEW GIS 3.2三维可视化的同时，对场地的坡度和剖面进行分析，利用地形剖面工具进行道路截面设计，并结合可视域分析进行道路布线方式的景观评估，进行立体的交通设计。

步骤7，工程技术分析。

在ARCVIEW GIS 3.2里可以通过平面曲率分析山脊和山谷的疏密程度，运用水文分工具生成水文数据，进行水流方向和地面水系分布、流量等方面分析。