CN111767597B - 一种城市模型验证方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种城市模型验证方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种城市模型验证方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：对待建城市建立数字化的城市模型，并获取城市模型对应的气候数据和模拟条件参数；根据气候数据和模拟条件参数模拟城市模型的风场流动数据；根据风场流动数据，模拟城市模型中标的建筑的风环境数据；根据标的建筑的风环境数据更新城市模型，重复执行风场流动数据和风环境的模拟操作以及数字化的城市模型的更新操作，直至满足验证条件，得到经过验证的城市模型。上述技术方案通过模拟风场流动数据和标的建筑的风环境数据，实现对数字化的城市模型的优化更新，最终经过验证的城市模型具有较高的质量，为城市规划建设提供了可靠的依据。

Description

一种城市模型验证方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及城市规划技术领域，尤其涉及一种城市模型验证方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着城市化发展，各式各样的高层建筑大量涌现，而且布局多样、形貌复杂。城市中的各种建筑物和建筑群会显著地改变其周围的风场，使得城市街道、建筑物角部和入口等区域出现明显的风速加速，如果规划不合理，还会影响到空气流通、引起热岛效应等，影响人们的舒适度和城市微气候适宜指数。为了避免因不合理的建筑形式及布局规划造成不舒适、甚至危险的城市环境，需要在城市规划阶段，基于城市的风环境对城市建设方案进行模拟和验证，验证通过的城市建设方案才能得以实施。
通过风洞试验可以判定建筑风致敏感部位，但只能单一建筑群试验，效率低下；而传统数值模拟技术主要依靠人为设计复杂多样的参数输入，以示意城市建筑、街区布局等，模拟过程耗时较长，模拟后虽然可以呈现数值输出，但无法针对模拟结果进行过自动优化，如果城市模型质量较差，则不能实施建设，还需要重新规划并重新进行模拟和验证。
发明内容
本发明提供了一种城市模型验证方法、装置、设备及存储介质，以提高城市模型的质量，为城市规划建设提供可靠的依据。
第一方面，本发明实施例提供了一种城市模型验证方法，包括：
对待建城市建立数字化的城市模型，所述城市模型关联于气候数据和模拟条件参数；
根据所述城市模型关联的气候数据和模拟条件参数模拟所述城市模型的风场流动数据；
根据所述风场流动数据，模拟所述城市模型中标的建筑的风环境数据；
若所述城市模型不满足验证条件，则根据所述风环境数据更新所述城市模型，并重复执行上述风场流动数据和风环境的模拟操作，直至所述城市模型满足验证条件，得到经过验证的城市模型。
进一步的，对待建城市建立数字化的城市模型，包括：
采用分层数据集模式加载所述待建城市的三维地图，得到所述城市模型。
进一步的，所述气候数据包括自然风速；
所述模拟条件参数包括：风速入口边界和风速出口边界；
所述根据所述城市模型关联的气候数据和模拟条件参数模拟所述城市模型的风场流动数据，包括：
根据所述自然风速、风速入口边界和风速出口边界，基于指数规律模拟所述城市模型中垂直方向的风速分布；
根据所述风速分布确定所述风场流动数据，所述风场流动数据包括在所述城市模型中各位置坐标和各时刻对应的风场。
进一步的，还包括：
根据所述待建城市的城市规模、区域控制原则和计算精度要求，将所述城市模型划分为多个网格；
对所述风场流动数据和所述风环境数据的模拟，以及对所述城市模型的更新，均以网格为单位进行。
进一步的，根据所述风环境数据更新所述城市模型，包括：
根据所述风环境数据，通过以下方式至少之一更新所述城市模型：
在所述标的建筑周围增加防护林；
调整所述城市模型的建筑覆盖率；
调整所述城市模型的建筑容积率；
调整所述城市模型的建筑高度；
调整所述城市模型的建筑分布。
进一步的，所述验证条件，包括：
所述城市模型在所述风环境数据下的绿地覆盖率、建筑覆盖率、建筑群体容积率、空气流通率的加权量化值达到最优值。
进一步的，还包括：
将所述风场流动数据存储至分布式文件库；
将对多个标的建筑模拟得到的风环境数据嵌入至所述风场流动数据；
根据所述风场流动数据和各所述标的建筑的风环境数据，生成所述城市模型的验证结果。
第二方面，本发明实施例提供了一种城市模型验证装置，包括：
建模模块，用于根据待建城市建立数字化的城市模型，所述城市模型关联于气候数据和模拟条件参数；
风场模拟模块，用于根据所述城市模型关联的气候数据和模拟条件参数模拟所述城市模型的风场流动数据；
风环境模拟模块，用于根据所述风场流动数据，模拟所述城市模型中标的建筑的风环境数据；
更新模块，用于若所述城市模型不满足验证条件，则根据所述风环境数据更新所述城市模型；
循环执行模块，用于重复执行上述风场流动数据和风环境的模拟操作，直至所述城市模型满足验证条件，得到经过验证的城市模型。
第三方面，本发明实施例提供了一种设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的城市模型验证方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的城市模型验证方法。
本发明实施例提供了一种城市模型验证方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：对待建城市建立数字化的城市模型，并获取城市模型对应的气候数据和模拟条件参数；根据气候数据和模拟条件参数模拟城市模型的风场流动数据；根据风场流动数据，模拟城市模型中标的建筑的风环境数据；根据标的建筑的风环境数据更新城市模型，重复执行风场流动数据和风环境的模拟操作以及数字化的城市模型的更新操作，直至满足验证条件，得到经过验证的城市模型。上述技术方案通过模拟风场流动数据和标的建筑的风环境数据，对数字化的城市模型进行优化更新，得到经过验证的城市模型，提高了城市模型的质量，为城市规划建设提供了可靠的依据。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种城市模型验证方法的流程图；
图2为本发明实施例一提供的一种城市模型的示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种城市模型验证方法的流程图；
图4为本发明实施例三提供的一种城市模型验证装置的结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的一种设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种城市模型验证流程图，本实施例可适用于对待建城市的城市模型进行验证以确认城市建设方案的情况。具体的，该城市模型验证方法可以由城市模型验证装置执行，该城市模型验证装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在设备中。进一步的，设备包括但不限定于：台式计算机、笔记本电脑、智能手机以及平板电脑等电子设备。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
S110、对待建城市建立数字化的城市模型，所述城市模型关联于气候数据和模拟条件参数。
具体的，待建城市是指具有城市建设方案但还未实施建设的城市，针对待建城市，首先通过建立数字化的城市模型，基于风场流动情况和城市风环境对该城市模型进行验证，验证通过后再实施建设，其中，建立城市模型的过程实质是将真实城市的各种数据映射为数字化的模型的过程。
本实施例中，可以基于数字孪生技术、Unity3D、Cesium等3D引擎技术建立城市模型，实现基于多视角、多因素对超大建筑群的同时模拟，从而以更高分辨率三维呈现城市模型中的风场流动和风环境。数字孪生技术充分利用物理模型、传感器数据、运行历史数据等，集成多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，能够在虚拟空间中实现对真实城市各种数据的映射；Unity3D可用于建筑可视化，便于进行评估、展示和验证；Cesium作为一种3D框架，用于开发3D场景或2D地图，具有测面、测距、加载各种格式数据的功能。
本实施例中，在建立城市模型的过程中，还需要采集、分析并融合气候数据(例如不同季节的风速、风向、温度、湿度等)和模拟条件参数，模拟条件参数主要用于反映城市模型中的建筑分布，可以根据遥感数据、地形地貌数据、建筑群设计数据、城市街区布局数据以及物联网感知设备(例如各类传感器)等多元异构数据获得。
图2为本发明实施例一提供的一种城市模型的示意图。如图2所示，通过数字孪生技术建立城市模型，城市模型中包括了各种高度的建筑、绿地、各类设施等。在建立城市模型的同时，还输入该待建城市所在地理位置的气候数据，以及待建城市的模拟条件参数，例如城市街区布局、绿地覆盖、建筑高度和密度等，这些参数都会对城市内的风场流动和城市风环境造成影响。
S120、根据所述城市模型关联的气候数据和模拟条件参数模拟所述城市模型的风场流动数据。
具体的，根据气候数据和模拟条件参数，结合流体力学理论知识，可以模拟城市风场流动情况，得到城市模型的风场流动数据。风场流动数据可以通过来描述，其中，向量/>表示城市模型在空间位置坐标(x,y,z)处以及t时刻对应的风场。在风场流动数据的基础上，可以分析城市模型中不同高度的截面压力分布，分析城市模型中各标的建筑迎风面、背风面压差，细分建筑间距是否合理、气流是否可以较为均匀平缓地穿过城市区域等。在一些实施例中，还可以根据风场流动数据计算行人高度舒适度、屋顶平台风场、高层建筑垂直截面受风情况等，将这些分析和结果存入分布式文件库中，作为历史经验数据，为进一步模拟风环境提供基础。
S130、根据所述风场流动数据，模拟所述城市模型中标的建筑的风环境数据。
具体的，通过选取标的建筑并对标的建筑周围的风环境进行模拟，确保城市规划的安全性与舒适性。由于城市中高层建筑密集，高空强风会引至地面，造成局地强风、形成涡流，周围低矮建筑也会遇到建筑形成的下冲流和上冲流，下冲流在建筑面前形成漩涡，使得区域容易形成二次污染，上冲流则绕过建筑物，在背面形成漩涡，影响其背风面建筑的通风。本实施例通过在城市模型中选取一些高层建筑作为标的建筑，模拟标的建筑周围的风场情况，从而判断是否需要对城市模型进行调整或更新。示例性的，可以通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)软件实现风环境数据的模拟。
S140、城市模型满足验证条件？若否，则执行S150；若是，则执行S160。
具体的，在模拟得到风场流动数据和风环境数据后，判断当前的城市模型是否满足验证条件，如果满足，则城市模型验证通过，经过验证的城市模型可以作为该待建城市实施建设的依据；如果不满足，则城市模型验证未通过，该亨氏模型不能作为该待建城市实施建设的依据，这种情况下需要根据上述的模拟结果更新或调整城市模型。
S150、根据所述风环境数据更新所述城市模型。
具体的，根据标的建筑的风环境数据(也可以参考分布式文件库中历史经验数据)，可以通过模拟增加防护林或其他防风或通风措施、调整标的建筑的高度、街区方向等，对造成大面积静稳微气候的建筑群整改，更新城市模型，并对更新后的城市模型进行风场流动数据和风环境数据的模拟和验证，旨在加快城市空气流通交换、减少热岛聚集、促进舒适度等，直至得到满足验证条件，即可得到经过验证的城市模型。
本实施例中，对风环境数据的模拟属于设计中模拟，是对城市模型进行验证的必要环节，对城市模型进行不断优化调整和验证后，通过验证的城市模型即为实际建设的真实城市的精准映射，具有较高的质量，更符合城市风环境的安全性和舒适性要求，提供可靠的城市建设方案。
S160、得到经过验证的城市模型。
本发明实施例一提供的一种城市模型验证方法，通过建立数字化的城市模型并模拟风场流动数据和标的建筑的风环境数据，据此可以更新城市模型，例如优化城市的建筑布局、绿地覆盖等，提高了城市模型的质量，得到的经过验证的城市模型，可以作为最优的建设方案，为城市规划建设提供可靠的依据。此外，通过根据风环境对城市模型进行针对性的调整寻优，避免了对于整个城市模型的重新规划，灵活性更高，并且能够提高验证城市模型的效率，降低设计人员的工作量。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种城市模型验证方法的流程图，本实施例是在上述实施例的基础上进行优化，分别对建模过程、模拟过程以及更新过程进行具体描述。需要说明的是，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述任意实施例。
具体的，如图3所示，该方法具体包括如下步骤：
S210、采用分层数据集模式加载待建城市的三维地图，得到城市模型。
具体的，通过数字孪生技术、Unity3D和/或Cesium等3D引擎技术，将代建城市的建设方案精准映射为数字化城市模型，从而完成城市建模和仿真，真实城市实体是保证仿真模拟准确性的重要基础。
本实施例中，采用分层数据集模式，加载待建城市的三维地图，得到城市模型。分层数据集模式是指按照多层次、多粒度，可根据场景缩放或自主选择。加载城市模型的分层数据包括L1至L5，可以实现数据的快速加载、和接入，减少内存压力，不会影响整体场景的渲染效果，提高可视性。其中，城市模型分为L1至L5五个模型级别：L1，程序建模(白模建筑)，不包含外观细节，几何体顶点数据通常可以附带楼高、楼层数量、楼面宽度等数据信息进行程序化贴图；L2，经过细节增强的程序建模，立面、门窗区域增强、楼顶都可以在一定程度上细节增强；L3：具备建筑外部主要几何轮廓，细节可以忽略；L4，具备建筑外部精确细节，材质种类丰富，不包含内部几何细节；L5，人工建模，具备建筑外部精确细节，材质种类丰富，包含内部几何细节，可以根据项目需求对特定楼层、区域进行分组拆分等。通过融合上述的分层数据进行建模，提高真实城市与城市模型之间映射的准确性。
S220、根据所述待建城市的城市规模、区域控制原则和计算精度要求，将所述城市模型划分为多个网格。
本实施例中，对风场流动数据和风环境数据的模拟，以及对城市模型的更新和验证，均可以网格为单位进行。根据城市规模、区域控制原则和计算精度要求，可以确定城市模型中的多个网格，每个网格分别作为一个计算区域，以提高模拟结果的准确性和精细化。每次城市模型更新后，都要重新划分网格，以新的网格对风场流动数据和风环境数据进行模拟。
S230、根据所述自然风速、风速入口边界和风速出口边界，基于指数规律模拟所述城市模型中垂直方向的风速分布。
本实施例中，气候数据包括自然风速；模拟条件参数包括：风速入口边界和风速出口边界。城市中的自然风速通常呈梯度分布，假设空气为粘性、不可压缩流体，本实施例基于数值波动较小、精度相对较高的标准k-模型(K为流面的湍流脉动动能，ε为湍流脉动动能耗散率)的湍流模型，设定城市风速入口的边界(风速受下垫面各粗糙表面影响而速度降低，随高度而变化)，以及风出口边界(出口定义为自由出流边界条件Approach，出流面上的流动已充分发展，流动为无建筑阻碍时的正常流动，即出口相对压力为0)，在此基础上，可以得到不同高度的风速分布。
具体的，垂直方向风速分布可基于指数规律描述：Uz/U0＝[z/z0]a，其中，Uz表示垂直高度Z位置的水平风速，U0代表垂直高度z0位置的水平风速，受地面条件影响，幂指数a根据实际地形条件一般可选取0.14-0.4。垂直高度不同，代表不同高度的剖面。
S240、根据所述风速分布确定所述风场流动数据，所述风场流动数据包括在所述城市模型中各位置坐标和各时刻对应的风场。
具体的，根据风速分布，可以确定风场流动数据从而得到在城市模型中任意空间位置坐标(x,y,z)处以及t时刻对应的风场，据此可以判断地面流淌风、行人高度风速是否舒适，屋顶高度风速风压是否在合理范围内等。通过根据不同高度的风速分布，求解不同高度下涡流、上冲流、下冲流、静稳等风场输出项的值，充分保证城市风环境的舒适性和安全性。本实施例中，时刻t也是模拟条件参数之一，在启动风场流动数据模拟之前，可以设定需要模拟多长时间内的数据、步长是多少，从而输出在设定时间范围内各个时刻的风场流动情况。步长越小，则时刻划分越细致，得到的风场流动数据更精密。
S250、根据所述风场流动数据，模拟所述城市模型中标的建筑的风环境数据。
具体的，根据不同风向下强风变化图以及流体力学理论知识，在高效的分布式融合计算环境下，可以根据风场流动数据计算风在城市模型的各网格中的流动情况。可以分别选取行人高度、屋顶高度、高层建筑截面等不同高度的标的建筑作为分析标的，可以计算标的建筑的截面压力分布，分析城市建筑迎风面、背风面压差、建筑之间的间距是否合理，气流是否能够较为均匀平缓地穿过整个区域，截面风速分布是否满足人体舒适度与污染扩散的要求等。
S260、城市模型满足验证条件？若否，则执行S270；若是，则执行S280。
具体的，验证条件包括：城市模型在风环境数据下的绿地覆盖率、建筑覆盖率、建筑群体容积率、空气流通率的加权量化值达到最优值。
具体的，对于同一标的建筑，可以通过高分辨率三维呈现、多视图展示不同城市模型下的风场流动数据和风环境数据的模拟结果，从而对比多个城市建设方案的行人高度、屋顶高度等其他剖面风场情况，将标的建筑的关键位置的风速、风压、空气龄等输出项量化并展示。城市模型在此风环境数据下的建设方案，具体可以体现为绿地覆盖率、建筑覆盖率、建筑群体容积率、空气流通率等量化值等，空气流通率主要看空气龄输出值落在哪个等级范围(优、良、中、差)。绿地覆盖率、建筑容积率也会影响风场变化，最终影响风速、风压、温度等其他通风状况。
通过为各项指标设计不同的权重，将各项指标的加权量化值作为优化目标，当加权量化值达到最优值时，即可认为满足验证条件，对应的城市模型即为最优模型，舒适性和安全性最高，从而确定最优的建设方案。在一些实施例中，验证条件还包括其他城市设计标准，例如行人高度的舒适风速应处于1.5.m/s的一定范围内。
在一些实施例中，可以采用群智能优化算法(例如遗传算法)，建立绿地覆盖率、建筑覆盖率、建筑群体容积率、空气流通率的加权量化值的目标函数，并在目标函数达到最大值或最小值的情况下，认为该城市模型满足验证条件。
S270、根据所述标的建筑的风环境数据更新所述城市模型。
在一实施例中，根据风环境数据，通过以下方式至少之一更新城市模型：在标的建筑周围增加防护林；调整所述城市模型的建筑覆盖率；调整所述城市模型的建筑容积率；调整所述城市模型的建筑高度；调整所述城市模型的建筑分布。
具体的，对风场流动数据和风环境数据进行模拟的目的是促进城市空气流通，提高行人舒适度，减少污染扩散。如果城市模型不满足验证条件，则可以对城市模型进行相应的调整或更新，此过程可以参考分布式文件库中的历史经验数据。例如，应调整城市模型中的街区道路与城市主导风向一致，让湖风、江风刮进主城区，充当都市的“大风扇”，避免热岛聚集；城市建筑分布也应顺应风道，遵循错位布局、条式和点式结合等原则，避免单一平面布局，迎风面风向半围合式布局也利于形成良好的通风环境，还可以调整建筑容积率和建筑高度等。此外，通过划分网格，并对城市风环境数据以及地方性很强的夏季和冬季的盛行风向的充分分析，在季风区、主导向区、无主导风向区、准静风区等多个计算区域进行分析，结合河流、湖泊等自然环境找出最优的城市模型。通过分析大型建筑或高层建筑的背风向风速，必要时增加防护林、增加绿地覆盖率、改变特殊工业用地等，在辅助城市用地规划的同时，促进城市向海绵城市建设，也可以改变城市微气候，增加市民舒适度。
在一实施例中，更新城市模型后，可以将更新的区域重新导入城市模型，并针对更新的区域(及其周围预设范围内的区域)重新模拟场流动数据和风环境数据；而对于没有更新的区域(或处于更新的区域周围预设范围以外的区域)，在风场流动数据和风环境数据的模拟过程中可以参考分布式文件库中的历史经验数据，从而提高模拟和验证的效率，减少不必要的工作量。
S280、得到经过验证的城市模型。
在一实施例中，还包括：将风场流动数据存储至分布式文件库；将对多个标的建筑模拟得到的风环境数据嵌入至风场流动数据；根据风场流动数据和各标的建筑的风环境数据，生成城市模型的验证结果。
具体的，将每次模拟得到的风场流动数据、风环境数据以及相关的分析结果存入分布式文件库中，作为历史经验数据，可以为城市模型的更新提供参考，也可以为城市模型更新后的下一次模拟提供基础。
在每次模拟过程中，可以选取不同标的建筑分别模拟风环境数据，并将模拟得到的数据嵌入该城市模型整体的模拟结果中，从而得到该城市模型完整的风场流动数据和各标的建筑对应的风环境数据，据此生成城市模型的验证结果。对不同城市模型模拟得到的数据以及验证结果都可以作为历史经验数据，为城市模型的验证和更新提供思路和调整方向。此外，通过对不同城市模型的验证结果进行比对，可以选取满足验证条件的(最优的)城市模型，作为城市建设的依据。
在一些实施例中，还可以通过给城市模型输入预测的未来气象数据，预警大风和高温区域，可提前通知城市中的相应街道采取措施。
本发明实施例二提供的一种城市模型验证方法，在上述实施例的基础上进行优化，通过分层数据集模式得到城市模型，将数字孪生技术应用于城市风环境的模拟，以多视角、多因素、可视化的方式精准映射真实城市，提升了城市模型的准确性，也为城市模型的验证和更新提供一定的辅助决策作用；通过对不同城市模型的验证结果进行对比研究，总结出建筑覆盖率、建筑容积率、建筑高度等可量化因素对整体城市风环境影响的权重关系，并将其与群智能优化算法结合，自动寻优，实现对城市街区、建筑、绿地等布局设计的优化整改，提高城市模型的质量，得到理想的城市建设方案，进而得到适宜居住和出行的风环境微气候；通过考虑各标的建筑在风场中的互相影响，物联网感知设备数据采集，交互更加简单和方便；通过实时分析、计算城市风环境，自动优化城市模型，灵活性高，可扩展性强，提高模拟和验证的效率。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种城市模型验证装置的结构示意图。如图4所示，本实施例提供的城市模型验证装置包括：
建模模块310，用于根据待建城市建立数字化的城市模型，所述城市模型关联于气候数据和模拟条件参数；
风场模拟模块320，用于根据所述城市模型关联的气候数据和模拟条件参数模拟所述城市模型的风场流动数据；
风环境模拟模块330，用于根据所述风场流动数据，模拟所述城市模型中标的建筑的风环境数据；
更新模块340，用于若所述城市模型不满足验证条件，则根据所述风环境数据更新所述城市模型；
循环执行模块350，用于重复执行上述风场流动数据和风环境的模拟操作，直至所述城市模型满足验证条件，得到经过验证的城市模型。
本发明实施例三提供的一种城市模型验证装置，通过模拟风场流动数据和标的建筑的风环境数据，对数字化的城市模型进行优化更新，得到经过验证的城市模型，提高了城市模型的质量，为城市规划建设提供了可靠的依据。
在上述实施例的基础上，建模模块310，具体用于：
采用分层数据集模式加载所述待建城市的三维地图，得到所述城市模型。
在上述实施例的基础上，所述气候数据包括自然风速；
所述模拟条件参数包括：风速入口边界和风速出口边界；
风场模拟模块320，包括：
风速分布模拟单元，用于根据所述自然风速、风速入口边界和风速出口边界，基于指数规律模拟所述城市模型中垂直方向的风速分布；
风场模拟单元，用于根据所述风速分布确定所述风场流动数据，所述风场流动数据包括在所述城市模型中各位置坐标和各时刻对应的风场。
进一步的，还包括：
划分模块，用于根据所述待建城市的城市规模、区域控制原则和计算精度要求，将所述城市模型划分为多个网格；
对所述风场流动数据和所述风环境数据的模拟，以及对所述城市模型的更新，均以网格为单位进行。
进一步的，更新模块340，具体用于根据所述风环境数据，通过以下方式至少之一更新所述城市模型：
在所述标的建筑周围增加防护林；
调整所述城市模型的建筑覆盖率；
调整所述城市模型的建筑容积率；
调整所述城市模型的建筑高度；
调整所述城市模型的建筑分布。
进一步的，所述验证条件，包括：
所述城市模型在所述风环境数据下的绿地覆盖率、建筑覆盖率、建筑群体容积率、空气流通率的加权量化值达到最优值。
进一步的，还包括：
存储模块，用于将所述风场流动数据存储至分布式文件库；
嵌入模块，用于将对多个标的建筑模拟得到的风环境数据嵌入至所述风场流动数据；
生成模块，用于根据所述风场流动数据和各所述标的建筑的风环境数据，生成所述城市模型的验证结果。
本发明实施例三提供的城市模型验证装置可以用于执行上述任意实施例提供的城市模型验证方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的一种设备的硬件结构示意图。设备包括但不限定于：台式计算机、笔记本电脑、智能手机以及平板电脑等电子设备。如图5所示，本实施例提供的一种设备，包括：处理器410和存储装置420。该设备中的处理器可以是一个或多个，图5中以一个处理器410为例，所述设备中的处理器410和存储装置420可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器410执行，使得所述一个或多个处理器实现上述实施例中任意所述的城市模型验证方法。
该设备中的存储装置420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，所述程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中城市模型验证方法对应的程序指令/模块(例如，附图4所示的城市模型验证装置中的模块，包括：建模模块310、风场模拟模块320、风环境模拟模块330、更新模块340以及循环执行模块350)。处理器410通过运行存储在存储装置420中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的城市模型验证方法。
存储装置420主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等(如上述实施例中的风场流动数据、风环境数据等)。此外，存储装置420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置420可进一步包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
并且，当上述设备中所包括一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器410执行时，进行如下操作：对待建城市建立数字化的城市模型，所述城市模型关联于气候数据和模拟条件参数；根据所述城市模型关联的气候数据和模拟条件参数模拟所述城市模型的风场流动数据；根据所述风场流动数据，模拟所述城市模型中标的建筑的风环境数据；若所述城市模型不满足验证条件，则根据所述风环境数据更新所述城市模型，并重复执行上述风场流动数据和风环境的模拟操作，直至所述城市模型满足验证条件，得到经过验证的城市模型。
本实施例提出的设备与上述实施例提出的城市模型验证方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述任意实施例，并且本实施例具备与执行城市模型验证方法相同的有益效果。
在上述实施例的基础上，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被城市模型验证装置执行时实现本发明上述任意实施例中的城市模型验证方法，该方法包括：对待建城市建立数字化的城市模型，所述城市模型关联于气候数据和模拟条件参数；根据所述城市模型关联的气候数据和模拟条件参数模拟所述城市模型的风场流动数据；根据所述风场流动数据，模拟所述城市模型中标的建筑的风环境数据；若所述城市模型不满足验证条件，则根据所述风环境数据更新所述城市模型，并重复执行上述风场流动数据和风环境的模拟操作，直至所述城市模型满足验证条件，得到经过验证的城市模型。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的城市模型验证方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的城市模型验证方法中的相关操作，且具备相应的功能和有益效果。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的城市模型验证方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种城市模型验证方法，其特征在于，包括：
对待建城市建立数字化的城市模型，所述城市模型关联于气候数据和模拟条件参数，所述气候数据包括自然风速；所述模拟条件参数包括：风速入口边界和风速出口边界；
根据所述城市模型关联的气候数据和模拟条件参数模拟所述城市模型的风场流动数据；
根据所述风场流动数据，模拟所述城市模型中标的建筑的风环境数据；
若所述城市模型不满足验证条件，则根据所述风环境数据更新所述城市模型，并重复执行上述风场流动数据和风环境的模拟操作，直至所述城市模型满足验证条件，得到经过验证的城市模型；
所述验证条件，包括：
所述城市模型在所述风环境数据下的绿地覆盖率、建筑覆盖率、建筑群体容积率、空气流通率的加权量化值达到最优值；
所述方法还包括：
根据所述待建城市的城市规模、区域控制原则和计算精度要求，将所述城市模型划分为多个网格；
对所述风场流动数据和所述风环境数据的模拟，以及对所述城市模型的更新，均以网格为单位进行；
根据所述风环境数据更新所述城市模型，包括：
根据所述风环境数据，通过以下方式至少之一更新所述城市模型：
在所述标的建筑周围增加防护林；
调整所述城市模型的建筑覆盖率；
调整所述城市模型的建筑容积率；
调整所述城市模型的建筑高度；
调整所述城市模型的建筑分布；
其中，对待建城市建立数字化的城市模型，包括：
采用分层数据集模式加载所述待建城市的三维地图，得到所述城市模型；
所述方法还包括：
将所述风场流动数据存储至分布式文件库；
将对多个标的建筑模拟得到的风环境数据嵌入至所述风场流动数据；
根据所述风场流动数据和各所述标的建筑的风环境数据，生成所述城市模型的验证结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述城市模型关联的气候数据和模拟条件参数模拟所述城市模型的风场流动数据，包括：
根据所述自然风速、风速入口边界和风速出口边界，基于指数规律模拟所述城市模型中垂直方向的风速分布；
根据所述风速分布确定所述风场流动数据，所述风场流动数据包括在所述城市模型中各位置坐标和各时刻对应的风场。
3.一种城市模型验证装置，其特征在于，包括：
建模模块，用于根据待建城市建立数字化的城市模型，所述城市模型关联于气候数据和模拟条件参数，所述气候数据包括自然风速；所述模拟条件参数包括：风速入口边界和风速出口边界；
风场模拟模块，用于根据所述城市模型关联的气候数据和模拟条件参数模拟所述城市模型的风场流动数据；
风环境模拟模块，用于根据所述风场流动数据，模拟所述城市模型中标的建筑的风环境数据；
更新模块，用于若所述城市模型不满足验证条件，则根据所述风环境数据更新所述城市模型；
循环执行模块，用于重复执行上述风场流动数据和风环境的模拟操作，直至所述城市模型满足验证条件，得到经过验证的城市模型；
所述验证条件，包括：
所述城市模型在所述风环境数据下的绿地覆盖率、建筑覆盖率、建筑群体容积率、空气流通率的加权量化值达到最优值；
所述装置还包括：
划分模块，用于根据所述待建城市的城市规模、区域控制原则和计算精度要求，将所述城市模型划分为多个网格；
对所述风场流动数据和所述风环境数据的模拟，以及对所述城市模型的更新，均以网格为单位进行；
更新模块，具体用于根据所述风环境数据，通过以下方式至少之一更新所述城市模型：
在所述标的建筑周围增加防护林；
调整所述城市模型的建筑覆盖率；
调整所述城市模型的建筑容积率；
调整所述城市模型的建筑高度；
调整所述城市模型的建筑分布；
其中，建模模块，具体用于：
采用分层数据集模式加载所述待建城市的三维地图，得到所述城市模型；
所述装置还包括：
存储模块，将所述风场流动数据存储至分布式文件库；
嵌入模块，将对多个标的建筑模拟得到的风环境数据嵌入至所述风场流动数据；
生成模块，根据所述风场流动数据和各所述标的建筑的风环境数据，生成所述城市模型的验证结果。
4.一种城市模型验证设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-2中任一所述的城市模型验证方法。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-2中任一所述的城市模型验证方法。
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