CN115640639A - 基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，包括：获取网络开源数据并进行数据处理，构建集成道路、用地和建筑的地理空间要素及其要素属性信息的基础空间信息数据，模拟生成现状三维体量信息模型；在所述现状三维体量信息模型中框定拆迁范围，进行现状拆迁量统计及拆迁成本的估算；在框定的拆迁范围内根据设定参数自动生成各模拟方案的三维体量信息模型；对所述各模拟方案的三维体量信息模型，进行各级道路的面积、各类功能建筑的总建筑面积的统计，以及新建成本的估算。提供有效的量化依据以供决策，提高前期决策阶段从设计方案到投资估算的工作效率。

Description

基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法

技术领域

本发明涉及城市开发更新技术领域，尤其涉及一种基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法。

背景技术

由于旧城人地矛盾问题突出，城市土地开发往往面临着相较于新区开发更加复杂多变的成本控制问题，具体表现在以下几个方面：

一是前期调研阶段的工作量大。更新片区一般位于人口稠密、功能混杂的旧城区，现状用地情况复杂，加之现状测绘资料缺失或老旧均会增加调研工作的难度；

二是可开发利用的范围不确定性大。由于旧城片区社会关系网络已相对成熟，土地产权分散、拆迁协调难度大、协商决议不稳定，往往导致可用于开发的实际范围不易确定；

三是规划咨询阶段的弹性空间大。土地开发指标的直接依据是控制性详细规划。由于旧城的特殊性，规划在规定了总的建设量的同时也赋予更新片区用地较高功能混合性、兼容性，因此土地开发前期存在较大的功能置换、商住比例调整等规划调整的空间。不同用地类型、比例都将导致成本差异，需要反复推敲更新方案以确定最佳比例；

四是开发决策阶段的综合性较强。城市更新工作是一项体系庞杂的系统工程，土地开发的目标和主体呈现多元化特征。土地开发方案需要尊重多方诉求，从建设成本、公益设施配比、空间环境形态等多个方面进行考量综合决策。

城市设计是国土空间规划编制中的重要理念与方法，它以三维可视化的方式为城市更新所面临的问题提供解决方案，推动城市更新从政策性走向实施性，并有利于公共空间品质的塑造。城市设计作为一种通过三维视图展现未来发展蓝图的技术，具有直观性强、便于量化分析的特点，但限于城市更新的特殊性和传统设计方法的局限性，从设计方案到投资估算需投入较高的人力与时间成本，对于开发条件相对复杂、可实施性要求更高的城市更新前期决策阶段很难推广适用。

发明内容

（一）要解决的技术问题

基于上述问题，本发明提供一种基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，解决城市更新的前期决策阶段的设计方案的投资估算需要投入大量人力、时间和技术成本的问题，提供有效的量化依据以供决策，提高前期决策阶段从设计方案到投资估算的工作效率，节省人力、时间和技术成本。

（二）技术方案

基于上述的技术问题，本发明提供一种基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，包括以下步骤：

S1、获取网络开源数据并进行数据处理，构建集成道路、用地和建筑的地理空间要素及其要素属性信息的基础空间信息数据，模拟生成现状三维体量信息模型；

S2、在所述现状三维体量信息模型中框定拆迁范围，进行现状拆迁量统计及拆迁成本的估算；

S3、在框定的拆迁范围内根据设定参数自动生成各模拟方案的三维体量信息模型；

S4、对所述各模拟方案的三维体量信息模型，进行各级道路的实际面积、各类功能建筑的实际建筑面积的统计，以及新建成本的估算。

进一步的，所述步骤S1包括：

S11、基于互联网地图API获取数据并数据处理，得到包括现状的区域路网、街区用地单元和建筑轮廓的地理空间要素数据；

S12、基于互联网地图API、POI数据得到用地功能属性、建筑的功能用途的地理要素信息，并与所述地理空间要素数据进行空间关联，集成表达，得到包括用地功能属性、建筑功能属性和建筑高度的现状地理要素属性信息；

S13、结合所述包括现状的区域路网、街区用地单元和建筑轮廓的地理空间要素数据，关联所述现状地理要素属性信息，得到集成道路、用地和建筑的地理空间要素及其要素属性信息的基础空间信息数据底座，通过CGA生成模拟现状建设情况的现状三维体量信息模型。

进一步的，步骤S11中，所述基于互联网地图API获取数据包括：获取地图遥感影像数据、标准地图图像数据、导航数据；所述数据处理包括：

由所述地图遥感影像数据，得到基础影像底图；

由所述标准地图图像数据，得到可通过颜色区分地理要素的图像数据；

将所述导航数据经矢量化处理，得到现状路网图，将现状路网围合的面要素进行切分，得到现状街区用地单元图；

将所述标准地图图像数据进行随机抽样标记点坐标，按图像颜色区分出建筑物，以标记的坐标点为参考点进行矢量化，得到带有地理位置信息的建筑轮廓数据；

所述地图遥感影像数据、现状路网图、现状街区用地单元图和建筑轮廓数据，通过GIS集成技术得到包括现状的区域路网、街区用地单元和建筑轮廓的地理空间要素数据。

进一步的，步骤S12中，所述基于互联网地图API、POI数据得到用地功能属性、建筑的功能用途的地理要素信息包括：

将所述POI数据根据分类信息进行分类，并经过聚类分析，叠加街区用地单元地理空间要素，得到反映各类用地功能用途信息及分布的POI密度分布图；

以建筑轮廓中心点坐标为参数，基于互联网地图API的逆地理编码获取建筑物的地址描述信息；将所述建筑轮廓所属的地址信息，结合POI信息进行关联分析，获取现状建筑物的功能用途属性信息。

进一步的，步骤S12中，所述建筑高度通过以下方法得到：基于收集的街景照片数据，通过语义解析街景照片实现对沿街楼层高度的识别，再基于邻近算法得到建筑的高度数据，并根据街景照片的坐标信息与所述地理空间要素进行关联，得到建筑轮廓的高度信息属性；或基于现状测绘数据得到各建筑的高度数据，根据现状测绘数据上的坐标信息与所述地理空间要素进行关联，得到建筑轮廓的高度信息属性。

进一步的，所述步骤S2包括：

S21、人工在所述现状三维体量信息模型中框定拆迁范围，通过CGA自动统计得到各类功能建筑的待拆建筑面积；

S22、根据建筑的功能属性信息，按照所对应的拆迁补偿标准，根据所述各类功能建筑的待拆建筑面积计算得到待拆建筑的总拆迁成本。

进一步的，所述步骤S3包括：

S31、设定包括各级用地单元的最大面积和最小边长，各级道路的宽度的用地形态指标内容，设定包括各类功能用地面积比例、容积率和建筑密度的土地开发指标内容；

S32、CGA根据所述各级用地单元的最大面积和最小边长，自动在框定的拆迁范围内从最大级到最小级用地单元迭代切分，直至划分至具有单一功能属性、完整封闭的最小用地单元，即地块，进入步骤S33和S34；

S33、CGA根据各级用地单元的边界线和所述各级道路的宽度自动生成各级道路，进入步骤S35；

S34、CGA根据框定的拆迁范围内的所述各类功能用地面积比例、容积率和建筑密度自动匹配，并在地块上排布对应的功能建筑，生成总体满足设定指标的规划方案，进入步骤S35；

S35、在框定的拆迁范围内集成表达模拟方案的三维体量信息模型，并通过动态参数指标调整方案作为多方案开发决策依据。

进一步的，所述步骤S32包括：

S321、以最大级为当前级；

S322、CGA根据所述当前级用地单元的最大面积和最小边长自动切分出当前级用地单元；

S323、在当前级用地单元切分结束后，判断当前级是否为最小级，若是，则切分结束，否则，以下一级为当前级，返回步骤S322。

进一步的，所述步骤S4包括：

S41、统计所述各级道路的实际面积，根据道路单位面积成本计算新建基础设施建设成本；

S42、统计模拟方案排布后各类功能建筑的实际建筑面积，根据各类功能建筑的单位建筑成本计算新建建筑建设成本；

S43、所述新建基础设施建设成本和新建建筑建设成本的和，即新建成本。

进一步的，所述各类功能建筑包括住宅建筑、商业建筑和公服设施，所述公服设施为包括学校、市场和医院的按规划管理要求配建的公共设施。

（三）有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明通过网络开源数据模拟生成反映待更新片区及周边区域的基础现状的三维体量信息模型，自动分类统计出待更新片区的拆迁成本；再基于城市设计的参数化设计理论方法，通过控制关键参数模拟未来开发情景，自动生成符合预设的城市设计模拟方案，自动分类统计出待更新片区的新建成本；既能直观反映各城市设计模拟方案，模拟设施布局、建筑物排布，也将各模拟方案的投资成本量化估计，并分别反映拆迁建筑、新建道路、新建建筑各方面的规模和成本估算；针对城市更新过程中土地开发条件多变、不确定等特点，可根据城市更新片区的土地开发实际需要及时调整开发范围、参数指标，实现快速模拟待更新片区的多种方案，适用性强，方便比较筛选，辅助综合决策，提高前期决策阶段从设计方案到投资估算的工作效率，节省人力、时间和技术成本。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例的基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的生成基础空间信息数据底座的流程示意图；

图3为本发明实施例的现状三维体量信息模型示意图；

图4为本发明实施例的生成的某个模拟方案的三维体量信息模型示意图；

图5为本发明实施例的新建成本估算的分类图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提供一种基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法。城市更新的成本估算包含两个过程，一是拆迁成本，二是新建成本。其中，拆迁成本估算来自对现状建设情况的模拟，主要是通过统计拆迁范围的总建筑面积，依据拆迁标准估算拆迁产生的赔偿资金；新建成本估算基于规划设计方案，主要包括市政道路、基础设施、公共服务设施及其他经营性设施（住宅、商业建筑等）的建设成本，不同设计方案的新建成本的区别主要在于道路的基础设施建设成本和住宅建筑、商业建筑、公服设施的基础建筑建设成本。

本发明实施例如图1所示，包括以下步骤：

S1、获取网络开源数据并进行数据处理，构建集成道路、用地和建筑的地理空间要素及其要素属性信息的基础空间信息数据，如图2所示，模拟生成现状三维体量信息模型；

S11、基于互联网地图API获取数据并数据处理，得到包括现状的区域路网、街区用地单元和建筑轮廓的地理空间要素数据；

基于互联网地图API（Application Programming Interface）获取地图遥感影像数据、标准地图图像数据、导航数据，分别进行数据处理：由互联网地图影像，得到遥感影像底图；由所述地图遥感影像数据，得到基础影像底图；由互联网地图，得到标准地图图像；由所述标准地图图像数据，得到可通过颜色区分地理要素的图像数据；将所述导航数据经矢量化处理，得到现状路网图，将现状路网围合的面要素进行切分，得到现状街区用地单元图；将所述标准地图图像数据进行随机抽样标记点坐标，按图像颜色区分出建筑物，以标记的坐标点为参考点进行矢量化，得到带有地理位置信息的建筑轮廓数据；每个POI（兴趣点，Point of Interest）地理信息包括名称、类别、坐标、分类等，根据所述地图遥感影像数据、现状路网图、现状街区用地单元图和建筑轮廓数据，从而能通过GIS(GeographicInformation Systems，地理信息系统)集成技术得到现状的区域路网、街区用地单元和建筑轮廓的地理空间要素数据，为二维框图，还需要用地功能属性信息及建筑功能属性信息数据和高度信息才能得到基础空间信息数据，并生成的三维体量信息模型。

S12、基于互联网地图API、POI数据得到用地功能属性、建筑的功能用途的地理要素信息，并与所述地理空间要素数据进行空间关联，集成表达，得到包括用地功能属性、建筑功能属性和建筑高度的现状地理要素属性信息；

将所述POI数据根据分类信息进行分类，并经过聚类分析，叠加街区用地单元地理空间要素，得到反映各类用地功能用途信息及分布的POI密度分布图；

以建筑轮廓中心点坐标为参数，基于互联网地图API的逆地理编码获取建筑物的地址描述信息；将所述建筑轮廓所属的地址信息，结合POI信息进行关联分析，获取现状建筑物的功能用途属性信息；即将建筑轮廓和POI数据按地理位置进行关联，得到住宅建筑、商业建筑和公服设施（包括学校、市场、医院等按规划管理要求配建的公共设施）各类功能建筑的分布图；

获取测绘数据或街景照片数据，得到建筑高度数据：基于现状测绘数据得到各建筑的高度数据，根据现状测绘数据上的坐标信息与所述基础空间要素进行关联，得到建筑高度分布图；或者，基于收集的街景照片数据，通过语义解析街景照片实现对沿街楼层高度的识别，再基于邻近算法得到各同类或相似建筑的高度数据，并根据街景照片的坐标信息与所述地理空间要素进行关联，得到建筑高度分布图。

S13、结合所述包括现状的区域路网、街区用地单元和建筑轮廓的地理空间要素数据，关联所述现状地理要素属性信息，得到集成道路、用地和建筑的地理空间要素及其要素属性信息的基础空间信息数据底座，通过CGA生成模拟现状建设情况的现状三维体量信息模型；

将所述现状用地功能分布图、建筑功能分布图、建筑高度分布图中的各属性信息通过数值映射赋值到街区用地单元和建筑轮廓地理空间要素上，得到集成现状区域道路、现状用地和现状建筑等地理空间要素及要素属性的基础空间信息数据，通过CGA生成模拟现状建设情况的现状三维体量信息模型，如图3所示。

所述CGA是computer generated architecture的缩写，是CityEngine 建模软件中的一种独特的编程语言，可以用来生成建筑3D内容。其建模的思想是定义规则，然后通过迭代精炼设计，从而创建细节完成内容，实现建模。

通过CGA生成模拟现状建设情况的现状三维体量信息模型的实施方式如下：首先将带有建筑高度、建筑功能属性信息的矢量图形文件导入CityEngine 建模软件；然后基于CGA规则编写生成体量的脚本文件，读取建筑高度属性信息，对建筑轮廓图形按该高度执行拉升操作得到满足建筑高度的建筑形体。

S2、在所述现状三维体量信息模型中框定拆迁范围，进行现状拆迁量统计及拆迁成本估算；

S21、人工在所述现状三维体量信息模型中框定拆迁范围，通过CGA自动统计得到各类功能建筑的待拆建筑面积；

通过CGA规则计算单个建筑基底面积（即建筑轮廓面积）与建筑楼层数（即建筑高度与单位层高的比值取整）的乘积，得到该建筑单体的建筑面积；之后对所有建筑单体按建筑功能属性信息进行加总求和，即可自动统计得到各类功能建筑的待拆建筑面积。

S22、根据建筑的功能属性信息，按照所对应的拆迁补偿标准，根据所述各类功能建筑的待拆建筑面积计算得到待拆建筑的总拆迁成本；

根据建筑的功能属性信息，按照所对应的拆迁补偿标准，根据所述各类功能建筑的待拆建筑面积分别估算各类功能建筑的拆迁成本；对所述各类功能建筑的拆迁成本进行加和，得到待拆建筑的总拆迁成本；

所述待拆建筑面积包括各类功能建筑的待拆建筑面积，对不同类型功能建筑有不同的拆迁补偿标准，根据各类功能建筑的待拆建筑面积乘以对应的拆迁补偿标准，得到估算的拆迁成本。

S3、在框定的拆迁范围内根据设定参数自动生成各模拟方案的三维体量信息模型；

框定的拆迁范围内的三维体量信息模型应推倒，更新新的三维体量信息模型作为模拟方案，不过可以根据要求保留部分街区地块和区域路网，在保留基础上更新新的三维体量信息模型。

S31、设定包括各级用地单元的最大面积和最小边长，各级道路的宽度的用地形态指标内容，设定包括各类功能用地面积比例、容积率和建筑密度的土地开发指标内容；

用地单元的等级与城市规划的片区单元、街区单元、地块单元等规划管理边界概念相对应。

所述土地开发指标内容若控制性详细规划上有规定，依据控制性详细规划设定，若没用规定或可以调整，由人工设定。

S32、CGA根据所述各级用地单元的最大面积和最小边长，自动在框定的拆迁范围内从最大级到最小级用地单元迭代切分，直至划分至具有单一功能属性、完整封闭的最小用地单元，即地块，进入步骤S33和S34；

若有控制性详细规划用地方案且无需调整，则以该规划方案作为最终用地布局，可略过生成布局方案的步骤S32和S33。

S321、以最大级为当前级；

S322、CGA根据所述当前级用地单元的最大面积和最小边长自动切分出当前级用地单元；

S323、在当前级用地单元切分结束后，判断当前级是否为最小级，若是，则切分结束，否则，以下一级为当前级，返回步骤S322；

人工设定的各级地块根据拆迁区域的新建需要设级，一般有但不限于1-3级，比如最大级为一级用地单元，最小级为三级用地单元，一级用地单元划分完后，在一级用地单元内进行二级用地单元的划分，二级用地单元划分完后，在二级用地单元内进行三级用地单元的划分，各级用地单元上再进行各类功能建筑的建设排布；通过最大面积和最小边长就能限定地块大小，以便CGA基本功能进行地块自动划分。

S33、CGA根据各级用地单元的边界线和所述各级道路的宽度自动生成各级道路；进入步骤S35；

各级道路与各级用地单元的级数对应，以各级用地单元的边界线为基准，再根据设定的各级道路的宽度偏移即可生成各级道路，形成更新后的区域路网；

S34、CGA根据框定的拆迁范围内的所述各类功能用地面积比例、容积率和建筑密度自动匹配，并在地块上排布对应的功能建筑，生成总体满足设定指标的规划方案，进入步骤S35；

基于Python编程语言编写的自动化脚本，在所生成的各地块范围内按设定的比例自动分配相应面积的功能用地，得到明确了具体功能用途的功能地块；在不突破已设定的容积率情况下，给予各功能地块合理的开发建设量；依据设定的建筑密度合理区间范围确定各功能地块的建筑密度。所述的自动化脚本再根据各功能用地的具体功能用途、容积率和建筑密度分别调用对应CGA规则在地块上排布对应的功能建筑，最终生成满足条件预设指标的规划模拟方案，进入步骤S35；

此处，各地块容积率、建筑密度可以直接依据控制性详细规划，并依据规划规定的功能比例、兼容性等内容按上述步骤生成模拟方案，若没有，相关指标则依据人工设定。

S35、在框定的拆迁范围内集成表达模拟方案的三维体量信息模型，并通过动态参数指标调整方案作为多方案开发决策依据。

集成各功能地块、各级道路路网和各类型功能建筑，生成可视化的三维模拟方案；

基于CGA规则，在三维模拟方案基础上可动态调整各项参数指标并相应集成生成多个模拟方案，各模拟方案在各自土地开发指标、用地结构、布局形态、道路结构、建筑形体方面存在具体差异，可作为土地开发影响评价的直接依据用于决策比选，如图4所示。

S4、对各模拟方案的三维体量信息模型，进行各级道路的实际面积、各类功能建筑的实际建筑面积的统计，以及新建成本的估算；如图5所示；

S41、统计所述各级道路的实际面积，根据道路单位面积成本计算新建基础设施建设成本；

各级道路的总面积乘以对应的道路单位面积成本，得到新建基础设施建设成本。

S42、统计模拟方案排布后各类功能建筑的实际建筑面积，根据各类功能建筑的单位建筑成本计算新建建筑建设成本；

各模拟方案排布后，各类功能建筑的占比会存在不同，而各类功能建筑的单位建筑面积成本费用不相同，导致各模拟方案的新建建筑建设成本不同，因此，需要对各模拟方案排布后的各类功能建筑的实际建筑面积进行统计；所述各类功能建筑的单位建筑面积成本费用根据建造费用的市场单位面积平均成本预设；各类功能建筑的实际总建筑面积乘以对应的单位建筑面积成本费用，即可得到估算的新建建筑建设成本。

S43、所述新建基础设施建设成本和新建建筑建设成本的和，即新建成本。

最后，根据所述拆迁成本和各模拟方案的新建成本进行各模拟方案的对比，为决策提供支持，如表1所示。

表1 土地开发成本统计报告

最后需要说明的是，上述的方法可以转换为软件程序指令，既可以使用包括处理器和存储器的系统来运行实现，也可以通过非暂态计算机可读存储介质中存储的计算机指令来实现。上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，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)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上可知，通过上述的一种基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，具有以下优点：

本发明通过网络开源数据模拟生成反映待更新片区及周边区域的基础现状的三维体量信息模型，自动分类统计出待更新片区的拆迁成本；再基于城市设计的参数化设计理论方法，通过控制关键参数模拟未来开发情景，自动生成符合预设的城市设计模拟方案，自动分类统计出待更新片区的新建成本；基础数据简单易得，适用范围广；成本估算方法兼顾现状拆迁成本和新建成本，并基于三维体量信息模型细化成本构成，分别反映拆迁建筑、新建道路、新建建筑各方面的规模和成本；面向城市更新特殊情景设置指标参数，既考虑落实规划管理框定总量规模设置常规的容积率指标，也兼顾用地开发功能混合性高、地块开发规模小等更新地段特征设置功能用地类型及比例等开发指标以及最大面积和最小边长等形态指标，使得最终方案能够符合城市更新的土地开发实际需求；通过模拟设施布局、建筑物排布，充分发挥了城市设计的具体性和图形化的特点，既能够反映量化投资成本后的建成效果，直观性强，表达易懂，又可基于城市设计的综合性特点反映开发片区在用地布局、道路结构、空间形态及风貌特色对周边区域环境的开发影响，兼得社会效益与经济效益，有利于综合决策；基于CGA规则建模的动态参数化特征，针对城市更新过程中土地开发条件多变、不确定等特点，可根据城市更新片区的土地开发实际需要及时调整开发范围、参数指标，可实现快速模拟待更新片区的多种方案，适用性强，方便比较筛选，辅助综合决策，提高前期决策阶段从设计方案到投资估算的工作效率，节省人力、时间和技术成本；

本发明通过网络开源数据模拟生成更新片区的基础现状并对周边现状开发条件进行分析，基于城市设计的参数化设计理论方法，通过控制不同参数模拟未来开发情景，自动生成符合预设的城市设计方案，输出道路基础设施、拆迁建筑、新建建筑的规模数量及投资估算情况，快速模拟多种方案形成比较筛选辅助决策，达到控制成本的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取网络开源数据并进行数据处理，构建集成道路、用地和建筑的地理空间要素及其要素属性信息的基础空间信息数据，模拟生成现状三维体量信息模型；

S2、在所述现状三维体量信息模型中框定拆迁范围，进行现状拆迁量统计及拆迁成本的估算；

S3、在框定的拆迁范围内根据设定参数自动生成各模拟方案的三维体量信息模型；

S4、对所述各模拟方案的三维体量信息模型，进行各级道路的实际面积、各类功能建筑的实际建筑面积的统计，以及新建成本的估算。

2.根据权利要求1所述的基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、基于互联网地图API获取数据并数据处理，得到包括现状的区域路网、街区用地单元和建筑轮廓的地理空间要素数据；

S12、基于互联网地图API、POI数据得到用地功能属性、建筑的功能用途的地理要素信息，并与所述地理空间要素数据进行空间关联，集成表达，得到包括用地功能属性、建筑功能属性和建筑高度的现状地理要素属性信息；

S13、结合所述包括现状的区域路网、街区用地单元和建筑轮廓的地理空间要素数据，关联所述现状地理要素属性信息，得到集成道路、用地和建筑的地理空间要素及其要素属性信息的基础空间信息数据底座，通过CGA生成模拟现状建设情况的现状三维体量信息模型。

3.根据权利要求2所述的基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，其特征在于，步骤S11中，所述基于互联网地图API获取数据包括：获取地图遥感影像数据、标准地图图像数据、导航数据；所述数据处理包括：

由所述地图遥感影像数据，得到基础影像底图；

由所述标准地图图像数据，得到可通过颜色区分地理要素的图像数据；

将所述导航数据经矢量化处理，得到现状路网图，将现状路网围合的面要素进行切分，得到现状街区用地单元图；

将所述标准地图图像数据进行随机抽样标记点坐标，按图像颜色区分出建筑物，以标记的坐标点为参考点进行矢量化，得到带有地理位置信息的建筑轮廓数据；

所述地图遥感影像数据、现状路网图、现状街区用地单元图和建筑轮廓数据，通过GIS集成技术得到包括现状的区域路网、街区用地单元和建筑轮廓的地理空间要素数据。

4.根据权利要求3所述的基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，其特征在于，步骤S12中，所述基于互联网地图API、POI数据得到用地功能属性、建筑的功能用途的地理要素信息包括：

将所述POI数据根据分类信息进行分类，并经过聚类分析，叠加街区用地单元地理空间要素，得到反映各类用地功能用途信息及分布的POI密度分布图；

以建筑轮廓中心点坐标为参数，基于互联网地图API的逆地理编码获取建筑物的地址描述信息；将所述建筑轮廓所属的地址信息，结合POI信息进行关联分析，获取现状建筑物的功能用途属性信息。

5.根据权利要求4所述的基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，其特征在于，步骤S12中，所述建筑高度通过以下方法得到：基于收集的街景照片数据，通过语义解析街景照片实现对沿街楼层高度的识别，再基于邻近算法得到建筑的高度数据，并根据街景照片的坐标信息与所述地理空间要素进行关联，得到建筑轮廓的高度信息属性；或基于现状测绘数据得到各建筑的高度数据，根据现状测绘数据上的坐标信息与所述地理空间要素进行关联，得到建筑轮廓的高度信息属性。

6.根据权利要求2所述的基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、人工在所述现状三维体量信息模型中框定拆迁范围，通过CGA自动统计得到各类功能建筑的待拆建筑面积；

S22、根据建筑的功能属性信息，按照所对应的拆迁补偿标准，根据所述各类功能建筑的待拆建筑面积计算得到待拆建筑的总拆迁成本。

7.根据权利要求6所述的基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31、设定包括各级用地单元的最大面积和最小边长，各级道路的宽度的用地形态指标内容，设定包括各级用地单元上的各类功能用地面积比例、容积率和建筑密度的土地开发指标内容；

S32、CGA根据所述各级用地单元的最大面积和最小边长，自动在框定的拆迁范围内从最大级到最小级用地单元迭代切分，直至划分至具有单一功能属性、完整封闭的最小用地单元，即地块，进入步骤S33和S34；

S33、CGA根据各级用地单元的边界线和所述各级道路的宽度自动生成各级道路，进入步骤S35；

S34、CGA根据框定的拆迁范围内的所述各类功能用地面积比例、容积率和建筑密度自动匹配，并在地块上排布对应的功能建筑，生成总体满足设定指标的规划方案，进入步骤S35；

S35、在框定的拆迁范围内集成表达模拟方案的三维体量信息模型，并通过动态参数指标调整方案作为多方案开发决策依据。

8.根据权利要求7所述的基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，其特征在于，所述步骤S32包括：

S321、以最大级为当前级；

S322、CGA根据所述当前级用地单元的最大面积和最小边长自动切分出当前级用地单元；

S323、在当前级用地单元切分结束后，判断当前级是否为最小级，若是，则切分结束，否则，以下一级为当前级，返回步骤S322。

9.根据权利要求7所述的基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

S41、统计所述各级道路的实际面积，根据道路单位面积成本计算新建基础设施建设成本；

S42、统计模拟方案排布后各类功能建筑的实际建筑面积，根据各类功能建筑的单位建筑成本计算新建建筑建设成本；

S43、所述新建基础设施建设成本和新建建筑建设成本的和，即新建成本。

10.根据权利要求1所述的基于数字化城市设计的城市更新方案模拟及成本估算方法，其特征在于，所述各类功能建筑包括住宅建筑、商业建筑和公服设施，所述公服设施为包括学校、市场和医院的按规划管理要求配建的公共设施。

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