技术分享——大尺度城市空间信息模型的生成

在没有场地条件和具体尺度的情况下，身为设计师的你是否还在为大尺度城市空间信息模型的生成而苦恼？

前言

作为建筑、规划以及景观行业的从业者们一定经常遇到这样令人头疼的问题：在项目初期除了考察场地的工作之外，如何能够尽可能快速得到大量的场地初始信息，以便于开展场地分析以及前期概念设计工作。特别是文旅项目常常以超尺度的规划范围出现，甲方无法及时地提供足够多且精准的地理信息文件，但同时又要求设计方提供初步的概念成果，这时作为设计者一定一头雾水。在没有场地条件和具体尺度的情况下，你是否还在各种地图软件上通过截图，测距，cad描图中举步维艰。

下面笔者将通过建筑设计专业常用几大软件来分享如何能够获取到相对精准和可用的大尺度城市空间信息模型。当然规划专业常用的ArcGIS能够实现以上各种需求，但奈何建筑设计师们确实很少掌握这项技能。

平面高清卫星图获取

通常在设计初期方案文本中，需要有大段的场地区位分析的篇章，这时高清晰度的精准的平面卫星图显得尤为重要。

（1）谷歌地球：可框定一定范围内下载最高8k级别的卫星图，可用于做分析图底。谷歌地球中标定了一系列可开启的图层选项，包括地形、3D建筑、边界地名，在这些选项全部打开时，将呈现叠加了多种信息的卫星图，而这非合适的可用素材。

谷歌地球

谷歌地球里下载的图片带有各种角标、经纬度信息以及方向罗盘。因此在导图时应当适当关闭无用图层。并在导出窗口中关闭各种地图选项并选择你所需要的图片精度。这样便可以得到一张干净清晰的卫星底图。

卫星底图

（2）百度地图个性在线编辑器：可自行设定各种地图要素显示与否以及设定自身所需的显示样式，可用于做前期分析图。百度地图个性编辑器为网页版在线编辑地图的工具，使用者可以登录官方网页使用。

页面左侧为可供调整的是否需要的各种地图要素，每一样地图要素都可以单独调整其于整张地图当中的显示配置，可以根据设计喜好以及整体文本风格需求进行在线调整，调整完所有所需显示的地图信息便可导出精美的地图分析图底，可以大大节约P图的时间。

官方也提供了集中可供选择的地图样式，使用者本身也可将自身调整好的样式保存下来，可供下次使用。

（3）Mapbox：与百度地图个性编辑器类似，可自行设定各种地图要素显示与否以及设定自身所需的显示，为全英文在线编辑器，不同的是所提供可调整的地图要素的属性栏更多、更全面，这意味着生成的地图样式将更加多样、生动。

三维空间地形生成

拉地形是个技术活，往往需要耗费更多的时间获取信息。生成模型、调整高度，这对于建筑设计前期概念阶段是非常重要的。准确的三维地形关系能够保证设计者对于空间尺度、视线、角度等要素的判断，从而才能正确开展具有逻辑和落地可能性的设计工作。

（1）SketchUp Pro（以下简称SU）：建筑设计行业最常用的三维建模软件，在2022版本中其自带的“地理位置”（Geographical Position）功能可在不使用VPN的状态下进行Trimble账号登入，从而免费下载全球范围内的三维地形，下载好后的地形文件将自动导入SU界面中且自带较为准确的空间尺度，当然下载的地图大小是有限的。

在“文件——地理位置——添加位置”选项点开后，SU将打开一个窗口自动连接到Trimble的地图系统，在登入Trimble账号之后，便可通过搜索栏搜索想要的地图方位，框出一定范围后点击区域导入，便可得到一定尺度下的三维地形。

需要注意的是该地形并非固定的三角网格面，而是可以自由切换成平面卫星图模型和三维空间地形模型的特殊数据类型，它是由一个三维网格面以及一张二维贴图平面一起组成的数据。因此在SU与其他3D软件（例如Rhino）进行转换时需要注意将该文件导出成3ds格式后再导入其他3D软件，意在破除这种绑定关系。其切换的方式在“文件——地理位置——显示地形”子菜单中。

（2）Rhino（犀牛） & Grasshopper （蚱蜢）& Elk（麋鹿） & OpenStreetMap（以下简称OSM）：这是一套由开源地图网站OSM提供全球地理数据，由Rhino的Grasshopper平台下的Elk插件提供解码和提取数据的能力，再由Grasshopper实现可视化的复杂流程，这一套流程需要设计者有较强的rhino与grasshopper软件操作能力，它能够实现将OSM数据所捕捉到的例如城市道路（包括一级二级城市公路、铁路等）、城市水系（包括江河、溪流、湖泊等）、公园绿地、建筑物等多种地图要素数据转换成实实在在的三维模型，而不是单纯的一张带高度信息的卫星图。这意味着设计者们除了借助三维卫星图对于空间尺度有初步认识之外，还能切实地生成场地的其他要素，比如水系的真实宽度，建筑物的真实高度等等。这会为前期设计提供非常好的场地条件。

①以杭州市上城区为例，可以先登入OSM的官方网站，搜索下载杭州市上城区局部位置的osm数据文件（地图数据量很大，因此可下载的范围尽量控制得小一些）。

②登陆Food4Rhino网站搜索下载ELK插件并安装到Grasshopper的Special Folders——Components Folder文件夹中。这样在Grasshopper的画布中便能找到Elk的身影。

③将osm数据链接到grasshopper当中，通过右键OSM Data电池点击FeatureType来选择你所需要的数据类型，也可以通过点击Select Feature Sub-Type来选取该数据类型的子项。该电池读取了osm数据所记录的GIS信息。包含building（建筑物）,aerialway（航线）,landuse（土地利用）,highway（高速路）等等。这些信息是以经纬度方式记录点的坐标，从而得到各个GIS信息要素的关键点坐标。