基于实时分析的城市建筑环境动态模拟研究 ——以Cities:Skylines为例

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建筑及其所存在的城市环境(文中统称城市建筑环境),包含多种因素及相关数据,这些共同构成了一个复杂、动态的系统。设计师需要借助设计工具建模模拟城市建筑环境,了解设计方案的可行性,科学地做出设计决策。但是,当前的城市三维模型,普遍缺乏动态关系的构建与约束评价机制,制约了设计过程中的相关影响因素与城市建筑模型之间的反馈联动关系。不同于传统的建模、分析工具,以动态的约束规则以及实时反馈进行建模操作的模拟游戏引擎,提供了一种全新的思考问题的方式与观察城市的视角,这使得这种基于实时分析反馈的模拟游戏引擎一定程度上可以被转换为简化的模拟试验平台。本文选取南京市“铁北新城”重点地段为例进行城市环境的动态模拟实验。先利用以交通、区划概念优先的城市模拟游戏软件——城市天际线(Cities:Skylines),建立具有动态模拟规则的城市建筑环境模型。再结合特定指标的即时可视化分析,通过与动态模型的实时交互操作进行优化实验,在此基础上进行基于实时分析的动态模拟流程与方法研究。具体来说,文章共分五章:第一章绪论阐明了研究的缘起、内容、目的和方法等等。第二章综述当前环境模拟技术的发展情况,特别是动态模拟技术的特点、实现算法以及应用平台,进而介绍了具有实时分析功能的动态模拟平台——城市模拟游戏引擎。第三章介绍本次研究的工具Cities:Skylines模拟游戏平台,从平台的选取到平台构成方式的分析,试图通过对该平台数据结构、动态规则、模型数据库和操作方式的解析并在此基础上根据已有研究经验设计本次实验过程。第四章使用Cities:Skylines平台进行城市建筑环境的模拟,随后在模拟结果的基础上进行实时分析,通过与动态模拟模型的互动,利用上位规划方案进行优化对比实验。第五章总结实验流程和研究过程中遇到的问题,同时提出改进方法。根据实验总结对比Cities:Skylines与专业的模拟平台,归纳实施基于实时分析的城市建筑环境动态模拟流程的特点,预测该模拟模型在设计实践中的应用前景。全文约字60000,图53幅,表格8个
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