时间:2023-06-30 17:21:28
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇建筑可视化分析,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
工程管理作为工程科学和管理科学相融合的结晶是面向工程的管理学科,是为了更加有效地利用资源,实现预期的目标,而对工程进行的决策、计划、组织、协调等工作。发展工程管理学科需要深刻的认识工程管理的发展规律,借助可视化信息分析技术,可以进一步明确工程管理理论的主流研究。
一、工程管理和可视化研究的概述
工程管理发轫于上世纪50年代,将网络技术应用在工程项目的控制中,取得了很大成功。工程管理的研究领域比较广泛,具体来说包括了建设施工、工程设计、工业工程、制造和技术生产等等方面。在最初,工程管理只是一个比较狭窄的领域,随后逐渐的扩展到公共政策、组织、技术、网络等领域[1]。50多年来,工程管理的研究历经了从工程管理、研发管理再到创新管理的嬗变历程。在我国,工程管理作为一门学科也具有比较久远的历史,最初只有单纯意义上的土木工程管理,现在已经扩展到更加宽泛的意义上的工程管理。
可视化技术是随着计算机技术的发展而涌现出来的新技术,就是在计算机图形学以及计算机图像处理技术快速发展的基础上逐步发展而来的。这种技术将数据转换成为图形,并且能在计算机屏幕上表现出来,进行交互和处理。可视化技术有着广阔的应用前景,尤其是在图书情报领域应用非常广泛。引文可视化分析技术是可视化技术的重要分支,将大量的抽象数据用直观形象的方法展现出来进行引文分析,使人们直观的观察引文内容。将可视化技术和信息科学、应用数学、共现分析等理论和技术结合起来,就能够用可视化的图谱形象直观的展示学科的核心内容,发展历程、前沿理论以及学科整体的知识架构。
在工具方面,能够进行理论知识图谱可视化分析的软件和程序比较多,但是citespace软件相对来说更容易获取,使用也更加便捷。这种软件不需要把下载下来的原始性文献转换相关矩阵,而是可以对数据库保存下来的数据格式进行直接分析,这样就使数据的处理加工变得更加简单快捷[2]。一般来说,进行工程管理理论研究主流可视化分析都会采用这款软件。
二、数据来源和研究方法
在我国,目前工程管理科学已经形成了比较庞大的学科体系,知识架构也比较复杂,新的理论、新的技术和新的研究方法不断涌现出来,一方面这为我国工程管理理论研究带来重要机遇,另一方面也对工程管理学科进行清晰划分带来了一定难度的挑战。伴随着工程实践和工程管理理论的研究不断深入,工程管理的界限也变得越来越模糊[3]。正因为如此,本文用工程管理的相关期刊对工程管理本文由收集整理学科进行界定和相关研究。由于对数据的分析和处理时进行研究工作的前提,因此对数据来源的界定和遴选需要格外重视。本文分析所使用的是中文社会科学引文索引,也就是cssci,这个引文索引是由南京大学中国社会科学研究评价中心研制和开发的,另一个重要数据源是中国期刊网,是由清华大学中国学术期刊电子杂志社主办。这二者都是我国目前在该领域最为重要的引文信息源。对cssci来说,它遵循的是文献计量学的规律,它的信息源头是在全国2700多种中文社会科学学术期刊中,综合运用定性和定量的方法,精心挑选出那些学术性比较强、编辑规范的期刊。这些期刊中包括了25个大类的500多种学术期刊,涵盖管理学、经济学、历史学、政治学、法学、文学等领域。而中国期刊网是按学科进行划分的,收录了5300多种学术期刊的全文或者是引文,主要划分为理工类、文史哲类、农业类、政治经济和法律类等领域。
在进行工程管理理论研究的时候要综合采用定量和定性的方法,并且更加重视定量的方法,注重用绘制图谱的方式来展现。科学图谱就是包括了共被引分析和词频分析等,对于读者了解学科演进非常方便。词频分析指的是对出现的关键词进行频率上的统计和分析,以查找该领域的研究热点,通过观察关键词的演变分析学科的发展趋势。所谓共被引分析是值得两种文献之间,同时被引用的频率和次数,次数越多,说明这两种文献的关系越密切,背景也越相似。
三、可视化分析的结果
首先是对《管理工程学报》的分析。首先从cssci数据库上下载2008至今的文献数据,在同一个文件夹中用纯文本的方式进行保存,再利用数据转换器将下载下来的文件数据转换成为citespace识别并可以分析的格式。数据来源是文献标题、文献摘要和关键词、主题词类型,在主题词类型项选择名词性短语,开展聚类分析,节点类型上选择主题词和被引用文献,通过运行软件得到了该期刊的共被引和主题词网络图谱。通过这个图谱,我们可以看到,关键节点包括了博弈、物流、协调激励、供应链等词汇,这说明该领域的研究热点是这些关键词背后的课题。研究方法囊括了遗传算法、模型等。另外,委托、自主创新、知识转移等词汇出现的频率也比较高。通过对可视化图谱的分析可知,该期刊作为工程管理理论的重要期刊研究的主题主要涉及了供应链、物流、博弈理论、技术创新等。供应链研究显然是主流性研究;委托、物流等方面也在研究者的视角逐渐受到重视。
其次是对《建筑经济》等其他期刊的关键词分析。在中国知网下载《建筑经济》自2008年以来的文献数据,利用citespace软件在数据转换的基础上进行分析。通过分析可以看出,全过程造价、bt模式、信息化、全寿命周期等词汇是研究工作的关键词,说明这期间的研究热点在这些领域。
不同的期刊往往刊文重点有不同,体现了一本期刊的研究视野各有侧重,因此,工程管理理论研究领域的不同期刊进行可视化分析,能够更加客观全面的掌握工程管理理论研究的主流。对不同期刊的关键词汇内容进行分析,体现了这种相互补充性。《工程管理学报》也是工程管理领域的重要学术期刊,在中国知网上下载2008年以来的文献题录,用纯文本的方式进行保存,再通过citespace软件进行格式转换,最后用citespace进行分析,得出来的结果就是《工程管理学报》在这个期间的研究主流。建筑企业、竞争力、实证研究等词汇出现在结果统计的前列,这与该期刊侧重建筑业工程项目和政府投资项目管理的研究侧重点相吻合。此外,在方法论的层面,层次分析法、模糊性综合评价、系统动力学等成为研究方法的热点,这也体现了《工程管理学报》在研究方法上的独特性。用同样的方法对《科技进步与对策》期刊进行分析,得到的出现频率较高的词汇是自主创新、科技创新、知识产权、知识共享、低碳经济等。这体现了技术创新、知识管理等依旧是该刊关注的前沿。工程管理是一门与时俱进的学科,随着研究的深入新的研究内容会逐渐进入研究者的视野,新的研究方法也会得到更多运用。
关键词:信息化;室内设计;设计工具;同步设计
一、传统计算机辅助室内设计即将面临新的挑战
传统的计算机辅助室内设计主要是采用AutoCAD 等设计软件进行二维的平、立、剖面图设计,在3ds Max等三维软件中制作效果图。这种工作模式与传统手工绘图方法步骤类似,只是利用了计算机作为媒介,较手工绘图要高效、精确,但并未从根本上将设计师从繁重的绘图任务中解脱出来。传统设计软件无法做到平、立、剖面图之间及其与三维模型之间相互关联,某一图纸作了变动,其它图纸得相应手动修改,甚至是重绘,往往会出现各种图纸表达内容互不相符的现象。
以上问题是目前计算机辅助室内设计中存在的普遍问题,是进一步提高设计水平和设计效率所面临的严重挑战。只能通过新技术的应用来解决这些问题,建筑信息模型技术提供了可靠的解决方案。
二、建筑信息模型技术在室内设计中应用的优势
建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是近年来出现的一项新的建筑数字技术。它采用信息化建模技术,大大提高了建筑信息的集成化程度,它将使设计乃至整个工程的质量和效率显著提高,成本降低,为建筑业的发展带来巨大的效益。
将BIM技术应用于室内设计将会带来的革命性变化,主要体现在以下多个方面。
1.信息化建模
BIM设计软件不再提供只能画点、线、圆等简单元素的几何绘图工具,而是在设计过程中直接放置墙体、门、窗、梁、柱等构件图元,建立起由构件组成的信息化模型。软件带有强大的构件库,各种构件、家具、厨房设备、卫生洁具都存储在库中,可以随时调用。模型建立后,便可自动生成室内设计表达所需的各种图纸。
2.设计数据关联变化、智能联动由于生成的各种图纸都是来源于同一模型,所有的图纸、图表都是相互关联的,避免了不同视图之间出现的不一致现象。如果需要对设计进行更改,无论在哪一张视图上改动,相关联的图纸、图表上也跟着发生了关联变更,这种关联变更是实时的。
关联变化与智能联动还体现在构件之间存在着关联关系。例如在模型中安装在顶棚上的灯具,如果要把顶棚升高或降低,灯具的高度就会随之升高或降低;如果把模型中的顶棚删除,顶棚上的灯具也会随之删除。
3.可视化分析
前面提到,BIM 设计软件建立起的模型就是设计的成果。至于各种平、立、剖面图,以及三维效果图、三维动画等都可以根据模型随意生成,这就为设计的可视化分析(空间分析、体量分析、效果分析、细节处理)提供了方便。设计师可以利用三维模型在任意的视角上推敲设计,确定材料材质、饰面颜色、灯光布置、固定设施等,检查管线和构件的碰撞情况,确定各种管线穿越构件的准确位置,从而做到对设计进行细致的分析,保证了设计的质量。
4.更加关注细节
室内设计十分关注细节,可视化分析为处理好细节创造了条件。灯光、材质、饰面、家具等细节影响着设计的最终效果。不管在概念设计阶段还是深化设计阶段,BIM 设计软件都支持设计师生动而方便地表现这些细节。
5.丰富的附加功能
由于BIM的数据库中包含了所代表的建筑物的详尽信息,这样就为BIM的进一步应用创造了条件,为设计工作增加了很多附加功能。
可以利用它自动统计工程量。从模型中生成各种门窗表、材料表以及各种综合表格十分容易。要统计某间隔墙的面积、体积,或者装饰构件的数量、价格、厂家信息也十分方便。设计师很容易利用它来进行工程概预算,为控制装修报价或投标报价提供了精确的数据依据,保证了实际成本的差异率在可控制的范围内。利用它生成采购清单等能够保证采购数量的准确性。
室内设计除空间功能设计和视觉艺术设计外,还包括室内声、光、热环境的设计。尤其是大型公共建筑室内空间对声、光、热环境有着很高的要求。由于BIM包含的丰富数据中也包含构件材料的各种物理数据(热阻值、隔声系数等) ,这就为直接把信息化模型导出到诸如Ecotect、IES等分析软件中进行声、光、热环境的建筑物理分析创造了条件。
6.实现信息共享与协同工作
在建筑信息模型中,有关建筑工程的所有基本构件的数据都存放在统一的数据库中,实现了信息集成。这就可以以 BIM为核心构建协同工作平台,使室内设计、电气、给排水等不同专业的设计人员都能够通过网络在同一个建筑模型上展开协同设计,还可以通过协同工作平台与业主、承建商、材料供应商等进行协调与沟通并及时传达信息,各种信息能得到有效的管理与应用,保证设计协调、高效、顺利地进行。
三、建筑信息模型技术在室内设计中的应用实例
1.林肯中心爱丽丝杜利音乐厅改造工程美国纽约市林肯中心的爱丽丝杜利音乐厅最新改造工程应用了BIM技术,取得了令人满意的效果。该项目要求在现有空间的墙体系统中
采用新型材料,并规定了严格的误差及有限的工期。音乐厅内部采用了半透明的、弯曲的木饰面板的墙板系统。设计师应用Digital Project 建立室内的三维模型,包括木墙板、承重钢结构、剧场缆索提升装置、暖通水电系统等各个方面,并考虑了各构件、各系统的相互影响,使工程得以顺利进行。其中有以下几点,凸显了BIM技术的优越性 :
(1)设计师通过Digital Project 与建筑木业厂商、板材顾问进行协同工作,又快又好地共同完成了内部面板设计,随后可直接按设计要求进行面板的制造、安装。
(2)设计师通过Digital Project 将各分包商的三维模型整合在一起,并提供了预生成该项目的数字化三维视图,完成了诸如管道系统布局等复杂系统的设计,分析和解决了管道系统的碰撞冲突问题,避免了因为碰撞冲突引起的修改设计、 返工等问题。
(3)设计师利用Digital Project 建立起三维信息化模型,分析了设计中各个部分的衔接问题,确保所制造的面板能精确地安装,确保了施工的顺利进行。
2.上海世博会德国国家馆
2010 年上海世博会德国国家馆是由175 根钢柱支撑起来的钢结构现代建筑,使用膜结构。整个建筑造型新颖,由四个不规则几何体组成,空间关系复杂。德国馆由于建筑造型和空间关系复杂,如果沿用传统二维设计手段则根本无法进行该项目的室内设计工作。例如,钢结构与内板、内装饰板之间有很多夹角相连的关系,这种立体结构难于用二维投影表达。设计人员在设计中应用了 Revit 等三维设计软件,先建立起三维模型,模型建成以后计算杆件的大小,再根据杆件的尺寸进行内板、外板和膜的设计,从而准确地解决了用传统二维设计手段难以解决的问题。
BIM的定义
BIM全称是建筑信息模型(Building Information Modeling)是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字化表达,是一个共享的知识资源,是一个分享有关这个设施的信息,为该设施从概念到拆除的全生命期中所有决策提供可靠依据的过程;在项目的不同阶段,不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反应其各自职责的协同作业。
BIM的作用
可视化作用。项目设计、建造、运营等整个建设过程可视,方便进行更好的沟通、讨论与决策。
协调性。各专业项目信息出现“不兼容”现象,使用有效BIM软件协调流程进行协调综合,减少不合理变更方案或问题变更方案。
3、模拟性。能够实现3D工况展示、4D虚拟建造、能效、日照和热能传导等的模拟。
4、优化性:BIM及与其配套的各种优化工具能对项目进行可能的优化处理。
可出图性。建筑设计图+碰撞检查和设计修改=综合设计施工图。
BIM的应用领域
BIM在项目全生命周期应用价值
BIM完善了整个建筑行业从上游到下游的各个企业间的沟通和交流环节,实现了项目全生命周期的信息化管理;BIM将引起行业行为模式的系列的变革。
1)市场的优胜劣汰将产生一批已经掌握BIM并能够有效提供整合解决方案的公司,它们基于以往成功经验来参与竞争,赢得新的工程 ;
2)尽管当前BIM应用主要集中在建筑行业,具备创新意识的公司正将其应用于大土木的工程项目中;
3)业主能够更早地了解成本、进度计划以及质量;
4)新的承包方式将出现,以支持一体化项目交付;
5)BIM应用将有力促进建筑工业化发展;
6)随着更加完备的建筑信息模型融入现有业务,一种全新内置式高性能数据仪在不久即可用于建筑系统及产品。
BIM在勘察设计阶段的应用分析
设计方案论证。设计方案比选与优化,提出性能、品质最优的方案。
设计建模。三维模型展示与漫游体验,很直观;建筑、结构、机电各专业协同建模;参数化建模技术实现一处修改,相关联内容智能变更;避免错、漏、碰、缺发生。
能耗分析。通过IFC或gbxml格式输出能耗分析模型;对建筑能耗进行计算、评估,进而开展能耗性能优化;能耗分析结果存储在BIM模型或信息管理平台中,便于后续应用。
结构分析。通过IFC或Structure ModelCenter数据计算模型;开展抗震、抗风、抗火等结构性能设计; 结构计算结果存储在BIM模型或信息管理平台中,便于后续应用。
光照分析。建筑、小区日照性能分析;室内光源、采光、景观可视度分析;光照计算结果存储在BIM模型或信息管理平台中、便于后续应用。
设备分析。管道、通风、负荷等机电设计中的计算分析模型输出;冷、热负荷计算分析;舒适度模拟;气流组织模拟;设备分析结果存储在BIM模型或信息管理平台中,便于后续应用;
7)绿色评估。通过IFC或gbxml格式输出绿色评估模型;建筑绿色性能分析,其中包括:规划设计方案分析与优化;节能设计与数据分析;建筑遮阳与太阳能利用;建筑采光与照明分析;建筑室内自然通风分析;建筑室外绿化环境分析;建筑小区雨水采集和利用;
8)工程量统计。BIM模型输出土建、设备统计报表;输出工程量统计,与概预算专业软件集成计算;概预算分析结果存储在BIM模型或信息管理平台中,便于后续应用;
其他性能分析。建筑表面参数化设计;建筑曲面幕墙参数化分格、优化与统计;
管线综合。各专业模型碰撞检测,提前发现错、漏、碰、缺等问题,减少施工中的返工和浪费。
规范验证。BIM模型与规范、经验相结合,实现智能化的设计,减少错误,提高设计便利性和效率。
12)设计文件编制。从BIM模型中出版二维图纸、计算书、统计表单,特别是详图和表达,可以提高施工图的出图效率,并能有效减少二维施工图中的错误。
BIM在施工阶段的应用价值
支撑施工投标的BIM应用。3D施工工况展示;4D虚拟建造。
支撑施工管理和工艺改进的单项功能BIM应用。设计图纸审查和深化设计; 4D虚拟建造,工程可建性模拟(样板对象);基于BIM的可视化技术讨论和简单协同; 施工方案论证、优化、展示以及技术交底; 工程量自动计算; 消除现场施工过程干扰或施工工艺冲突;施工场地科学布置和管理; 有助于构配件预制生产、加工及安装。
支撑项目、企业和行业管理集成与提升的综合BIM应。4D计划管理和进度监控;施工方案验证和优化;施工资源管理和协调;施工预算和成本核算;质量安全管理;绿色施工;总承包、分包管理协同工作平台;施工企业服务功能和质量的拓展、提升。
支撑基于模型的工程档案数字化和项目运维的BIM应用。施工资料数字化管理;工程数字化交付、验收和竣工资料数字化归档; 业主项目运维服务;
关键词:内控测试 可视化 现状分析 执行力
中图分类号:F270 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2017)03-288-05
油气田企业自建立内部控制体系以来,为合理保证企业经营的效率效果,财务报告的可靠性,相关法规的遵循性等目标的实现,始终把内部控制测试作为发现问题、防控风险,监督与评价内控体系有效运行必不可少的职能和重要手段。通过测试及时发现和改进内控体系运行中存在的问题,全面实现内控与风险管理目标。近年来,随着内控测试工作的逐步深入,加上评价手段和技术方法的不断改进,内控测试发现的问题也逐步增多,复杂程度也逐步显现。运用现有的技术手段,实现内控测试数据可视化分析,为油气田企业预测内控例外事项发展趋势,全面了解和及时掌握内控管理现状,有效规避因操作不当和内控措施失效造成的风险等,提供了决策参考和理论依据。
一、内控测试、例外事项及测试数据可视化定义
控制测试是监督检查机构通过取证,评价和鉴定被测试单位在控制政策和程序的设计与执行方面,是否完整有效实施的审计程序。内部控制评价是企业董事会或类似权力机构对内部控制的有效性进行全面评价、形成评价结论、出具评价报告的过程。内控测试则是接受董事会、管理层授权或委托的部门和人员,按照内部控制制度和相关措施要求,对企业内部的控制设计有效性和合理性、控制系统运行情况等,进行全面系统的测定、检查和测验,做出全面评价、形成评价结论、出具评价报告的过程。
例外事项是指实际存在的、已经被发现或隐蔽的,偏离设计目标、运行计划和预期效果的具体事件。企业内部控制例外事项主要是指在内控体系顶层设计和有效执行方面,与相应的标准、规范、措施和要求等存在差异的事项。为了实现内部控制目标,保证内部控制体系的有效运行,企业内控与风险管理部门借用内部审计方法,按照测试方案和设计程序,通过开展内控测试,及时发现和改进内控体系运行中存在的问题,从而防控企业生产经营和管理风险,优化顶层设计、提升管理水平。
测试数据可视化,是通过内控测试获取相关数据,利用计算机常用的图形或图像工具软件,把内控测试获取的枯燥数据,转换成生动形象的图形或图像,将数据表示、数据处理、数据管理和决策分析等进行交互式处理,用感官良好、形象可的实物图形或图像,可视化的展现数据描述的原本意义,有效地传达思想概念、沟通解释数据信息的一种直观分析手段。可视化既是一种数据解释,也是一种成果表达。
二、内控例外事项现状及趋势分析
开展内控例外事项现状分析,目的在于夯实内控与风险管理工作基础,查找内控体系存在问题的根源,制定切实可行的防控措施,有效解决内控测试例外事项居高不下和重复发生问题,合理规避和有效管控企业经营管理风险,全面提升企业内控执行力。
2008年5月22日,财政部、证监会、审计署、银监会、保监会五部委,联合下发了关于印发《企业内部控制基本规范》的通知。《企业内部控制基本规范》第46条明确指出:“企业应当结合内部监督情况,定期对内部控制的有效性进行自我评价,出具内部控制自我评价报告。”企业内控测试的结果,显示的是内部控制运行情况,是内控自我评价报告编制的依据。这里以本单位2011年至2016年期间,公司层面、业务层面、信息层面内控自我测试发现的六年例外事项数据统计为例,对内控例外事项现状和趋势进行分析。
2011年至2016年,油田按照内控管理手册要求,每年坚持开展内控自我测试,通过测试检查,监督改进,不断优化顶层设计,逐步实现了整改提高。测试结果见表1。
为了直观显示油田2011年至2016年的内控测试结果,这里使用可视化图形进行各类例外事项比较。对比结果见图1。
由表1和图1可知,2011年至2015年期间,油田内控自我测试在设计方面,发现的文本规范性问题、业务跟单测试问题和ERP权限测试问题,在逐年减少并趋于稳定。由此说明,体系设计基本合理。
由于例外事项数量和样本总体数量有一定的相关关系,单纯从例外事项数量进行对比,不能完全代表例外事项的现实状况。因此,需要考虑例外事项相关因素,并把样本总体、测试主题及数量等作为基数,使用比率分析法进行对比,才能更好地体现其代表性和显示现状。这里以公司层面和信息层面总体控制主题,业务层面关键控制实抽样本为基数进行计算,计算结果见表2。
为了直观描述油田2011年至2016年的内控测试公司层面、业务层面、信息总体层面例外事项状况,这里使用可视化图形进行现状描述,同时引入多项式分析发展趋势,预测例外事项走势。公司层面描述结果见图2,业务层面描述结果见图3,信息总体层面描述结果见图4。图2-图5中的无端点弧线为各层面趋势线。
由图2、图3和图4可知,公司层面、业务层面关键控制、信息层面总体和应用,例外事项起伏波动较大,但基本趋势都是在2014达到峰顶后开始向下运行。
在不考虑其他因素影响的情况下,忽略测试主题个数的影响,用实抽样本作基数计算,2011年至2016年例外事项比率分别是0.044、0.071、0.248、0.177、0.312、0.211。这里用比率分析法进行例外事项整体描述,可视化状况为图5所示。
在六年的统计数据中,执行层面例外事项的平均数量为173.33,平均比率为0.177。由图5可知,前两年的例外事项低于平均值,后四年有一年达到平均值、三年高于平均值。可以说,内控执行力滑坡比较严重,一直处于上升态势。从总体趋势上看,例外事项已在起伏中,于2015年达到峰顶,2016年已开始显示回落状态,但仍在高处。整体而言,例外事项居高不下。由此说明,各层面例外事项当前的形势不容乐观,内控执行力弱化,需要引起管理层高度关注。
一是建立内控与风险管理业务培训制度,明确每年参加培训的天数,培养企业员工职守情操,增强内控与风险管理意识,促进员工牢固树立内控与风险管理人人有责的思想;二是开展领导层面内控风险知识培训,提高各级领导的风险防范、管控和合规意识,发挥各级领导潜移默化和带头执行作用,把瓤匾求落到实处;三是开展内控风险管理人员、业务骨干、关键岗位人员业务培训,及时更新相关知识,稳定队伍、提高素质,提升岗位工作科技含量,筑牢内部控制防火墙。促进网络队伍建设,发挥业务支撑下的杠杆作用;四是加大内控宣贯力度,建立良好的风险管理氛围,使全体员工树立内控理念,掌握内控知识,自觉地将内控工作融入到日常管理工作之中。
(三)建设内控风险管理文化,加大日常工作监督检查力度
党的十以来,政府审计、反腐倡廉、合规管理等被提升到前所未有的高度,企业全员的风险管理意识虽然逐步增强,但并未形成内控风险管理文化。内控与风险管理工作给追责力度大的工作让路,领导层和员工责任感、危机感和紧迫感被淡化,应付思想、习惯性做法和形式主义“故地重游”,导致内控与风险管理执行力失衡和下滑。
一是正确认识例外事项存在的潜在风险和长期积累的严重后果,不把内控风险管理作为形式主义的牺牲品,只喊口号、淡化监督、弱化执行。企业的内控目标和管理目标是相一致的,需要管理人员经常宣讲、沟通、解释和提醒,只有形成氛围和局面,才能提升核心价值并形成内控风险管理文化;二是完善评价考核和责任追究机制,严格追究各级责任人和关键岗位人员的责任。对例外事项频发领域、居高不下等问题,始终保持高压态势并从重处理,提高违规成本,落实领导、部门和岗位人员责任;三是把规范日常操作作为防范风险和实现企业管理目标的标准,抓住关键控制点,防控重要风险环节。把内控风险管理意识、文化理念融入日常业务,使内控执行力成为即使领导不关注,员工也会关注合规、改正不良习惯的自觉行动;四是发挥业务部门督查职能,加大日常工作监督检查力度,变单兵行动为多部门联动。加强内部审计、纪检监察和法律法规等监督部门的信息沟通和工作联系,借鉴相关部门整体性、智能化工作方法和检查技巧,提升自身素质和提高理论水平,从而改进工作质量,实现借力登高。
综上所述,开展内控例外事项现状、集中趋势统计和可视化分析,为油气田企业全面查找内控体系中存在问题的根源,制定切实可行的防控措施,防范未来风险,营造良好环境,规范操作行为,提升管理水平,有效解决内控测试例外事项频发、居高不下和重复发生等问题,全面提升内控执行力,开辟了一条有效途径。
参考文献:
[1] 雷琰.构建合规文化,强化内控执行,提升管理成效.[J].现代经济信息,2013(4)
[2] 单军亭,单昱等.简析青海油田内部控制例外事项集中趋势[J].中国石油财会,2016(6)
(作者单位:单军亭,单晨,瞿晶珠,青海油田 甘肃敦煌 736202;单昱,中国石油大学(华东)储运与建筑学院 山东青岛 266000)
关键词:智慧城市;用户体验;可视化设计
1 智慧城市与移动互联
智慧城市以五W融合(互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网)为基础,以云计算和物联网技术为核心,通过集合技术在城市的各个系统工程中发挥智慧化建设,从而提高城市的管理水平。智慧城市是促进民生建设的城市发展新模式。它既是当下城市化发展中的高阶段,又符合成为“美丽中国”展现概念的新载体,它已成为城市发展推动的引擎。同时,智慧城市是信息时代的城市新形态,它将信息技术广泛应用到城市的规划、服务和管理过程中,可对城市各类资源进行科学配置,提升城市的竞争力和吸引力,最终实现市民高品质的生活。
智慧城市的发展离不开各种新技术和新模式的应用,在移动互联网、云计算、物联网以及大数据的推动下,智慧城市所涉及的领域几乎无所不包,其中移动互联网是智慧城市的“神经”,它具有移动化、宽带化、融合化、便捷化、可定位化、实时性等特征,是建设智慧城市的最佳实践载体,是智慧城市首当其冲的环节。目前,移动互联网已经呈现出给人们生活带来巨大便捷的优势。
移动互联网必然会包括三个要素:移动终端、移动网络和移动应用服务。目前,移动互联网已快速渗透到人们生活和工作的各个领域,正在深刻改变信息时代的城市生活。智慧城市则更需要通过移动互联网为居民和企业提供随时随地、无缝的服务。一个城市的核心移动应用平台已经成为智慧城市建设中争相发展目标。丰富的信息化服务可以拓展信息化应用的时空范围,无论学习、娱乐、购物、支付还是基于位置的服务,丰富多彩的移动终端应用和商业模式都已日趋成熟,作为三要素之一的移动终端,App的形式已被广大用户接受,通过App的日常化使用并推送其他业务,是移动领域全业务发展的重要方向。
移动领域全业务的发展势必随着信息的扩张而递增,那纷繁复杂的数据会让我们越来越无所适从,用户很容易迷失在庞大的数据中。从信息传播的本质角度来看,信息的可视化是一种数据形式的转化,传统的二维信息被转化为可视的三维信息,进而增加信息的可读性,降低信息的接受门槛,成为现代信息行业发展的主要方向。
2 信息可视化设计
2.1 智慧城市建设中信息可视化的合理性
信息可视化,旨在把数据资料以视觉化的方式表现出来,是一种将数据与设计结合起来的图形,是有利于简短而有效地向用户传播信息的数据表现形式。因此,立足于智慧城市的信息行业的发展实际,应从图形设计角度出发,将可视化作为解决这些问题的有效手段,通过视觉的方式让信息易于理解。使真实的人通过与智慧城市形态上相连,构造真实的现代生活方式。
随着智慧城市建设的深入发展,智慧城市的可视化设计的合理性已经成为触发用户黏性的关键,从用户体验的角度来看,信息的可视化是以另一种形式存在的信息现象,是从抽象形态到具象形态的转变。从设计学角度对信息可视化进行分析,其实质是信息的内涵本质能否得以保留,是说故事的一种手段,但是外在表现形式上以比较适当的方式,实现了对数据信息的分析之后,能够让数据与信息之间通过合适的方式进行传播,让复杂难懂的数据易于理解。同时为了能够让数据信息更加易于用户的理解,在信息可视化设计中,采用图形、媒介等形式,对信息内容进行分解与翻译。从而实现以信息为主导的可视化设计。
在用户与信息之间的可视化空间范围内,我们的生活一直被多种多样的信息包围着,有些信息是有效的,而有些信息是无效,大量的信息使得人们在信息的理解和选择上陷入徘徊,对于信息的可视化能否有效地帮助人们走出无效信息产生的交流,需要凸显隐性内容和接受之间实现用户与信息能有效传播,是重新定义信息可视化的视觉设计方式,这将给设计师面临信息的一次挑战。
2.2 可视化设计中的视觉转化
智慧城市大数据的信息可视化图形设计中,视觉转化成为设计的首要任务。文字表达向着图形表达中转化,就是一种完成了图形设计的视觉转化最直观的类型。将比较抽象的信息转化为用户比较熟悉的符号,将复杂的信息简单化地传递给用户。视觉转化实际上是一种创意行为,是通过信息采集到清晰的信息逻辑架构搭建的创新活动。然后在可视化的载体上实现需求。
因此,数据加上一个故事并通过设计图形来呈现就等于可视化设计。App 应用中的信息视觉语言就具备这样表达的规律性,其主要表现在以下三方面:第一,信息图形的表达;第二,信息符号的表达;第三,信息视觉设计的表达。进行可视化之前,需要从一个问题开始,弄清楚进行可视化设计的目的是什么,你想讲什么样的故事,以及你打算跟谁讲等问题。比如一周天气的变化情况用怎么样方式呈现出来。
故事的背后一定需要数据的支撑,并且有对数据处理的方法,通过对原始数据进行标准化、结构化的处理,把它们整理成数据表,找到合理的逻辑关系,将这些数值转换成视觉结构(包括形状、位置、尺寸、值、方向、色彩、纹理等),通过视觉的方式把它表现出来。例如,将高中低的等级转换成红黄蓝等色彩,数值转换成大小。将视觉结构进行组合,把它转换成图形传递给用户,用户通过终端进行人机交互。通过多次迭代,最后,我们选择一些好的可视化的方法。
信息图形的表达,可视化能够以图的形式为载体通过对图形的合理选择、实现图形的真实运行场景到排列次序。在这个环节中,信息感召力突出,实现了语境与文字之间的联系。
信息符号的表达,其符号特征能够是平面或立体,固态或动态等形式,目的就是能够让信息更加的明确和简洁,以符号的特定含义,增加图形的魅力。进行符号的设计过程中,主要是符号语言与文字语言之间的相互转换,增加信息的象征性,进而能够让信息更加的流畅。因此,图形设计中的符号设计是信息可视化中另外一个重要的载体,是用户认识事物的一种简化方式。在实际的信息化设计中,要求设计师在有限的图形中,将大量的数据进行有序化处理,从而消除文字信息所带来的视觉障碍,实现有形的图形中蕴藏着无形的信息资源。
信息视觉设计的表达,是指直接信息的视觉图形转化,也就是根据信息所要传达的方向,通过设计师的直觉引导,进行创作,通过大量的数据信息之间的分析,进而得到比较直接且清晰的信息传达方式。例如,在城市地铁电子路线图设计中,为了向人们展示比较完好的地铁线路,在实际的图形设计中突破了传统图形设计中的比例尺的束缚,对空间的位置以及站点之间的距离进行简化。忽视了地铁站点之间的真实距离,采取类似间隔的形式,实现不同站点之间的标出。在不同地铁线路中的设计中,采用不同颜色线条,作为线路的区分,并用加粗的点来表示换乘站等等相应的设计方法。在以上例中的所用的线条、颜色以及加粗点都是直接图形设计的具体表现。
由此可见,智慧城市的信息设计就犹如一个好的故事,并且有大量的情节可进行描述,以图形的方式加上一些设计的引导,就构成整个数据信息的可视化。
2.3 可视化设计流程
另外,一个好的流程可以让我们事半功倍,可视化的设计流程主要有分析数据、匹配图形、优化图形、检查测试。
首先,在了解用户需求的基础上分析我们要展示哪些数据,对所要表达的信息中的功能要素、相关重点数据进行处理,实现对原始数据的收集与整理。以便对信息的内容进行理解,然后根据信息表达的需要,进行合理化提取。一方面要实现图形设计的功能,另一方面实现信息的良好表达。一个简单的例子,我们常常对城市的公共场所中卫生间男女符号进行设计时,需要设计师对男女表象差别进行分析,对信息进行良好处理之后,应用到实际中,对数据信息进行翔实的传递。
其次,我们利用可视化工具进行预设,图形视觉要素的选择主要是依靠视知觉来实现,人的视觉能够对某一事物产生综合反映。例如,进行北京雾霾这样一个主题的视觉设计,要利用雾霾天气最为直观的视觉体验进行图形表达,这样我们可以以灰色为作品背景,伫立着一个暗色的站牌,上面写着“北京”,在这两个简单的意象构成中,人们能够马上想雾霾的景象,不需要多余的文字来赘述,雾霾所带来的消极影响跃然而出,然后能够使用户陷入带着口罩的场景中,这些信息都是人们通过简单的背景颜色能够联想到的情境。图形设计原则,需要以实际为基础,不能脱离体验,增加人们对图形的联想。
3 结语
智慧城市建设需要使用信息可视化的方法来使人们获得更好的用户体验。在信息可视化与大数据时代中,通过视觉设计使智慧城市的各种服务更贴近用户。加强城市与人之间的联系是通过对信息可视化的视觉转化进行研究而不断深入的。将图形视觉转化分为信息视觉表达、直接信息的视觉转化以及间接信息的视觉转化是智慧城市发展必然要关注并实践的领域。
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关键词:GPS技术;变形监测;发展趋势;移动终端
1 概述
在当今的世界上会有许多灾害不经意地发生,例如山体的滑坡、桥梁的坍塌、河堤的溃坝、以及房屋的倒塌,河流的改道等,而众多自然或者人工灾害的发生,与灾害本身的变形都有着密不可分的联系,从而经常会在不经意间造成严重的影响,因而在与灾害的斗争、以及预防中变形监测有着举足轻重的作用。传统的变形监测技术已经逐渐的走向末路,在科学技术的快速发展与当今社会中愈发的精准变形的监测结果,传统的技术开始变得无法完全满足当今时代对于变形监测的要求。GPS以一种全新的具有全天候、高精度、自动化、速度快等诸多优点的空间定位技术开始出现在人类面前,GPS逐渐的被大量灵活应用在变形监测中。
2 GPS变形监测的概要
2.1 有关GPS变形监测的模式
当变形体的变形速率缓慢时,或者在当地的空间范围和时间范围内有细微的差距出现时,我们能够使用GPS变形监测,而监测的周期频率所需要的时间有长有短,可以是一个月甚至是多年,它的监测对象可以是滑坡体、地震活跃区、大坝等。我们需要计算测量同一个测量监测点在两个或多个观测周期之间的变化大小来确定情况。或者使用GPS静态相对定位测量方法,用两个或两个以上的GPS接收器放置在观测点,同时观察一段时间。
2.2 GPS变形监测数据处理
GPS监测中所需要进行的数据处理主要是针对监测网的解算和平方差计算。其中与瑞士伯恩大学和GAMITGLOBK软件开发的软件伯恩的技术麻省理工学院计算GPS基准网基线,使用IGS精密星历。该软件的调整主要是采用动乐科研办公软件,最初由测绘GPSADJ一系列的调整处理软件和同济大学TGPPS静态定位后处理软件的武汉科技大学开发的。此类软件以两个不同的方面对GPS进行数据处理,首先是原始数据处理的GPS基线解算,获得同步观测,二是解决了同步的整体调整和分析,获得GPS网络的整体解决方案。对于监测点的计算,可以选择“中直接提取变形GPS高精度计算软件”。
2.3 GPS变形监测问题
GPS变形监测并非是完美无缺,在许多方面也有不足,以下便是存在的几个问题:(1)因为卫星信号受到遮挡从而导致信息无法得到有效的接收,所以GPS变形监测的精确性和安全性不一定可靠。(2)当利用GPS点进行变形监测时,仅仅可以得到变形体的离散点数据,不能够得到其表面的全部数据。(3)到现在为止,GPS的监测水准在水平方向和垂直方向精确度不同,二者中水平方向位移的精确度很高,然而它在垂直方向上位移的精度很差,所以不适合测量在水平位移和垂直位移上都有极高要求的变形体。由此可见,GPS变形监测在不少方面有缺陷,在使用时要实际情况为主,再以RS、GIS等技术作为辅助,借此来加强监测精准度。
3 GPS变形监测技术现状
3.1 在线实时分析系统
在GPS、无线电传输及GIS,RS等技术不断缺的进步的情况下,在针对山体滑坡和区域性地壳变形、多层建筑的监测,着手创立实时的在线动态变形监测分析系统是一个非常重要且极为明智的选择。在线动态变形监测分析系统是通过采集数据、有线传输、数据无线和数据分析处理等方面组成。它可以通过动态监测,借助无线电的传输技术,适时地将信息传输到终端,并且可以借助GIS进行数据处理,从而得到动态实时分析变形的结果,进而得出分析变形的规律、现状与它的发展方向,以真实可靠的科学依据实现了防灾减灾。此外,由于不少的学者使用Visual Basic6.0可视化的工具,从而实现GPS与GIS的相互融合优势互补。进而使得远程变形监测智能预警系统成功的建立。
3.2 建立3S集成变形监测系统
为了克服GPS变形监测中信号差和垂直位移监测精度低,噪音干扰等问题的局限性,所以,根据变形监测的特定对象,GPS技术可以用RS和GIS技术相结合,3秒一体化集成变形监测体系的建立。技术如GPS和INSAR技术的综合建筑变形监测系统,实现全动态测量精度四维变形(X,Y,Z,T),已应用于变形监测的高速公路采空区。GPS和GLONASS组合定位,计算双差模糊的定位,引入相对定位精度,提高定位精度的可靠性。
4 GPS变形监测发展趋势
变形监测精度要求开始愈发的严格,现代网络信息化技术与GPS技术的发展又加剧了这一要求,当前使用的监测技术已经无法满足逐步严格的精度要求。因而目前GPS变形监测发展的主流是以GIS、RS、GPS等3S技术与Web动态监测、三维可视化监测等技术为基础相互结合,形成优势互补。
4.1 建立GPS变形监控在线实时分析系统
与在线实时分析系统的相互融合是GPS变形监测监控系统在不远的将来的一种不可阻挡的发展方向。GPS变形监控在线实时分析系统的出现的原因有很大一部分是由于与高层建筑等地区需要GPS变形监控以及桥梁的越来越多而造成的。而且以实时性为核心技术基础的在线实时监控系统,它的主要特色便是依赖高速、强大的数据库在信息获取和传输以及信息的处理方面给予高度支持。
4.2 基于web动态监测
当今社会是一个网络化的社会,在当今的社会中,我们可以把有关GPS变形监测的数据与分析结果到互联网上,与此同时我们还可以上传有关变形监测的变形速率、曲线图及各种结果的预测分析,真正的达到智能化的目标,人们此时真正能够在互联网的蝮蛇网中可以随时随地的具体了解变形体的整个变形过程。
4.3 四维监测信息可视化表达
三维可视化技术实现了真正的发展,取得了质的飞跃,三维可视化技术,顾名思义它是一种在经过对地表、地面、地下等三方面的信息进行收取后,通过利用电脑软件分析数据从而构建三维模型的技术。它实现了对监测对象进行三维立体的全方位的观察。此外,在针对之前大量的数据资料进行分析后,可以在时间轴上分析预测等技术,得到可视化三维预测的结果,满足了监测在X、Y、Z、T四维的可视化表达的要求。实现了预警预报模型的建立和对危害范围进行四维可视化分析。达到了更为立体真实的动态实时变形监测。
5 结束语
作为一种将全天候、高精度、自动化、高速度等诸多优点集于一身的GPS技术,毫无疑问,在针对地壳运动、地质灾害、水库工程、高层建筑等的变形监测中GPS具有不容置疑的作用,但是GPS并非完美无缺,它在高密物体覆盖区信号会变差,在垂直位移监测时精度不准确,甚至GPS会有噪声干扰问题的局限性,此类情况的层出不穷,促使了GPS与遥感、地理信息系统技术等技术互相补充,从而真正的达到了实时动态的高精度变形监测的任务。GPS技术在其他技术的出现发展中,不断的汲取优点,形成优势互补,实现了有效集成。GPS能够充分直观、快速的达到防灾、减灾、预警、预报四维一体的检测,有效的提供了有关城市应急的技术支持。
参考文献
[1]何雪.GPS监测系统设计的实现[J].科技月刊,2007(06).
Abstract: The performance of the building and the environment are closely linked, different climate regions, the construction of the cold heating, heat insulation, lighting, ventilation and other basic functions need the corresponding design according to the local climate. Therefore, it is unrealistic to adapt to all climatic regions in one form of architecture and structure. Architects need to consider not only its shape in the design of a building, it is more important that the designs of the building need to meet the local climate characteristics. In this paper, the BIM technology acts as the research object in the architectural concept of the design stage of the specific application of the study, hoping to provide reference for the construction of the concept design.
P键词: 概念设计;BIM技术;风环境分析;日照分析;可靠度
Key words: conceptual design;BIM technology;wind environment analysis;sunshine analysis;reliability degree
中图分类号:TU242 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)15-0109-03
0 引言
随着社会的进步、科技的发展,人们对建筑舒适度的要求越来越高。传统的建筑物往往缺少对其前期设计进行足够的重视,导致建筑物缺乏应有的舒适度,例如:建筑的采光性能差、建筑能耗较高、建筑外形不符合当地的气候特征等。一系列的问题就使得建筑物的性能与期望值相距甚远。先天技术水平的不足,后天的状况就难以得到改观。究其原因是因为传统的设计是基于二维CAD的设计,建筑前期方案的选定有些是事后做下合乎规范的验算了事,几乎没有把采光、能耗、风环境等建筑物性能分析融入到前期设计阶段中,更不用说把上述分析可视化地展现给建筑师提供参考,而前期设计阶段又对建筑物的整体性能的影响占有很大的比重[2-3](见图1)。
BIM技术的引入却恰好能解决这个问题,BIM的可视化、模拟性能能为建筑师提供一些很好的参考数据。据此,建筑师可以对性能较差的地方实时地作出调整,争取使得建筑物的各个方面的性能达到最佳。这样就使得投资得到了应有的回报,大大地提高了资源的利用率,提高了建筑的亲和力,符合当前可持续性设计的发展需求[4]。
1 BIM概述
Building Information Model(建筑信息模型)简称为BIM。1975年,“BIM之父”――乔治亚理工大学的Chuck Eastman教授创建了BIM理念,其最初的理念便是让建筑工程实现可视化和量化分析,提高工程建设效率。创建至今,BIM思想并没有局限于此,它在不断地发展之中[3]。美国BIM标准(NBIMS)对BIM定义的中心思想是:BIM是利用数字技术进行建设项目设计、施工、运营的过程,过程的成果是一个信息丰富的多维项目模型―即为BIM模型。BIM具有完备性、参数化性、一体化性、可视化、协调性、模拟性、优化性和出图性特点。[5-7,10,11]
3 方案选型阶段的日照分析
3.1 工程项目简介
拟建场地位于元阳县新街镇西南方向的土戈寨村委会辖地,距离元阳县新街镇约5km,其北侧隔省道S214与元阳县美丽家园哈尼小镇D组团相望,西侧距离元阳县美丽家园哈尼小镇C组团约500m,东侧及南侧现状为农作物种植地。拟建哈尼族民族历史博物馆总用地面积为35975m2,拟建建筑由1栋3F剪力墙结构建筑物组成,总建筑面积为8315.64m2,建筑±0.00标高为1818.00,拟建基础形式为墙下挖孔桩基础。
场地地貌上处于低中山山麓斜坡地带,场地总体地形由西北向东南缓倾,总体地形约10度,局部坡度约20度,坡面丛林茂密,植被良好,均未采取任何支挡措施,属斜坡场地。通过现场踏勘场地现状未发现滑坡、崩塌等不良地质作用。原始自然地面标高介于1797.62~1819.87 m之间,相对高差为22.25 m。
3.2 BIM日照模拟步骤与结果
对于本项目是在Sketchup平台上做的日照分析,采用“SketchUp日照大师”进行分析。本项目的地理位置:北纬23.1°,东经102.7°。在“日照参数设置”里面设置好地理位置。由于项目场地在“中国建筑气候划分图”中的第区,所以在分析时以冬至日作为分析俗肌8据规范要求:其采光系数最低值Cmin=1%。对于可靠度分析,μz可根据图2选定区域计算得来(详见GB50033-2013《建筑采光设计标准》中的采光系数平均值计算方法),z应取0.01(根据气象统计数据可以看出变化幅度很小),μs根据建筑采光设计标准取2.78%(博物馆展厅、门厅等采光系数平均值),μs同样取0.01。取本项目一层A、B两个计算区域(见图2)。
3.3 分析及计算结果(如图3、表1所示)
由以上分析结果、数据可以看出,本项目的异形构造并没有影响窗体部位的采光,而本来采光不好的阴面,也由于弧形设计部分使得日照时间取得很大提高。表1的数据表明A、B两区域的采光设计符合采光舒适度设计,当然也符合建筑采光设计标准。
4 方案选型阶段的风环境分析
4.1 BIM风环境分析步骤与方法
把Revit建筑模型导出为dwg格式文件,导入Autodesk Flow Design中,根据当地气候条件(见表2、表3)可见,当地平均风速比较大的月份集中在3、4月份,平均风速分别为:3.8 m/s(3月平均风速的上下浮动率为
-15%~17%),3.72 m/s(4月平均风速的上下浮动率为
-19%~12%),因此取风速4.446 m/s作为输入值。
4.2 分析结果
风环境分析结果见图4所示。假设Va为建筑场地某处的实际风速,Vc为场地舒适度风速的控制值。Va、Vc的分布函数符合正态分布。利用可靠度的原理,可得(5)式:
本工程处于山地丘陵地区,地面粗糙度比较大。顺风向平均风相对平稳,往往脉动风的幅值大且频率高,能使结构产生动力响应的影响较大,是需要考虑的因素;实际地貌的地面比较粗糙,风速变化指数比较大。因此在风压的计算面范围内其风压在同一梯度风高度范围内,可以用同一风压分析值近似计算。上述风环境矢量图(图4)可知,当建筑场地风向为西南方向时,建筑物的所承受的风荷载为最不利情况,博物馆建筑物西南方向的走廊其风速最大可达到8.2m/s。但建筑物西南部分的流线型外形却有利于气流的分散,且其脱体处表面也形成了一层很薄的有速度梯度的边界层,不至于出现风压差过大的区域。从图4可以得出,由于博物馆的阶梯梯田式形状,其尾涡区与迎风面没有形成很大气压差,避免了风漩涡的出现。从而论证了方案的可行性。表4是根据可靠度分析原理计算得到的可靠度值。
从表4可靠度分析的结果可以得出:在场地风速为2.78 m/s时,场地最不利区域(博物馆西南侧走廊)的风速小于3.6 m/s(当然小于5.5 m/s)。考虑到气候的多变性时,可靠度依然为1。
5 结论
通过以上的计算分析,主要得出如下结论:①在建筑方案阶段,BIM能为项目带来的效益是最多的。使得建设工程项目与当地生态环境有一个良好的结合,这是实现绿色建筑的重要一步。②本文实现了对日照、风速可靠度的定量分析,使得难以衡量的设计参数得到了基于可靠度的度量,为建筑设计师提供了更好的参数参考。公式(4)可以为日照可靠度的计算分析提供计算依据。③日照、风速可靠度的定量分析与BIM相结合进一步证明了BIM技术在前期设计阶段的价值,可以满足人们对建筑物舒适度越来越高的要求,更加符合工程项目实际需求。公式(5)可以为风环境舒适度的计算分析提供可靠的计算依据。
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【关键词】信息模型;建筑设计;可视化;协同
随着计算机技术的发展,计算机辅助在建筑设计上得到了广泛应用,但建筑设计师的思维方式和工作模式并未得到根本改变,只是实现了利用计算机替代手工绘图。建筑信息模型技术的出现,使设计师能够在真正的三维设计环境中工作,将他们从疲于经营图面效果的窘境中重新拉回到原初的设计愿望,从而更快更好地实现设计的目的和意义。
1 建筑信息模型
建筑信息模型BIM(BuildingInformationModeling)是近两年来出现在建筑界中的一个新名词。所谓建筑信息模型(BIM),是指通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM技术的设计软件包含了以下三种主要的技术思想:第一,在三维空间建立起单一的数字化建筑信息模型,建筑物的所有信息均以统一数据库的形式保存在该模型中,以便于更新和共享。第二,在设计数据之间创建实时的一致性的关联。由同一个数字化建筑模型生成的所有图纸、图表均相互关联,各数字化构件实体之间可以实现关联显示、智能互动,对设计数据的任何更改,都马上可以在其他关联的地方反映出来。第三,支持多种方式的数据表达与信息传输BIM软件既支持传统的平、立、剖面图等二维图图纸的表达,也支持轴测图,透视图等三维方式图纸的表达甚至动画方式显示,还支持便于网络传输的XML(ExtensibleMarkupLanguage可扩展标记语言)。以便于网络传输。
2 BIM技术
BIM设计软件不再是提供只能画点、线、圆等简单元素的几何绘图工具,而是在设计过程中直接放置墙体、门、窗、梁、柱等构件图元,建立起由构件组成的信息化模型。
2.1 构件组合
即建筑信息模型应由一定数量的虚拟构件拼装而成,通过调节构件(或族)的参数(如长、宽、高、位置、材料等)。这类软件带有强大的构件库,各种构件、家具、厨房设备、卫生洁具都存储在库中,可以随时调用其中的库或模型,模型建立后,可自动生成建筑设计中所要表达的各种图纸。
在实际应用中,建筑师在修改了某个构件时,譬如柱子的高度或者标高的数值时,楼板、墙体和梁的位置都会有相应的变化,做出相应的更新,因为这些构件的参数和标高是相关联的,因此构件关联,同步改变也是建筑信息模型的一个特征,关联性设计它不仅提高了建筑师的工作效率,还解决了长期以来图纸之间的错、漏、缺问题,其意义是显而易见的。
2.2 数据库组织共享
建筑信息模型(BIM)的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库,不仅包含了建筑师的设计信息,而且可以容纳从设计到建成使用,甚至是使用周期终结的全过程信息,并且各种信息始终是建立在一个三维模型数据库中。
信息模型的设计信息都以数字形式保存在数据库中的,以便于更新和共享;通过数据库中的数据及构件之间的关联关系,可以很容易地虚拟出一个建筑信息模型。而整个信息模型的设计,实际上是一个通过一个参数化的界面对数据库的全面的操作的过程,对同一个数据库而言,可以更好地起到协作设计的作用。例如,结构工程师改变其柱子的尺寸时,建筑模型中的柱子也会立即更新,而且建筑信息模型还可为不同的生产部门,甚至管理部门提供了一个良好的协作平台。这不仅仅改变了建筑师、结构工程师、设备工程师传统的工作协调模式,同时使业主、政府政务部门、制造商、施工企业都可以基于同一个带有三维参数的建筑模型协同工作。
2.3 数据表达与信息传输
支持多方式数据表达与信息传输,BIM软件既支持传统的平、立、剖面图等二维图纸的表达,也支持轴测图,透视图等三维方式图纸的表达甚至动画方式显示,还支持便于网络传输的XML(ExtensibleMarkupLanguage可扩展标记语言)。
3 BIM技术的运用和前景
3.1 建筑及园林景观设计的优势
BIM在建筑设计及景观设计中都有着很大的优势,首先,快速、轻松地创建建筑设计模型,并同步生成平、立、剖面,特别是立面图纸的出图,实现设计的可视化。其次,查找和管理一个模型中的多个设计选项,这些方案可以在空间布局、材料选择等任何方面有所差别和选择。再次,利用建筑信息模型中丰富、可靠的数据。从最初制定的空间规划和总明细表到详图设计阶段、精确的材料算量和成本预算,再到最后都可生成协调一致的文档。
3.2 建筑信息模型设计上的优势
通过对Revit有的深入的认识和了解和设计体验后,归纳出其在进行建筑信息模型的设计上具有以下特点和优势:
(1)Revit打破了传统的二维设计中平立剖视图各自独立互不相关的协作模式,它以三维设计为基础,直接采用建筑师熟悉的墙体、门窗、屋顶等构件作为命令对象,快速的创建出项目中的三维虚拟BIM建筑信息模型,并在创建三维建筑模型的同时自动生成所有的平面、立面、剖面、统计表等视图,从而节省了大量的绘制与处理图纸的时间。
(2)通过Revit建立的BIM建筑信息模型,可利用参数化实体造型技术使计算机可以表达出真实的建筑所具有的信息,突破了长期以来用抽象的视觉符号来表达设计的固有模式;同时,建筑信息模型在建筑设计阶段能够有效地提升设计师所设计出来的图纸的设计质量与工作效率,其信息数据的传递在可视化的施工管理与物业管理等方面都将发挥出了传统二维设计所不具备的巨大优势。
3.3 BIM先进技术的经典案例
目前建筑信息模型的概念已经在学术界和软件开发商中获得共识,Graphisoft公司的ArchiCAD、Bentley公司的TriForma以及Autodesk公司的Revit这些引领潮流的建筑设计软件系统,都是应用了建筑信息模型技术开发的,可以支持建筑工程全生命周期的集成管理环境。BIM在建筑工程的应用也越来越吸引人们的目光。
由Gensler设计的632米高的上海中心,采用了BIM技术,其特点是自方案初期就综合各工种协同创作,特别是建筑造型与结构方案选择的协调统一成为了设计的一大亮点。由于该结构高达632米,风荷载的影响是结构师要考虑的重要因素。因此在考虑建筑外部造型的同时,必须慎重优化结构体征,降低风荷载的作用。据估算,风荷载每降低5%,造价将降低1200万美元,Genslar利用BentleyGC参数化设计工具制作建筑表皮模型,保证功能及美观的同时也将该模型用于结构风洞试验及计算分析,最终优化的结果是将风荷载降低了32%。这于2D设计模式来说是不可想象的。
4 小结
基于BIM技术而开发的三维设计软件为设计师提供了一个从概念设计到施工图设计,可视化分析,渲染图和文档制作的统一的环境,消除了设计图档之间不一致的现象,保证了设计,协调、高效、顺利地进行,保证了整个设计的质量和进度。实践证明,基于BIM技术的三维设计软件是一种非常有效的手段,设计者用三维概念来分析整个设计的空间构成的关系,最终实现设计的立体表达,实现设计目标的优化,实现设计信息的充分利用,BIM设计软件的应用可以改变并加深设计师和工程师对空间的认知和对建筑构筑形式的理解,其设计构思的意义和方法也在逐渐被认识和改变,同时为建筑设计教育带来了新的课题,这也是正在发展的信息技术对设计思维带来的新的冲击、新的革命。
仿真系统是根据对所研究的系统的了解和认识,提取里面关键的数据,构建和现实的系统对应的模型。,模型与仿真的程序通过确认和验证,在再该实验的基础之上进行模型的仿真•实验,按照模拟系统的运行进程,对状态这个变量随着时间的变化动态的规律进行观察,根据采集的数据和分析统计,来得到通过仿真后的系统参数统计特点,按照这个统计来评估判断系统真实的参数与性能,给决策供给辅数据。虚拟的仿真是运用系统,计算机,概率论以及数理学为基础,并结合其他领域的应用与技术上的特点,慢慢发展的技术,而且它不仅仅是一门技术还是一门实验性的学科,根据各学科的变化,虚拟性的仿真也逐渐的得到发展,已经是现代最活跃的技术。如果从原理上说,虚拟的现实性仿真就是让仿真和VR技术组合在一起,不过这种组合不是表面上的简单组合,而是把两种系统的特点有机的融合在一起。实际应用中,虚拟仿真也是一种体验VitualWorld和具有可创建性的电脑系统。这样的虚拟性世界是电脑生成的,同时也是现实的再现,还可以是想象中构思出的世界,户主可以通过听觉,触觉以及视觉等多种通道来与虚拟性世界交流。它是通过仿真的形式创造出一个可以实时的对实体对象的互相作用和变化进行反映的三维度幻真世界,经过头盔式显示屏,信息手套一些起辅助作用的传感器,给用户提供一个可以观测可以交互的三维度视图。可让用户直接的参与到仿真的对象探索里面,探索环境作用下的变化,以及沉浸的感觉。虚拟现实是综合利用电脑技术,图形学,电脑视觉,视觉的生理学,仿真科技,微型电子,多媒体,信息,三维显示,,测量和传感,语音的识别,集成技术,人机的接口,网络工程等一些高科技的集成成果。它的逼真性能与实时的交互特性给系统的仿真提供了强大的支撑。
2可视化的技术
可视化技术利用的是电脑图形学与图像的处理,把数据通过图形的形式在显示屏上呈现出来的互相处理的方法技术与理论。它涵盖的领域有电脑图形学,图形的处理,电脑视觉,电脑设计等,是对一系列的问题进行数据分析,数据的处理,分析决策的一种综合的技术。这种技术在电脑中是最先应用的,而且逐渐的形成了科学电脑可视化这个重要的分支。科学电脑可视化可以将包含测量得到的数据,图形,或者是电脑中出现的数字数据转化成更加直观,可以用图像展示出来的信息随时间空间进行变化的物理量或现象再展现给研究人员,让他们可以观察,计算与模拟。自从一九七八年科学电脑可视化被提出后,它在各个工程领域都有着非常广泛的发展应用。令人更诧异的是现在虚拟的现实科技可以把人们带入一个三维度,多媒体虚拟空间,让人们能够遨游远古城堡和浩瀚宇宙。这一些科技都已经开始应用到了手机开发中。这些的所有都是靠着电脑可视化和图形科技快速发展。我们对于电脑的可视化研究已有着非常漫长的历程了,其中产生出大量可视化设备,如SGI企业所推出的三维GL图形库的表象是很突出的,使用简单功能还很强大。使用GL进行开发的三维度软件受到许多专业的人士欢迎,这样的应用已经发展到了产品的设计,建筑,医学,地球的科学等一些高领域。伴随着电脑技术的不断发展,G也已进一步的发展为OpenGL,并被认为是性能最高的图形与互相交换式情景的处理标准。现在涵盖ATT企业的UNIX软件的实验室,IBM,DEC,SUN,HP,Microsoft与SGI几家公司在内的而且在电脑的市场有着强大的领导价值的大型公司都是采用OpenGL图形的标准。值得关注的是,因微软公司在WindowsNT里面提供的OpenGL图形的标准,所以OpenGL将会在电脑里面广泛的应用,特别是OpenGL三维度图形的加速卡与微型计算机图形的工作站推出,使得人们可在微型计算机上完成三维度图形的应用。就像电子CAD的设计,模拟仿真,三维的游戏等等,这样就可以更加方便有机会利用OpenGL以及它的软件进行自己三维度图形的实际建立。
3在手机与电子的通讯领域应用广泛
就拿电子这个行业来说,在无可遵循的规范情况之下,MNSC对所有种类的问题提供出了高效相应的解决措施。它的强大产品群体能够处理各个领域出现的问题,这些产品不仅能够独立的解决有关行业的问题还可以结合具体情况共同解决这些问题,给出相对的仿真联合分析。
3.1于手机电子产业结构的分析应用
虚拟仿真实验可通过相关的软件完成结构的分析,有着强大的屈曲,静力,动力的高级响应,随机的振动,复合的材料,灵敏度的设计与优化,扩展优化,动力学显式,动力学隐式等多方面分析的功能。显示了国际某著名磁盘驱动器生产商,以及美国宇航局采用虚拟仿真技术对火星探路者天线装置结构优化分析的情况。
3.2虚拟仿真技术在手机跌落、碰撞等分析中的应用
虚拟仿真实验可以给出非线性程度很高的瞬时动力学的分析能力,给电子类产品碰撞,跌落等一些分析提供了完美的解决方法,是分析电子类产品碰撞,跌落不可缺少的工具。就是某有名手机上产厂家对手机进行跌落的分析。
3.3虚拟仿真技术在运动的系统以及仿真,控制的系统仿真中应用
根据虚拟的仿真科技能够实行运动学与动力学的仿真,可对电子类产品的机械性能与运动特点进行研究。就是ABB公司的机器人运动的仿真以及三菱电子开关作动的仿真,实现了完美的控制-液压-运动-结构联合仿真系统。
4总结
关键词:绿色建筑;数字化;模拟;软件
中图分类号: G623.58 文献标识码: A
1. 引言
近年来,“绿色建筑”在国内的脚步已明显加快,2013年5月,国家住房和城乡建设部建筑节能与科技司公布数据显示,截止到2012年底,评审通过的绿色建筑项目达742个,标识项目的建筑面积已超过7000万平方米。随着2013年国务院《绿色建筑行动方案》的,十二五期间,绿色建筑将呈现爆炸式的增长。按照《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006的条款要求,在绿色建筑设计过程中,需要借助于现代的计算机数字化分析技术,对建筑设计的风环境、热环境、声环境及建筑能耗进行模拟分析,并在条件允许的情况下进行优化分析。本文将对风环境、热环境、声环境及建筑能耗应用较多的软件进行简要的分析。
2、绿色建筑评价标准对数字化分析技术的需求
通过对《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006[1]的分析,根据其中的评价条款要求,以公共建筑为例,需要进行数字化分析的条款主要如下:
第5.1.6条,场地环境噪声符合现行国家标准《城市区域环境噪声标准》GB3096的规定。
第5.1.7条,建筑物周围人行区风速低于5m/s,不影响室外活动的舒适性和建筑通风。
第5.5.11条办公、旅馆类建筑75%以上的主要功能空间室内采光系数满足《建筑采光设计标准》GB 50033的要求。
上述条款的提出,一方面是为建筑环境的量化提供方法、工具;另一方面,切实推动绿色建筑数字化分析技术在建筑中的应用和发展。
3、数字化分析的技术软件
随着计算机技术技术的发展,建筑环境相关的计算分析软件发展迅速,形成了整套的绿色建筑分析技术,包括建筑室外风环境、建筑室内风环境、建筑光环境、建筑声环境等计算分析技术。对于各个建筑环境,每种建筑环境的模拟都有其代表性软件,下面将针各分析软件具体分析。
3.1 室外、室内风环境模拟
在绿色建筑规划设计阶段,通常考虑建筑周边的风环境,夏季有利于自然通风,冬季保证建筑周围人行的舒适性,同时满足《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006第5.1.7条的要求,为量化分析室外风环境,通常采用计算流体力学分析软件,目前常用的计算流体力学软件主要有Phoenics、Fluent、Airpak等。
Phoenics是世界上第一套计算流体与计算传热学商业软件,几经更新,目前已经发展至2012版,具有强大的计算功能,不仅能模拟建筑环境的速度场,还能模拟温度场。近年来,Phoenics推出FLAIR模块,该模块是英国CHAM公司针对建筑及暖通空调专业设计的CFD专用模块。在原有FLAIR模块的基础上,新版本FLAIR增加了大量HVAC专业相关内容,具有更强的专业性,HVAC工程师不必具备专业CFD知识就可以运用该模块。
Fluent 是世界上应用最广的计算分析软件,在美国的市场占有率为60%,由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术,因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。目前,随着网格划分技术的发展,目前ICEM软件能完全取代过时的GAMBIT,实现非结构网格和结构网格。由于其强大的计算功能,在胜任建筑室外风环境分析,建筑室内风环境分析、建筑室内温度场分析方面绰绰有余,因此在建筑领域也得到了较为广泛的应用。但该软件采用icem划分网格时对使用者理论基础要求非常高,对几何模型的要求非常高,几何模型制作如果不恰当,自动生成网格往往不能满足计算质量要求,造成网格调试耗时大,尤其是同时计算速度、温度场等参数时,推高了数字化分析计算成本。
Fluent Airpak是面向工程师、建筑师和室内设计师的专业人工环境系统分析软件,可以精确地模拟所研究对象内的空气流动、传热等物理现象,以及热舒适度等问题,并依照ISO 7730标准提供舒适度、PMV、PPD等衡量室内空气质量(IAQ)的技术指标。具有自动化的非结构化、结构化网格生成能力,支持四面体、六面体以及混合网格,因而可以在模型上生成高质量的网格,由于其求解器采用了全球最强大的CFD(计算流体动力学)求解器——FLUENT,具有较好的计算效率,因此在建筑领域得到了越来越广泛的应用。但新版的Airpak与CAD软件的精度和兼容性存在一定问题,导入进Airpak的文件往往存在问题,导入完成以后需要手动修改几何模型,这成为Airpak软件一个较为突出的问题。
通过上述计算流体力学分析软件的分析,可以精确分析建筑的温度场、速度场,提供速度、温度、压力、空气龄等参数,用以衡量室内、外建筑风环境的优劣。
图1、 Phoenics 软件计算室外风环境结果 图2、Airpak软件模拟的室内温度场
图3、Fluent 软件计算界面 图4、 Phoenics软件模拟室内空气龄结果
3.2 建筑声环境模拟
Cadna/A 是德国推出的一套计算噪声传播扩散规律的软件,在德国噪声环境评价中得到广泛应用,此软件不但操作简便,而且预测结果准确,通常用于建筑室外公路噪声等的预测分析,该软件提供了众多的噪声源模块,可以模拟室外绿地,地形对建筑声场的影响。在住宅小区等的噪声分析研究过程中,具有模拟速度快,可视化程度高,3D效果展示好等特点。与建筑室内声环境对应的为Cadna/R软件,主要用于模拟室内的噪声分布状况,精确分析室内空间噪声等级,为优化建筑室内环境提供依据,尤其在医院、住院大楼等建筑设计中应用较多。
图 5、 室外声环境3D图 图 6、 室外声环境等值线图
3.3建筑光环境模拟
建筑光环境对于建筑节能和人们的心理需求具有重要影响,采光不好,一方面将导致人们生活生产受影响,同时采用人工照明辅助后增加了建筑能耗[2]。因此,必须营造良好的室内光环境。在自然采光方面,如何对建筑光环境进行良好的模
图 7 室外太阳辐射分析
拟分析,AutodeskEcotectAnalysis软件是一款功能全面,适用于从概念设计到详细设计环节的可持续设计及分析工具,其中包含应用广泛的仿真和分析功能,能够提高现有建筑和新建筑设计的性能。该软件不仅可以分析建筑周边场地的日照、太阳辐射、建筑室内自然采光、建筑房间视野进行模拟和分析。在自然采光方面,可以量化采光井、外窗、导光筒等的自然采光效果,其提供的采光模型具有计算速度快等特点,得到了越来越广泛的应用。通过建筑光环境的模拟,可调整建筑采光方案,采用采光井、外窗、导光筒等技术增强室内采光。
3.4 建筑能耗模拟
由于建筑能耗占社会总能耗比重较大,建筑节能成为重中之重,在建筑的方案设计阶段,一般采用建筑能耗模拟软件对各方案的建筑能耗进行比选。目前使用的建筑能耗模拟软件主要有有Energyplus、Equest、Dest,Energyplus、Equest得到了LEED标准体系的认可,在国内使用越来越广泛。三款软件的计算内核均为doe-2,该内核程序由美国劳伦斯伯克力国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)开发,采用反应系数法来计算建筑围护结构的传热量[3]。相对而言,Equest计算软件较Energyplus容易掌握,使用的人群也更为普遍。Equest软件提供了多种空调系统模型,可用于风冷热泵空调系统、常规水冷式冷却塔,地源热泵空调系统,VRV空调系统,溴化锂吸收式空调系统的建筑能耗模拟工作,计算速度快,模拟结果准确,得到了广泛的应用。
4、结论
通过对绿色建筑数字化分析软件功能、优缺点的简要介绍,在建筑设计的各个阶段,可采用进行上述的分析软件,对建筑环境进行量化分析,并进行改进,优化建筑性能。在绿色建筑的发展中,随着新技术、新材料不断出现,数字化分析用于量化新技术、新材料的设计效果,具有重要意义,也将得到长足的发展。
参考文献
中华人民共和国国家标准,绿色建筑评价标准[S]。GB/T 50378-2006。
关键词:GIS技术;城市规划;应用
GIS是地理信息系统(Geographic Information System)的简称,是通过运用计算机技术、信息技术、通信技术等对地理数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的重要技术系统,在传统地理学科与现代科学技术相结合的产物,在城市规划管理中应用日益广泛,并发挥着非常重要的作用。
一、GIS技术应用于城市规划中的必要性分析
1.1 传统城市规划方法的局限性
(1)传统城市规划数据模型的局限性
最初的城市规划采用手绘制图。直到90年代末软硬件性能的提高、完善,以及CAD技术的优越性的凸显,使得CAD迅速在全国普及,大大推动了中国城市规划的发展。在GIS技术应用到城市规划领域以前,CAD软件一直是城市规划的主要工具。CAD数据模型通过点、线、面将地理数据存储在二进制格式的文件中,由于CAD数据模型不支持属性数据,且空间数据不是存储在数据库中,所以在数据分析、数据量化统计、查询以及在规划方案后期修改等方面对城市规划设计和管理人员带来了一定的困难。
(2)传统城市规划方法的不足
城市规划中,规划前期需要需对基础资料进行分析与校核,传统的规划方法均采用手工计算数据,不仅耗时费力,无法保证数据的准确性,直接影响规划的质量和进度,而且在空间分析及查询检索上无法实现;最原始的规划方法是靠手工绘制地图,随着计算机技术的发展,CAD辅助制图软件得到广泛应用,但是只能单幅地制作各种规划用图,并且在规划方案的调整中不能完成图形与数据的一致性更新,稍不留意,容易出现图形跟文字说明的不对应现象。
1.2 GIS技术应用于城市规划的历史必然性
(1)GIS数据模型优势
随着计算机技术的出现及其快速发展,对空间位置信息和其他属性类信息进行统一管理的地理信息系统也随之快速发展起来。相对于传统的数据建模技术,GIS技术能把对象的空间位置和相关属性有机结合起来,满足用户对空间信息管理的要求,并借助其特有的空间分析功能和可视化表达,进行各种辅助决策。
(2)应用GIS技术的历史必然性
在数据统计以及分析方面,GIS在数据库技术的支持下,实现图形与属性的有机结合,并对数据进行分层和分类处理,根据不同的需求对数据进行分析与指标量算,不仅省时省力,而且可大大提高计算的准确性;GIS在可视化表达方面,GIS拥有独立的符号库,可根据数字地图数据分类、分级特点,选择相应的视觉变量(如形状、尺寸、颜色等),制作全要素或分要素表示的可阅读的地图。GIS在地图输出方面,功能尤为强大,不仅可以输出全要素地图,也可根据用户需要,输出各种专题图、统计图、表格数据等;在三维可视化方面,通过三维场景中浏览数据使其更加直观和真实,并提供一些平面图上无法直接获得的信息。同时还可直观地对区域地形起伏的形态及沟、谷、鞍部等基本地形形态进行判读,比二维图形更容易为大部分读图者所接受。GIS在规划实施和管理中,可以很方便地实现动态的数据更新,保证数据的实时性和准确性,科学、准确地反映规划区的现状与发展趋势,进而提出合理的策略。
由此可见,GIS不仅减少了规划中对时间、人力和物力的消耗,而且大大提高了规划的工作效率和信息的准确性,并且实现了规划的科学性、合理性、实用性和可操作性。因此,GIS技术应用于城市规划具有一定的历史必然性
二、GIS在城市规划建设中的应用
2.1 GIS在城市规划报批中的应用
随着城市化进程的加快,城市规划业务急剧膨胀,靠以前的技术手段已经远远不能满足要求。运用GIS技术建立的城市规划电子报批是一种全新的规划报批模式,它将传统规划报批图件采用的纸介质转变为电子介质,通过贯彻一套计算机技术规程和管理规程,输入计算机处理,使电子文件符合一定的规范标准,从而实现计算机辅助审批报批图件。GIS的应用,使规划审批手段电子化、规划结果标准化,提高了设计结果入库速度,缩短了审批时间等。
2.2 GIS在公共设施布局规划中的应用
城市公共设施是维持城市健康运转的基本保证,目前,大多数城市的公共设施是按照城市住区建设的。根据自身需求来配套建设的公共服务设施,由于受规模、形式的限制,往往不能完全满足城市整体的需求,容易产生很多服务盲区,有的公共设施不足,有的又过于集中。利用GIS的缓冲区分析,很方便的发现服务盲区,规划设计时在生成的缓冲区下面再叠加上人口密度图就能很方便的统计出每个公共设施所需服务的人群,与其现状服务规模进行比较,就能发现哪些公共设施服务规模不够,需要新建或扩建规模。利用GIS 的缓冲区分析、空间分析和统计功能,可以避免传统的根据规范、规划师个人经验来进行公共设施规划布局的弊端,方便规划设计人员更加科学合理地进行公共设施规划布局。
2.3 GIS 在城市三维可视化中的应用
利用三维GIS技术,规划设计人员和管理人员可以实时、交互地观察城市规划不同方案在城市环境中的效果,可以从任意角度、方向、沿任意路线对不同方案加以比较,从而为从空间角度评价建筑提供了更加直接、有效的手段。而这些是以往的平面图和建筑缩微模型所难以实现的。利用三维GIS技术,对规划方案与山体之间的关系、方案的高度、外观与整个城市的空间关系进行分析,对地下不可见的管线进行可视化分析。还可以将空间数据与属性数据结合到一起,查询虚拟城市中建筑物的相关信息,结合对建筑物的空间分析,对方案的优劣进行评估,从而做出正确的判断和决策。
2.4 GIS在规划管理中的应用
GIS和日常管理几乎是形影不离。在管理初期可以将所有信息录入数据库,建立城市环境数据信息数据库,可以实现对GIS数据管理、质量检验、查询、显示、统计、数据更新等方面功能;与影像相结合实现环境信息的叠加,实现对环境信息及时掌握,实现城市环境信息的统一管理,通过数据库及监测技术掌控环境变化,及时发现问题,尤其在城市建设用地审批阶段,可借助GIS空间分析技术,使审批人员可以很快地统计出所圈地块的面积及有关属性信息,了解周围的环境、工程布局、占用土地情况等等为规划管理提供高效服务。目前GIS结合遥感影像已经应用于执法监察工作中,利用遥感卫星数据与历史数据进行比对分析,重点发现土地利用的变化区域,结合现场勘察资料,可以较为客观、科学的进行执法。
三、结语
综合上述分析,GIS技术可应用到城市规划的各个环节。GIS 技术以详尽、准确的基础数据为分析基础,以空间查询、空间分析为分析手段,以简单易懂的图表为分析结果,为规划者做决策提供了科学合理的依据,为城市规划的高效、科学、快速提供强有力的支持,在未来的城市规划中必然将起到十分重要的作用。
参考文献:
[1] 胡乔利,郭鹏,张志刚.GIS在新农村规划中的应用性研究 [J].安徽农业科学,2011
关键词: 建筑漫游动画 司马迁祠 三维动画技法
引言
随着国家不断投入巨资进行重点文化遗址的保护和复原工作,使得三维激光扫描、虚拟现实、基于内容检索和计算机辅助文物复原等高端技术在旅游及考古项目中得到了大量应用,国内也已经成功部署了几个著名的文化遗址虚拟展示项目,比如由浙江大学实施的“敦煌艺术数字保护与虚拟旅游”系统;由北京大学牵头组织、日方投资的“故宫三维虚拟展示” 系统;由北京水晶石公司采用虚拟现实技术完成的“清北京城再现”系统,等等,大型项目的共同特点是强调真实感、沉浸感、互动性和参与性。“三维动画把当今社会的强有力的技术和传统的动画创作制作艺术集为一身,具有非同一般的特点,例如:重复利用性,可修改性,高效率性,高画面性等。”[1]我们将所学的动画专业特色,利用学习过的建筑漫游软件和虚拟现实软件结合,理论联系实际制作一部漫游动画短片,并将以此漫游动画作为一个旅游景点推广的试点和特色项目。
1.内容介绍
《高山仰止》介绍了对陕西韩城司马迁祠古建筑模型的一个流程,从前期的策划到后期的制作及具体的操作步骤都有详细描述。主要运用到的工具有建模方面:3dsmax;处理图形:Photoshop;后期处理:Pr、AE等相关软件。
2.方案策划
(1)主题
以司马迁祠古建筑为主题,主要是为了缅怀史圣司马迁,瞻仰他为后世所作的贡献。运用所学的三维技术最大限度地将司马迁故居展现在大家面前。既满足了旅游爱好者的需求,又达到了文化遗产的继承和创新的目标。
(2)前期准备
前期就是在网络上查询历史资料、文献,了解司马迁的生平、著作。然后组织成员去韩城司马迁实地考察,进行不同角度的选景拍摄和摄像,并且对司马迁祠的周边景观进行考察。下一步是按照地形规划平面图,依照实际尺寸,初步确定了脚本和场景设计。接下来是进行组员分工,组长担当合理调配的工作,针对各成员取长补短,各司其职,对后期作品的顺利完成起到至关重要的作用。
“制作建筑时要想实现理想中的场景,制作思路、制作方向等是很关键的。”[2]一个动画建筑漫游制作的基本流程是先确定脚本,“文字分镜头是动画导演根据剧本剧本重新用文字来阐述故事”[2]。
3.建模阶段
在《高山仰止》这个项目中,司马迁祠是依山而建的一个群组建筑,这就要求我们先把山体创建出来。建模就像建房子时的打地基,不可小视,山体运用的是3dsmax中的面片,然后选用点选择,拉出山体高低起伏的形状,同时切换四个视图,达到最逼真的效果。
接下来是群建筑的创建,也是这个项目中的难点。最大的难点就是面数的问题。在创建模型的过程中,3dsmax自身会产生大量的片段数,也就是我们常说的面数,我们要对不同的建筑结构进行分析,制作出合理的模型,而我们要建的是古建筑模型,结构相对来说比较复杂,如果面数太多就会导致后期渲染无法按正常速度进行,甚至会导致软件瘫痪。前期制作过程中,我做得最多的工作就是删除多余的面,将最后的场景面数控制在10~50万。
4.材质灯光
材质,顾名思义,也就是物体的材料与质感。材质的好坏直接影响最后的视觉效果的强弱。获得材质的方法有很多,一般我们会用相机拍摄真实的材料表面,或者在网上搜集资料,然后用Photoshop软件进行处理,比如古建筑墙壁上斑驳的效果(还需要给材质球添加混合效果)。但有些特殊的物体无法用某一材质实现,比如湖面效果,需要在材质球中添加噪波效果,就能实现波光粼粼的效果。
灯光,灯光分为主光源、辅光、环境光。主光是模拟太阳的直射光,主光的阴影位置、长度等会向观者描述出当前镜头的时间,因此主光的角度、参数等应该与此镜头表现的时间相一致。灯光打好了,该作品就不难出效果。
5.动画调节
动画调节就是我们所说的打摄像机,在打摄像机的过程中要灵活运用镜头语言,尽量将大全景、全景、中景、特写这些都运用在作品中。
6.渲染输出
经过建立模型、动画制作、材质灯光调整后,渲染是一个总结性的完成点,最终效果很大一部分取决于渲染,渲染器的选择上也是很有讲究的,选择了V-RAY这一插件,渲染器提供了一种特殊的材质――VrayMtl。在场景中使用该材质能够获得更加准确的物理照明(光能分布),更快的渲染,反射和折射参数调节更方便。
7.后期制作
从渲染器里渲染出序列帧后,我们需要在后期软件中进行调色及增加特效,使画面更有冲击力。剪辑软件PR的目的是通过剪辑的技术,将每一帧的图像连接成为一段影像。剩下来就是给短片加上片头片尾,后期配音就是在PR软件中完成了。
结语
《高山仰止》将以全新的视角展现传统风格建筑,加以“技术―艺术”相结合的处理手法突出其文化性特点。用仿古的手法再现民族特色,能带给人历史的震撼力。整个作品是对古代历史文化的一种继承,能够比较真实地表现出传统文化的韵味。
参考文献:
[1]徐良贤.3Ds Max动画实训基础教程[M].上海:上海交通大学出版社,2008.
[2]吕锋.诠释动画片的美术设计风格[J].艺术理论,2007(4):12.
[3]孙立.影视动画视听语言[M].北京:海洋出版社,2005.