[发明专利]一种基于人工智能的控规地块城市设计多方案生成方法

说明书

本发明公开了一种基于人工智能的控规地块城市设计多方案生成方法，该方法包括如下模块的操作步骤：(1)地块空间计算沙盘模块；(2)控规特征参数输入模块；(3)特征案例智能学习模块；(4)地块道路智能生成模块；(5)地块步行智能生成模块；(6)地块建筑智能生成模块；(7)方案输出辅助绘图模块。本发明通过人工智能的控规地块城市设计多方案生成方法，实现了规划师对控规给定条件下城市设计多方案的即时、准确、高效的反馈调整，解决了传统设计方案工作周期长等多方面问题。

技术领域

本发明属于城市规划领域，涉及一种人工智能城市设计生成方法，尤其涉及一种基于人工智能的控规地块城市设计多方案生成方法。

背景技术

王建国院士(2018)系统地梳理了城市设计思想理念的历史发展脉络，在深入分析研判国内外城市设计学科和专业领域发展前沿的基础上，认为城市设计已经历了传统城市设计、现代主义城市设计、绿色城市设计几个阶段的发展，目前已经呈现出以数字化为方法工具特征的城市设计发展新趋势，进而提出第四代“数字化城市设计范型”的学术主张并概括剖析了其五大创新价值。第四代城市设计以形态整体性理论重构为目标，并以人机互动的数字技术方法工具变革为核心特征。通过众多案例的科学研究实践成果表明，在可见的未来，规划设计编制将有望实现“从数字采集到数字设计，再到数字管理”的跨越。

吴志强院士(2018)在人工智能辅助城市规划一文中，阐述了人工智能与城市规划两个学科在发展中的关系、互为推动力的切入点、未来价值取向的发展方向等认知要点，预测了下一代人工智能的技术突破将为城市研究和城市规划带来的巨大变革。并结合实际应用案例，对人工智能辅助城市规划的前沿动态做出了诠释。

武慧君，邱灿红(2018)对人工智能2.0时代的理论内涵和技术前沿进行了梳理，指出人工智能新技术将对城市形态、城市运行、城市治理模式和城市文化产生重要影响，并提出可持续发展城市的规划应对措施，包括建立全流程、智能化的动态规划流程体系，精细化与人性化的空间治理，多元主体参与规划治理，建设混合、共享的高质量城市社区，以及构建多层次、系统化、高效安全的数据平台，有助于营造可持续的智能城市。

在具体的人工智能城市设计方法层面，通过共享性的城市规划数据集取、分析和管理平台，城市设计将不会再由于三维形态评判因人而异的主观性而无法应对大尺度城市空间形态。在一定的场合，数字化城市设计可以相对独立于规划而自成逻辑系统，并获得问题解决的独特路径。在空间设计中，计算机在环境物理属性分析并集成相关要素、启发和推动设计者思路及快速提供方案选择、深入方面也取得了显著的功效。

现有的人工智能城市设计方法主要是集中于数据挖掘和构建案例库的机器学习生成设计方法。唐芃(2019)等人探究了在传统建筑聚落的历史风貌保护或更新设计中，如何依靠人工智能领域中的数据挖掘和机器学习技术获得不依赖于人的主观判断的传统空间形态构成规则，建立数字化生成设计工具，来解答传统建筑聚落历史文化信息的精确传承和创新利用的问题，并结合案例介绍了“基于案例学习”等技术工具在城市历史地段城市更新设计中的应用成果。宋靖华等人探讨了不同算法及权重框架对自动设计的实际作用及影响，并在居住区方案强排阶段，探索多规则制定下的自动方案生成，利用RhinoGrasshopper的平台，基于帕累托最优的RBFOpt机器学习黑盒模型优化算法库，从满足日照，防火间距以及类型分区组团等约束条件并赋予相应权重值，进行规则限定下的建筑自动生成方法研究，为业主、规划管理部门及设计师进行更精确的设计条件分析及项目经济价值评估并求解给定权重比的最优方案提供了可行的方法和思路。George Grekousis等(2013)提出了一种与地理信息系统(GISs) 相结合的城市演化建模的人工智能方法。该方法运用模糊逻辑和神经网络技术，为城市增长的分析、预测和解释提供了一种时空综合方法，所建立的城市模型考虑到人口和建筑使用模式随时间的变化。该模型应用于希腊阿提卡州，描述了雅典大都市区目前和未来的发展趋势，并通过城市增长动态图加以说明，可以协助规划人员和决策者深入了解从农村到城市的过渡过程。

发明内容