随着信息化时代和地理信息系统、虚拟城市等领域在世界各国的迅速发展，人们对城市中各种三维信息的表达与处理日益迫切，三维建模技术是通过利用三维建模软件，根据采集到的数据所建立的各种地理实体，如：地形、建筑物、道路、水面、树木、草地及其一些辅的设施，在虚拟三维空间建立与现实地物地貌一样的三维模型。大规模城市三维建模工程不断出现，不仅需要表达单个建筑物或建筑物群体，还需要建立整个城市景观模型，并希望利用这些模型进行有关城市开发决策支持、城市的规划设计、应急指挥、三维空间分析、污染分布仿真、土木工程等工作。近年来随着城市三维模型越来越广泛地应用，以及虚拟城市三维可视化、在众多领域显现出巨大的应用潜力，从而成为普遍关注的焦点，三维模型的表示日益成为地球空间信息在线服务的主要方式。
1城市三维模型的种类与建模方法
1．1三维模型的种类三维城市模型可以分为地形模型，地物模型两个大类。地形是数字城市中最重要的地理对象，是城市实体的三维空间基础。DEM是地理信息系统中最重要的空间信息资料和进行地形分析的核心数据，也是绘制三维实体和进行地形分析的重要基础数据。在地物模型中主要考虑建筑物、道路、桥梁和水域等地物的建模，而建筑物是城市模型中最关键的地物，它的建模对于三维城市可视化具有十分重要的意义。
1．2三维建模方法
1．2．1采用造型软件建模。综合运用AUTOCAD，3DMAX，IMAGIS，MultigenCreator和Erdas等三维建模软件进行三维建模工作，尽量把模型建得和实物建造的一样。
1．2．2采用三维影像方式建模。把DEM，DOM，DLG数据与航空摄影照片进行叠加，通过全数字摄影测量系统的处理生成三维影像。
1．2．3采用GIS属性建模。利用现有GIS系统中X、Y坐标和作为属性数据的Z坐标值，直接生成三维模型。
2三维模型的构建与实现
2．1搜集源数据作为数字城市的基本数据内容，三维城市模型在大多数情况下往往也是其代名词。不仅以三维的形式表示城市景观，而且还能逼真地描述表面特性。因此，地形地貌的特征和材质参数的描述如几何形状、相片纹理与属性等都将是三维城市模型的数据内容。利用机载GPS接收机进行数字化航空摄影测量和RS技术采集所需要的数据，通过处理制成包括：数字高程模型（DEM：DigitalElevationModel）、数字正射影像（DOM：DigitalOrthoimageMap）及地物（人工地物与自然地物）的三维模型数据（3DMD：3DModelData）、纹理数据以及文化属性特征数据。DEM生成整个系统的三维地表模型，而DOM主要用于在三维地表上生成相应的基本纹理文化特征数据属于GIS中的一部分，是一通过测绘技术得到的矢量数据，用于描述各种人文景观和自然景观，在三维地形数据库中，这些特征数据要借助于特定三维模型和特定纹理来表达。
2．2三维模型的创建基本流程各种城市地物三维模型的创建，是三维城市模型生产最为复杂与关键的部分，直接决定了三维城市模型的精度与逼真度。根据现有技术条件与特点，城市场景三维模型创建的基本流程可分为四个部分：（1）基于航测立体像对三维空间点采集与三维模型的创建。这一部分工作包括立体像对上可观测地物（主要为建筑物）三维特征点编码与采集和三维模型的创建与编辑两个步骤，所处理的地物类型主要为建筑物及其附属设施：主要指房屋建筑。这一阶段所创建的三维表面模型将作为后续工作的基础与依据，也是可量测与分析三维城市模型的主体；（2）野外调绘和纹理影像采集与制作。直接在立体像对上采集并创建的三维模型只表达了城市部分地物的三维几何结构，其逼真三维景观的生产，需要在野外实地调绘并记录各类地物空间与属性信息，同时采集相关地物的纹理影像；（3）建筑物景观模型的制作。根据前一阶段采集的建筑物相关信息与纹理影像，制作建筑物各侧面的纹理，制作航测阶段量测不完整建筑物的CAD模型，输入建筑物属性信息；（4）地面景观的制作。地面景观的制作以增加场景的逼真度与可视效果为目标，有选择地对城市地面目标进行建模与表达，主要包括：交通及其附属设施、市政公共设施、能够表达城市景观特征的主要植被、景观及游乐设施以及主要水域。上述四个生产步骤，第一个步骤为其他三个步骤的基础，而第二个生产步骤则为最后两个生产步骤的基础。最后两个生产步骤，可依次进行，也可以同时独立进行的DEM数据和3D矢量数据，必须执行无损的数据压缩操作，以保证数据的精度与完整；对影像数据在保证可视效果的前提下，只能以有损的JPEG压缩方法对其行处理。
关键词：虚拟现实技术城市设计应用
一、什么是虚拟现实技术
虚拟现实技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真然后通过各种摄像头、传感器等O备，来让用户体验一种比较贴近于现实的场景，使用户沉浸到该环境中。
二、分析城市设计中常规方法与虚拟现实技术的不同
（一）常规方法存在的不足
相对于城市规划的抽象性和数据化，城市设计更具有具体性和图形化，以协助于以后的日常规划管理工作。传统城市设计由于技术手段的限制，设计师仍通过二维图形来展现设计方案，仅在小群体设计中才使用三维建模；传统的GIS系统只结合了地理信息系统及经济技术指标的二维模式；3DMAX三维建模耗时耗力，不提倡用于大规模场景中；建筑沙盘仅能鸟瞰全景，制作较为繁琐。以上几种方式并不能在应用中实现人机交互的动态传感的效果，不能完整的表达出设计者的想法和思路，存在一定的局限性。
（二）在城市设计中采用虚拟现实技术的优势
虚拟现实技术融合了二维GIS、多媒体等技术，它继承了GIS系统地理信息系统的优势，可对建筑密度、容积率、选址可行性，地理周边环境等进行分析，以达到最有效果；它将网络、遥感等技术加入其中，以达到实时更新与浏览的效果；它具有交互式动态传感等技术，以便更直观地对场地对象、日照、视点、路径等做出反应；相比于3DMAX建模，虚拟现实技术已实现了全景拍摄，即虚拟建模结合全景拍摄技术使视图三维化更方便快捷。
三、虚拟现实技术在现实中的应用
虚拟现实技术的完整实现应包括城市设计、城市设计单体三维化及场景渲染、实现人机互动几部分。
（一）虚拟现实技术在城市设计中的运用
城市设计对要求城市的特定区域、土地利用、功能要求、建筑物外形与高度、交通流线、公共空间分布、景观造型、街景风格等要素实现相互配合和协调，使综合效益最优化。在对设计目标和经济技术指标要求进行分析后，将全部信息纳入空间坐标系中（GIS和CAD都可实现，但要注意后期软件的兼容性），然后在系统中将每个空间实际面积、方位、建筑的整体风格及布局等按照比例要求来进行调整；运用虚拟现实系统辅助完成城市的土地利用、空间分割、道路交通、建筑布局等设计方案。
（二）实现对虚拟场景的城市设计
在实现虚拟现实技术的虚拟场景中，可将整个城市设计的方案按照不同街坊分割成若干个小的空间场景，然后借助OpenGL技术或Muligen系统和计算机来进行对系统中的场景进行三维化渲染，以此来设计出更加逼真的效果图。在分割时如果计算机的虚拟内存还没有达到设计的要求，我们可以采用进行对场景的对动态分割。然后通过SiteBiulder或其它虚拟动画软件实现三维空间的虚拟动画。
（三）实现城市设计的人机交流和互动
利用虚拟现实技术设计好整个空间场景后，然后我们利用专业的输入设备以及跟踪设备来实现对虚拟场景的感知。在虚拟现实技术的系统中人际接口为人机的交互提供了一个非常重要的路径，它可以使体验者真实的体会到人体的感官享受和形象的三维空间环境，并且还可以与其互动。所以说，虚拟现实技术的人机交互有效的提高了人们对设计环境的感知，可以使人们真实的体验到当中去。
四、虚拟现实技术对城市设计后期管理的意义
（一）从管理功能的角度来分析
城市设计服务于城市规划的管理，为了能在城市规划的模板上展示最新的虚拟现实规划的主要内容且将各个模板与周边的环境相融合起来，虚拟现实技术将实现技术与规划管理同步作为发展的目标。虚拟现实技术属于一种城区规划与量化的一种管理工具。而城市设计的空间信息与属性信息的仿真系统主要是通过3D的方式来构建成的，然后将设计的好的规划方案通过三维技术来进行仿真优化，从而为城市空间的管理工作提供有效的真实数据。虚拟现实技术，可以在规划管理中轻松实现空间定位，即快速导航定位三维场景数据；实现数据管理功能，即对虚拟现实中的三维场景数据进行更改和修正；实现空间量算，即对虚拟三维场景中的空间距离、水平距离、高差、地表面积、地形坡度等进行量算；信息查询，及对建筑、植物等属性进行查询；实现日照分析，按照空间坐标信息，结合太阳光照时间及建筑物方位，对日照时间及建筑物遮挡情况进行分析；实现城市设计方案比较，通过改变输入数据对多套设计方案进行虚拟比较，以选取最优方案。
（二）从系统的扩展角度来分析
VR技术的一体化操作平台具备足够的软硬件接口以及功能的扩展模板，所以可以将各部门集中起来同时运作，并且还可以利用虚拟现实技术来优化城市的整体空间布局，疏通城市的交通网络，构建城市的安全服务等等，非常有利于提高城市的整体管理效率，带动城市发展。
五、结语
本文主要分析了虚拟现实技术在城市设计中如何应用起来，它采用三维模拟仿真技术，让观众更直观详细的了解到整个城市的具体规划设计和发展前景，同时，也利于开展各种项目的实地的调研及招商引资等等。从目前虚拟现实技术的发展情况来看，采用VR技术来完成城市设计的方案越来越多，尤其在人机交互的领域中显得尤为突出。这种现象也充分说明在城市设计当中采用虚拟现实技术的效果是显而易见的，若能够按照这个道路一直发展下去，那我国的建筑、景观设计以及未来的城市设计将会有更广阔的前景。
参考文献：
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设计，以很好地体现所在城市的特色。本文作者根据城市建筑空间的概念及城市空间设计的要素，分析了城市建筑空间设计与建筑管理的关系，并对提高城市建筑空间设计和建筑管理水平的措施和思路作出自己的看法，以供参考！
关键词：城市；建筑；设计；管理
一个城市中各类信息载体的沉淀，特别是传统文化信息载体的沉淀，构成这个城市的基本特色。因此文化是塑造城市特色的重要依据。现代社会城市文化趋同的趋势加速，这是目前整个世界发展的大趋势。它体现了现代科技的发展和地区界限的打破，但这不等于抛弃特色。“和而不同”是当今世界文化的发展方向，只有弘扬各具特色的城市文化并保持发展城市特色，才能维持城市的生命力。一个城市的特色，应该是其地域文化与具体建筑元素完美的结合，使其场所与人的活动浑然一体，相得益彰。从这一点讲，建筑设计就不仅仅是对建筑物本身的设计，还应该包括对建筑周围空间环境的设计，而后者的重要性不亚于建筑物设计本身。
建筑单体的形象是城市形象和环境特色的第一体现者，建筑的形式、体
量、高度、容积率、建筑密度、外观、风格、尺度、色彩、材料等，都将影响到整个环境的整体形态结构和空间环境的构成。建筑设计要很好地表达地方特色，需要建筑师对组成环境空间特色的各种要素深入了解，彻底消化，吸收精华，并通过深入的设计思考，体现在设计作品当中。因而一个成功的建筑创作，不但要涉及到建筑形象的体现，还要涉及到建筑周围环境和空间形象特色的塑造。换句话说，环境空间设计对于一个城市及其特色的形成是非常重要的。
环境设计作为人们工作学习生活等场所的创造，是各种社会意向的物质表达，它所追求的是空间环境的整体目标和价值；它是在丰富的知识和文化历史的基础上，是在了解关于人们如何一起活动、自然界如何活动的基础上，是在了解经济和建筑物的构造与结构技术的基础上来进行设计；它是运用艺术技巧来满足功能、技术和经济需求的综合体。作为一个建筑空间整体，如果只有各种类型的建筑和构筑物这样的单体设计是远远不够的，必须在建筑各个建筑单体之间有一个联系纽带，就是说在一定的地域范围内，需要各种城市要素之间相互沟通与渗透，并组织贯穿于城市整体空间结构；不应将注意力只集中在细部或某些具体的建筑的形体关系，而要通过对整个空间环境的综合与创造，以获得对自身理想状态的预期与引导，这个纽带就是环境设计。环境设计的核心是环境空间的构成，它是以自然环境、人文因素以及所在城市现状为基础，以城市性质和发展趋势为前提，以确保城市可持续发展为目标，来探索具体环境空间塑造的特性。建筑及建筑环境无时无刻不影响着生活在其中的每个居民，而建筑设计和环境设计的目的是获得更加优良的人居环境。为此建筑师就应该深入了解建筑所在城市的生活、文化传统的复杂性及居民对自身生活状态理解的不同。同时，建筑设计和环境设计应该以人为核心，为人们构建一个舒适、宜人、方便、高效、卫生、优美和有特色的居住环境，从而融入整个城市物质环境和精神领域，以提高人们
的生活质量和促进所在城市的经济文化的发展与振兴。
一个城市居民的生活体现着这个城市的民俗和文化传统，这种民俗和文化传统往往通过城市里每个居民的具体活动而体现。有着悠久历史和丰富建筑、文化遗产的城市，如果保护得当，就会形成强烈的特色和浓郁的文化氛围，也就会产生较高的环境质量。但是，现代城市开发中一些开发商不注重文化传统，片面强调高密度开发所产生的负面影响逐渐明显。
建筑设计和空间环境设计涉及一个广阔的领域，是一个复杂而多元的系统工程。建筑师必须跨越自身的知识和学术的限制，关注环境空间领域和居民对生活质量的各项要求，充分发挥自己的主观能动性和创新精神，力求继承和发扬，才能促进空间环境的持续演化与发展。
随着经济的发展，人民生活的改善，人民对环境空间质量的要求越来越高，并已从单一的房屋需求向追求高质量的自然环境、建筑环境、社会环境转变。解决这个问题的关键环节之一是不断提高城市建筑空间设计水平，以其为依据科学地进行。有各种类型的建筑和构筑物这样的单体设计是远远不够的，必须在建筑各个建筑单体之间有一个联系纽带，就是说在一定的地域范围内需要各种城市要素之间相互沟通与渗透，并组织贯穿于城市整体空间结构；不应将注意力只集中在细部或某些具体的建筑的形体关系，而要通过对整个空间环境的综合与创造，
以获得对自身理想状态的预期与引导，这个纽带就是环境设计。环境设计的核心是环境空间的构成，它是以自然环境、人文因素以及所在城市现状为基础，以城市性质和发展趋势为前提，以确保城市可持续发展为目标，来探索具体环境空间塑造的特性。
1城市建筑空间的概念
西方规划理论界认为，赋予某一功能的城市地域范围构成特定性质的城市空间，其性质取决于人类社会交往的不同形式，不同的人文特征。因此，城市空间既是物化形态，又带有明确的社会色彩。城市空间的构成是个相当复杂的问题，影响的因素是多方面的。从城市设计的角度看，主要设计到原有城市的形态以及构成空间的各种要素一一城市中的建筑物(构筑物)、道路、广场以及其他各种围合空间的界面。城市建筑空间是物化的，形体的空间，它包括建筑物的内部和外部空间。是城市规划设计工作者根据城市经济增长和城市发展的需要，经过空间艺术布局，精心设计，科学管理而建设起来的城市生活主要场所，是城市空间体系中的一个重要组成部分。
2城市建筑空间设计的要素
城市建筑空间规划设计要注重城市整体空间效果。首先是为视觉服务，
把形体设计视为艺术，引起人们对空间的注意，并唤起人们的意识和感情，增加人民的生活经验。其次，要使城市空间结构为人们提供一种视觉上的连续性、流动性和韵律印象，即特殊的视觉秩序。因此，城市建筑空间设计必须考虑到如下的要素：
(1)天际线。建筑物的天际线是城市空间设计的重要要素，处理好人造物体与天然物体之间的协调关系，保证视觉的和谐和建筑物的基本需求。
(2)地平线。建筑物的地平线要处理好人造物体与自然物体的协调关系。人造物体怎样战立起来，怎样升出地面，要注意视觉的舒适性和使用的便利性。
(3)空间要点。建筑物的空间要点犹如文章中的标点符号。它要体现地方性特征，使人们有到达或者离开的感觉，如广场、平台、台阶的上下两端等，都是建筑物的空间要点。
(4)后退。建筑物的后退构成物体的画面和视觉轮廓，好似舞台后部的彩画幕布。建筑物对于道路的距离和入口大门等，均属后退设计问题。
(5)纵深。建筑物的纵深设计要处理好建筑形式与空间的统一协调，使之体现连贯性和流畅性。
(6)升高和降低。这是建筑物从一个高度向另一个高度的过渡，起强调作用，设计时要加强美感和趣味感。例如台阶能把视线从低处引向高处。
(7)凸出和凹入。建筑物的凸出和凹入表现着积极的和消极的流动，说明各建筑物连续性的相互关系和方向的变化。
(8)建筑物与人的关系，即人文尺度。这是建筑物与人及其活动有关的尺度，也是最常考虑的尺度，如踏步高度和门窗高度宽度等。
3城市建筑空间设计与建筑管理的关系
城市规划是安排城市空间和土地开发的一种干预手段，创造一种理想的城市空间环境是实行这种干预的最终表现形式之一。作为解决城市问题的城市规划，又有赖于解决形体形态的城市建筑空间的设计，若城市建筑空间
规划只停留在二维空间变化，只考虑容积率和经济效益上，没有考虑到城市建筑空间的特性和空间设计的各要素，不考虑城市建筑空间与人类行为的关系，城市建筑空间设计就无法创造出优美的建筑环境和协调的社会环境。这种规划就会失去其真正的意义，而建筑规划管理也失去了其空间干预的重要依据，也只能停留在单一建筑上的管理，无法处理好单体设计与整个城市空间环境的关系，导致城
市空间环境的混乱和城市的不协调发展。因此，城市空间设计的水平，直接制约和影响城市规划管理的干预效果。
4不断完善和提高城市建筑空间设计和建筑管理水平
(1)转变对城市空间分析角度，丰富城市建筑空间内涵。城市空间是人类活动的产物，分析和研究城市空间，首先应该从分析人类社会活动行为开始，城市空间除对建筑环境进行研究和分析外，还要对人们的生活、习惯、信仰、爱好进行系统的研分析和研究，离开了人类行为的分析，无法对城市空间进行规划和管理。因此，城市空间规划和建筑管理，不应只考虑建筑技术和建筑环境，更应该
考虑到社会空间和人类空间行为。规划和管理应从建筑学、社会学、人类学
和经济学等多角度来考虑问题，不断丰富城市建筑空间内涵。
(2)应从二维平面空间变为三维立体空间。城市建筑空间是一个三维的实体空间，二维平面无法表达三维立体空间的问题。城市规划管理，不改变这种落后的技术方法，就无法进行城市空间规划和管理。比如：城市街景规划、广场规划，必然从建筑形式、建筑高度、建筑层数进行规划管理，而二维平面空间是无法达到这种要求的。如果城市规划只局限于二维平面变化，则只能做到摆摆房子，排
排路子的效果。因此没有三维的空间变化，就没有城市的立体空间。
(3)把单一建筑物内部空间管理变为建筑物内部空间与外界环境的协调管理。建筑物内部的各种功能空间，除与建筑物协调统一外，还应考虑其与外交环境的协调一致。比如：建筑物的出入口与城市道路交通系统的关系，建筑物的附属设施(如烟囱、空调机、电梯房、水池等)与城市空间景观的关系。