人工智能城市設(shè)計(jì)在街區(qū)尺度的逐級(jí)交互式設(shè)計(jì)模式探索

宋欣欣

（佛羅倫薩大學(xué)）

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷提高，人們生活質(zhì)量的水平不斷提升，信息化不斷應(yīng)用到人們生活方式當(dāng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)等前沿科學(xué)技術(shù)，不僅逐步影響人們?nèi)粘５纳睿蚁破鹆水a(chǎn)業(yè)的變革。為充分發(fā)揮科學(xué)技術(shù)帶來的益處，進(jìn)一步推動(dòng)智能城市設(shè)計(jì)在街區(qū)尺度的應(yīng)用有著重要意義。為此，本文針對(duì)人工智能城市設(shè)計(jì)在街區(qū)尺度的逐級(jí)交互式設(shè)計(jì)應(yīng)用展開探討。

2 人工智能概況

2.1 人工智能的概念

目前，人工智能的概念并沒有準(zhǔn)確的定義，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者針對(duì)不同的研究領(lǐng)域賦予人工智能不同的概念，但是通過查詢，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者在對(duì)人工智能定義時(shí)，都包含“充分利用計(jì)算機(jī)研究分析人類智能的活動(dòng)頻率及規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造不同程度的自動(dòng)化系統(tǒng)，從而去完成以往需要靠人力去完成的工作任務(wù)”[1]這一內(nèi)容，為此，本文結(jié)合現(xiàn)有成果，針對(duì)人工智能的概念進(jìn)行定義：所謂人工智能，是依靠計(jì)算機(jī)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，構(gòu)成一定智能的系統(tǒng)，從而完成以往需要人力完成的工作。

2.2 人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，人工智能已經(jīng)初步應(yīng)用到不同行業(yè)中，人工智能的產(chǎn)品更新迭代，不斷出現(xiàn)在人們的日常生活中，比如：Sense-Time與運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行合作，從而使我國(guó)在人臉識(shí)別、語音播報(bào)等層面取得了較大進(jìn)步和發(fā)展，此外，共享單車、電動(dòng)車以及自動(dòng)駕駛等也出現(xiàn)在人們的生活當(dāng)中[2]。

3 街區(qū)三維形態(tài)智能化設(shè)計(jì)的總體架構(gòu)

本文通過查詢國(guó)內(nèi)外針對(duì)人工智能領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)，梳理了人工智能在城市領(lǐng)域規(guī)劃以及城市設(shè)計(jì)層面的研究現(xiàn)狀，并著重剖析了在現(xiàn)狀條件下我國(guó)人工智能在街區(qū)尺度城市設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用，本文在現(xiàn)有研究成果基礎(chǔ)之上，結(jié)合實(shí)際工作現(xiàn)狀以及大數(shù)據(jù)技術(shù)、5G互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和oracle數(shù)據(jù)庫等科研工具提出了街區(qū)三維形態(tài)智能化設(shè)計(jì)的框架（見圖1）。

圖1 街區(qū)三維形態(tài)智能化設(shè)計(jì)模塊總體架構(gòu)圖

3.1 街區(qū)三維空間—基底計(jì)算模塊

在街區(qū)三維空間的基底計(jì)算模塊，通過獲取目標(biāo)區(qū)塊及周邊區(qū)塊的地理信息數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維空間沙漏[3]。在地理信息平臺(tái)中，引入嵌入式數(shù)據(jù)采集模塊，將通過無人機(jī)采集到的以目標(biāo)塊為中心的目標(biāo)塊和向外擴(kuò)展的目標(biāo)塊上的地理空間信息，轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)。

3.2 方案規(guī)范風(fēng)格—智能控制模塊

該模塊先從不同的規(guī)劃文件和各級(jí)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中提取設(shè)計(jì)條件，記錄地理信息，并以屬性列表的形式將設(shè)計(jì)先決條件嵌入到目標(biāo)塊中[4]。然后，通過加載數(shù)據(jù)庫組件，收集目標(biāo)塊的專項(xiàng)規(guī)劃、控制模板和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)文本，提取塊的設(shè)計(jì)條件。最后，收集的區(qū)塊的設(shè)計(jì)條件是標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)調(diào)的，將與三維空間沙漏相對(duì)應(yīng)，并鏈接到目標(biāo)塊的數(shù)據(jù)屬性表。

3.3 整體智能設(shè)計(jì)—逐級(jí)生成模塊

該模塊通過提取本章節(jié)中所提及的街區(qū)三維空間—基底計(jì)算模塊、方案規(guī)范風(fēng)格—智能控制模塊生成的參數(shù)條件，從而進(jìn)一步生成街區(qū)的三維立體模塊，同時(shí)結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)，生成街區(qū)的三維建筑簡(jiǎn)易模型[5]。

3.4 人機(jī)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)—逐級(jí)優(yōu)化模塊

人機(jī)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)—逐級(jí)優(yōu)化模塊主要用全息沙盤顯示生成的街區(qū)設(shè)計(jì)方案，并構(gòu)建交互反饋的指令庫，選擇和識(shí)別指令，指令處理與結(jié)果反饋顯示。通過構(gòu)建城市設(shè)計(jì)方案的全息沙盤和虛擬現(xiàn)實(shí)即時(shí)交互系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)師對(duì)城市設(shè)計(jì)方案即時(shí)、準(zhǔn)確地反饋調(diào)整。

4 完善人工智能在城市設(shè)計(jì)的應(yīng)用策略

4.1 信息化系統(tǒng)的建設(shè)

隨著各行各業(yè)逐步使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，為了進(jìn)一步融合科研技術(shù)在自動(dòng)化、智能化的應(yīng)用、促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，在實(shí)現(xiàn)人工智能城市設(shè)計(jì)在街區(qū)尺度也可借助大數(shù)據(jù)平臺(tái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而進(jìn)一步優(yōu)化我國(guó)在人工智能城市設(shè)計(jì)在街區(qū)尺度的應(yīng)用。隨著我國(guó)智能化工程建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展趨勢(shì)，以及信息時(shí)代的要求，為此本文結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)、5G技術(shù)和底層的oracle數(shù)據(jù)以及機(jī)器學(xué)習(xí)可視化學(xué)習(xí)工具，有必要構(gòu)建人工智能城市設(shè)計(jì)在街區(qū)尺度信息化系統(tǒng)（見圖2）。

圖2 街區(qū)尺度系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

4.2 人員要素提升策略

人才是第一資源。用事業(yè)凝聚人才，用環(huán)境造就人才，用機(jī)制激勵(lì)人才。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步離不開科研人員的努力，因此，為進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，相關(guān)單位部門及機(jī)構(gòu)組織等應(yīng)拿出一定的資金加大科研投入，同時(shí)提供相應(yīng)的專項(xiàng)研究資金，并給予稅收等優(yōu)惠扶持政策，大力扶持技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)和各類實(shí)驗(yàn)室的科研發(fā)展。

5 研究結(jié)論

本文首先概述了我國(guó)人工智能的研究現(xiàn)狀以及人工智能的概念，然后結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以現(xiàn)有的研究成果為基礎(chǔ)，提出了街區(qū)三維形態(tài)智能化設(shè)計(jì)的總體框架，闡述了街區(qū)三維形態(tài)的框架，并針對(duì)性地提出完善人工智能在城市設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略，研究成果對(duì)促進(jìn)我國(guó)人工智能城市設(shè)計(jì)在街區(qū)尺度的逐級(jí)交互式設(shè)計(jì)發(fā)展起到積極作用。