关于计算机辅助设计技术在规划设计中的应用

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随着规划设计学科的发展，计算机辅助软件已经成为各个学科的必不可分的辅助工具，它不但已经成为影响学科的内容，而且也成为提升各个学科建模、设计、分析水平的决定性设计软件。

一、计算机辅助设计的功能

计算机辅助设计(Computer Aided Design，简称CAD)，是指利用电子计算机系统具备的图形功能来帮助设计人员进行设计，它可以提高设计工作的自动化程度，缩短设计时间。CAD系统主要具有以下功能：

(一)交互式图形输入、编辑与生成。它帮助设计人员交互式输入与绘制二维与三维图形，并可以对图形进行编辑修改。目前，规划编制和管理业务已普遍采用计算机输入设计图形和文字，以人机交互方式编辑修改设计图，建立室外场地、背景物和建筑物的三维设计模型，产生透视图、渲染图。

(二)CAD数据存储与管理。设计图和描述设计产品的其他数据可以在CAD数据库中储存、管理，计算机能够快速检索设计图和描述设计产品数据。

(三)图形计算与分析。CAD可以对产品的不同样式、尺寸、结构等设计参数进行计算，对设计产品进行评估分析，从各种可能方案中选择最佳方案。

(四)可视化表现与景观仿真。可以利用CAD软件，产生二维与三维设计图。进一步利用计算机图形、图像处理技术，将多种图形、图像、文字资料综合到一起，进行编辑，使设计成果的表现效果更加丰富、吸引人。还可按某种预定的视角、方位、运动路径产生连续的渲染图，给观察者以动画的感觉。景观仿真比动画更进一步，观察者可以自己选择视角、方位、运动路径，即刻产生三维景观，戴上立体眼镜，配上操纵杆，使景观的模拟更有亲临其境的.感觉。

二、计算机辅助设计的分析

(一)传统的规划设计过程

(如图1所示)，我国传统的规划设计的特点为：①它的每一个环节都是依靠设计者用手工方式完成的。从本质上来说，大都是凭借设计者直接或间接的经验知识，通过类比分析法或经验公式来确定设计方案，对于特别重要的设计或计算工作量不太大的设计，有时也可对拟定的几个方案进行技术对比与选择。②设计者大部分时间和精力都花费在图纸的绘制上，因而对全局的问题难于进行深入研究，对于一些困难而费时的分析计算，常常只得用作图法或类比定值等粗糙方法。因此它具有极大的局限性，并且设计工作周期长，效率低。

(二)现代规划的CAD 过程

如图2所示，现代产品的CAD 过程为：①规划方案设计;②工程的结构设计与分析;③ 规划性能分析与仿真;④对规划布局的可行性分析;⑤自动生成规划的设计文档资料⑥设计文档的管理及数控(NC)材料仿真。

计算机辅助设计的分析

计算机辅助规划设计已经从当初的简单图纸绘制发展到利用计算机图形、数据处理、数据分析、局部区域仿真、三维仿真等重要技术功能，这些已经广泛应用到城市规划的各个角落当中。计算机辅助设计和图形设计、图像处理技术已经对城市规划和发展造成了主要影响放映在以下几个方面：

(一)提升绘图质量，加快设计效果。

虽然从整体上而言，方案的草图使用徒手绘制是最方面也是最快，但是使用CAD进行手工绘制不但效果方面，而且能够不断的编辑和多次修改，甚至可以对于部分区域反复的擦除重新制作，而手工绘制则可能需要重新再画。因此采用CAD技术提升绘制的效果和效率都是和明显的。

(二)规划设计的成果更简单、易懂。

在不少绘制图上，为了能够更清楚的将材料、尺寸、坐标清晰的表达，一份绘制图将会密密麻麻的填写上大量的数据以便查询。但是使用CAD进行规划设计，虽然数据依然需要填写，但是，我们可以通过隐藏，重新，查询等方式更加简单、方便的查询到相关内容进行精确处理，大大降低绘制工作的难度。

(三)减少差错和遗漏。

在计算机绘制图形时，可以设置一些绘制的规则，以防在绘制规划图时，由于更换人员、一时大意造成规划图上的错误。也可以通过计算机程序来检测当前设计成果的错误，替身用户进行更正。

(四)三维设计更直观。

在当前的计算机辅助设计程序大都已经增加了三维生成的功能，它能够通过已经绘制出的图形通过设定的方式，生成三维图形，让设计更加直观的看到所设计的内容是否满足设计者的需要，而手工绘制效果图无法能够实现此功能，大部分的内容都依然存在设计者的脑海里。

(五)便于保存和查询。

计算机软件所需要保存的内容和空间都非常的小，而使用纸质文档不但占用大量的空间，而且其内容还很容易随着岁月的增加而减弱，并且在查找和保管上都存在大量的不便。

(六)突破局限性。

使用特殊造型的建筑物、场地、道路，使用CAD很容易进行绘制，甚至可以通过添加的方式，让图形更加生动。而传统手工绘制的方式很难实现。

通过上述的分析，计算机辅助设计在规划设计当中已经成为必然的发展。而利用好计算机辅助设计软件将成为设计师们的重要工作。

我们可以想象得到，未来的规划设计当中，各个学科将会参杂到一起，不仅仅用到规划设计科学的理论与知识，还用到电磁学、光学、控制理论等，甚至要考虑到经济、心理、环境、卫生及社会等各方面的因素。规划设计过程中还需要增加各种环节的优化设计和整个环境的和谐和设备的稳定、安全。

此外，计算机辅助材料设计将会渗入到该领域，形成从材料性能的预测、仿真，到整个规划性能的预测、仿真，集计算机辅助材料设计制备，到工程或产品的设计、仿真与优化于一体的新一代技术。

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