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Based on the design logic, UrbanXTools could generate urban design automatically in a very short period of time, and evaluated from the view of sustainability, with the help of algorithms. While gradually bridging the gap between urban design and sustainable systems, the toolbox could improve the efficiency of design.

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Zeddddd/UrbanXTools

 
 

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54 Commits
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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UrbanXTools

目录

介绍

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1. 主要功能

  • 基于城市规划设计逻辑和计算机算法,快速生成符合上位规划管控指标的城市设计方案草模;
  • 基于多专业协同理念和可持续发展目标,即时对城市设计方案进行评估;
  • 依托参数化设计方法,建立控规详规与城市设计方案快速评估、反馈、修改的机制,提高设计效率与方案质量。

2. 目标

  • 高质量
  • 可持续城市发展

3. 研发人员

  • 杨滔、罗维祯、林旭辉、邓成汝、董雨菲

4. 合作单位

  • 中国城市规划设计研究院——城市设计分院

5. 注意事项

  • 推荐使用Rhino version 6.30 , 如使用Rhino版本低于6.30, 请于release下载v6.12插件;
  • 模型单位必须使用米(model unit: meter),如使用毫米则无法进行方案自动生成;
  • 如方案距离工作视图原点较远时,由于Rhinocommon几何运算精度限制,几何布尔运算有一定概率出现问题,因此请将路网地块等几何数据移动至原点(0,0,0)附近;
  • 如有运行问题或功能需求,可在github issue里提出,开发者会尽力解决。

安装步骤

1. 进入Release界面,选择合适版本,下载zip文件,解压并取出

  • 点击进入Release界面

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  • 进入Release界面
    • 如Rhino版本 高于 6.30,可选择 UrbanXTools_v.1.0.0_V6.30.zip
    • 如Rhino版本 低于 6.30,可选择 UrbanXTools_v.1.0.0_V6.12.zip

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  • 取出文件夹:UrbanXTools_v.1.0.0

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2. 打开Rhino,打开Grasshopper,进入Component File

  • 打开Rhino,打开Grasshopper,点击 File --> Special Folders --> Components Folder

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  • 将文件夹:UrbanXTools_v.1.0.0 置入

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3. 检查文件夹内容完整性,重启Rhino

  • 确保文件夹里,有如下文件

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4. 顺利置入

  • 如顺利置入,界面如下

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演示

1. 空间结构交互性评估

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案例: NetworkAnalysis

2. 公共服务设施覆盖分析

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案例: FacilityLocation

3. 城市设计方案自动生成

  • 住宅行列式+点式

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  • 商业+仓储+工厂

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案例: UrbanDesign SingleSite

案例: UrbanDesign_MultiSitesSites

4. 城市设计方案资源荷载计算

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案例: Resources Demand

5. 城市设计方案曝光度分析

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案例: ExposureRates

工具内容

1. 空间结构分析

Network_ClearRoadsData

  • 目的
    • 清洗和分割所有道路曲线,处理情况包括:重叠、形状相同和无效曲线。
  • 输入
    • 待清洗、分割的道路曲线
  • 输出
    • 清洗并分割完成的道路曲线
  • 样例展示

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Network_ClearSitesData

  • 目的
    • 清洗所有地块曲线,处理情况包括:重叠、形状相同、非平面、非闭合地块曲线。
  • 输入
    • 待清洗的地块曲线
  • 输出
    • 清洗完成的道路曲线
  • 样例展示

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Network_Computing

  • 目的
    • 计算道路网络性质,包括按米制、按角度制的空间句法,可选择不同半径进行计算
    • 介数中心性(betweenness): 在一定范围内,找出网络中任意两点的最短经,并计算每段道路被经过的次数
    • 紧密中心性(closeness): 在一定范围内,从该点到沿最短路径的指定目标点所需的平均距离
  • 输入
    • 需要计算的路网曲线
    • 计算半径
    • 是否需要标准化
  • 输出
    • 米制 介数中心性
    • 米制 紧密中心性
    • 角度制 介数中心性
    • 角度制 紧密中心性
  • 样例展示

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Network_SiteAccessibility

  • 目的
    • 计算地块可达性
  • 输入
    • 地块周边路网曲线
    • 周边路网曲线对应数值
    • 需要计算的地块曲线
  • 输出
    • 由地块曲线围合而成的地块平面
    • 地块可达性得分
  • 样例展示

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Network_RoadDensity

  • 目的
    • 基于特定边界,计算路网密度
  • 输入
    • 输入需要计算的路网曲线
    • 输入对应路网的边界线
  • 输出
    • 输出道路网密度(数据)
    • 输出道路网密度(单位:km/km²)
    • 输出边界内容道路曲线
  • 样例展示

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2. 设施计算

Facility_ToNetwork

  • 目的
    • 计算地块几何中心,连接到周边最近路段,并将新路段添加到已有道路网络
  • 输入
    • 清洗处理后的路网
    • 全部需计算地块
  • 输出
    • 新建路网图结构数据,用于路网密度计算
    • 新建路网线段几何数据
  • 样例展示

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Facility_CoverageArea

  • 目的
    • 按照路网距离计算设施覆盖范围
  • 输入
    • 路网图结构数据,连接Facility_ToNetwork的RoadsNetwork输出端
    • 公服设施地块,覆盖范围计算起点
    • 公服设施覆盖半径,按照真实路网距离进行计算
  • 输出
    • 覆盖范围内的地块
    • 覆盖范围内地块的几何中点
  • 样例展示

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3. 自动生成

Urban_DesignCalculator

  • 目的
    • 计算在特定场地内,可容纳的建筑数量和楼层,以实现给定 FAR 和密度的目标
  • 输入
    • 输入场地曲线
    • 输入建筑原型的平面线稿
    • 输入每一种建筑类型的层数范围
    • 输入目标容积率FAR
    • 输入目标建筑密度
  • 输出
    • 可容纳的建筑数量
    • 可容纳的建筑楼层数
    • 现有地块FAR容积率
    • 现有地块建筑密度
  • 样例展示

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Urban_DynamicSplit

  • 目的
    • 使用Binary Partition Tree算法,基于容积率,对地块进行精确划分。
  • 输入
    • 输入准备切分的场地曲线
    • 输入场地对应的目标面积或比例
    • 输入场地对应的优先等级
    • 输入场地边界框的可达性得分
    • 输入场地边界框的角度
    • 在动态切分时,是否改变角度
  • 输出
    • 输出子地块边线
    • 输出子地块边界框
    • 输出子地块边界性得分
    • 输出子地块角度
    • 输出子地块ID
    • 输出Binary Partition Tree的可视化结果
  • 样例展示

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Urban_ResidentialLimitation

  • 目的
    • 输入场地、及所在城市,计算该场地可达到的最大容积率及建筑密度
  • 输入
    • 输入准备进行计算的场地曲线
    • 输入城市序号,获得气象信息
    • 输入该场地能容纳的最大限高
    • 输入住宅层数高度,默认为3米
    • 输入住宅朝向角度,默认为0度
    • 输入住宅深度,默认为26米
  • 输出
    • 输出场地可容纳的最大容积率
    • 输出场地可容纳的最大建筑密度
  • 样例展示

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Urban_SiteParameter

  • 目的
    • 基于道路、道路可达性得分及场地数据,形成自生成参数
  • 输入
    • 输入道路曲线
    • 输入道路可达性得分
    • 输入场地曲线
  • 输出
    • 输出 Urban_SiteParameter 类
  • 样例展示

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Urban_SiteParameterExtra

  • 目的
    • 调整地块参数(容积率、建筑密度等),设计参数调整功能
  • 输入
    • 输入 Urban_SiteParameter 类
    • 输入场地对应的用地属性(R:0, C:1, GIC:2, M:3, W:4)
    • 输入场地对应的容积率FAR
    • 输入场地对应的建筑密度
    • 输入场地对应的混合度
    • 输入场地对应的建筑风格(住宅:风格0_行列式,风格1_点式|| 非住宅:风格0_点式,风格1_围合式,风格2_混合式 )
    • 输入场地对应的朝向角度
  • 输出
    • 输出 Urban_SiteParameter 类
  • 样例展示

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Urban_SiteGeneratePlans

  • 目的
    • 基于输入参数,建筑体块方案自动生成,得到生成结果
  • 输入
    • 输入 Urban_SiteParameter 类
    • 输入所在城市序号
  • 输出
    • 输出 Urban_SiteResult 类
    • 输出原始场地曲线(尚未切分)
    • 输出场地对应的容积率FAR
    • 输出场地对应的建筑密度
    • 输出场地对应的子地块曲线
    • 输出子地块的场地退线
    • 输出每个建筑对应的层数(curve)
    • 输出每个建筑对应的屋顶线 (curve)
    • 输出每个建筑对应的层数(int)
    • 输出每个建筑对应的体块 (brep)
    • 输出每个建筑对应的功能 (string)
  • 样例展示

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4. 资源指标计算

Resources_Energy

  • 目的
    • 计算自生成设计方案里,每个建筑的能源消耗量
  • 输入
    • 输入Urban_SiteGeneratePlans 类
  • 输出
    • 输出对应楼块的能源消耗量
  • 样例展示

image

Resources_Water

  • 目的
    • 计算自生成设计方案里,每个建筑的水资源消耗量
  • 输入
    • 输入Urban_SiteGeneratePlans 类
  • 输出
    • 输出对应楼块的水资源消耗量
  • 样例展示

image

Resources_Garbage

  • 目的
    • 计算自生成设计方案里,每个建筑的固废产生量
  • 输入
    • 输入Urban_SiteGeneratePlans 类
  • 输出
    • 输出对应楼块的固废产生量
  • 样例展示

image

Resources_EnergyCustom

  • 目的
    • 根据建筑体块及功能,计算每个建筑的能源消耗量
  • 输入
    • 输入建筑体块、及其对应的建筑功能
  • 输出
    • 输出对应体块的能源消耗量
  • 样例展示

image

Resources_WaterCustom

  • 目的
    • 根据建筑体块及功能,计算每个建筑的水资源消耗量
  • 输入
    • 输入建筑体块、及其对应的建筑功能
  • 输出
    • 输出对应体块的水资源消耗量
  • 样例展示

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Resources_GarbageCustom

  • 目的
    • 根据建筑体块及功能,计算每个建筑的固废产生量
  • 输入
    • 输入建筑体块、及其对应的建筑功能
  • 输出
    • 输出对应体块的固废产生量
  • 样例展示

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Resources_Population

  • 目的
    • 根据建筑体块,计算每个建筑的可容纳人口量
  • 输入
    • 输入建筑体块
  • 输出
    • 输出对应体块的容纳人口量
  • 样例展示

image

5. 空间指标计算

Spatial_Exposure

  • 目的
    • 根据道路节点,计算建筑底商的空间曝光率,为商业选址提供空间数据支持
  • 输入
    • 输入建筑体块、预设置的可视节点、是否标准化、可视半径、细分程度(该数值越高,结果越准确,计算速度越慢)
  • 输出
    • 输出建筑基底轮廓线、轮廓线对应曝光率
  • 样例展示

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6. 水管网计算(Coming Soon)

水管网计算具体参数

Water_InpFileToGeometry

  • 目的
  • 输入
  • 输出
  • 样例展示

Water_CalculateSiteDemand

  • 目的
  • 输入
  • 输出
  • 样例展示

Water_NetworkOptimization

  • 目的
  • 输入
  • 输出
  • 样例展示

许可证

GNU General Public License v.3

Copyright (C) 2020 Tao Yang, Weizhen Luo, Xuhui Lin, Chengru Deng

This program is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later version.

This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for more details.

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Based on the design logic, UrbanXTools could generate urban design automatically in a very short period of time, and evaluated from the view of sustainability, with the help of algorithms. While gradually bridging the gap between urban design and sustainable systems, the toolbox could improve the efficiency of design.

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