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摘要:地理信息系统是组织、管理、分析地理空间信息的技术系统。本文论述了地理信息系统在城市规划领域中的应用,并且对GIS技术在城市规划领域应用的未来发展趋势进行了展望。
关键词: GIS 城市规划 3S集成
DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.09.013
GIS(Geographic Information System)即地理信息系统,是一种集合了对空间数据及其相关的属性数据采集、管理、显示、分析、模拟等多功能的新的技术平台。随着计算机与网络技术的迅速发展,数字化和信息化深入到日常工作与生活的方方面面,GIS技术的功能也愈显强大,其应用也越来越广泛。随着我国城市的发展,GIS正以崭新的姿态进入城市建设、规划的各个领域。城市空间信息已成为宝贵的资源,如何准确快速地获取、处理和分析这些数据,已成为政府管理部门的当务之急。
城市规划是城市建设和管理的主要依據,随着社会经济的发展转型,城市规划受到了巨大的冲击,由原来主要解决空间形态的工程技术问题向一项全局性、综合性、战略性的工作转变,涉及面也扩展到物质空间、政治、经济、文化和社会生活等多个领域。学科的交叉性、空间的复杂性和政府科学决策的需要,都对城市规划的管理和设计手段提出了新的要求,因此,传统的规划管理手段已经不能满足城市发展的需要,为适应发展需要,必须综合利用城市空间信息。由于GIS的特点及其在空间数据处理方面具有特殊优势,可以为城市信息综合利用提供一个整合的平台,因此,开展以GIS技术为核心的城市规划信息系统的建设,借助GIS这一现代工具为规划决策和管理服务成为城市规划的新趋势。
1、城市规期中GIS技术的应用
目前我国GIS在城市规划领域的应用主要集中在以下几个方面:
(1)城市规划信息的查询与管理
将城市规划相关的数据,如基础地形数据、用地许可资料、规划指标、规划成果图、文档资料等输入计算机中的数据库,利用GIS的空间查询功能对这些信息进行查询、检索、统计、显示、输出,实现管理的自动化、规范化和标准化,为城市建设单位和公众提供信息咨询服务,提高城市规划管理的水平和建设项目的审批质量。这是GIS在城市规划中的最基本的应用。
(2)专题分析
现在GIS在城市规划中已成功运用来做大量的专题分析,如:城市用地规划平衡分析、城市规划技术指标分析、城市规划路网分析、城市规划绿地分析、城市居住人口规模及其分布状况分析、超市布局与居住人口空间关系分析、城市土地级差地租的评价等。这些主要利用了GIS的空间量、空间分析功能,如建立缓冲区、拓扑叠加、特征提取、领域分析等,加大了分析的深度和广度,提供城市的实时信息,为城市规划、管理提供了先进的现代化技术手段。
(3)辅助城市总体规划及详细规划
运用遥感数据和GIS对城市地理空间信息强大的管理和分析功能,能准确计算人口密谋和建筑容量,进行有关城市总体规划的各项技术经济指标分析,完成城市规划、道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算,从而有效确定各类用地性质,辅助城市用地选择和建设项目合理选址;确定详细规划范围内的道路红线、道路断面以及控制点的坐标、标高;合理安排各项工程管线、工程构筑物的位置和用地等等。运用GIS技术可以极大提高城市规划的科学性、准确性和工作效率,指导规划的编制和具体城市规划方案设计,辅助政府作出城市建设发展决策。
2、GIS在城市规划领域中的应用前量
随着城市的发展,城市问题的日趋繁多复杂,未来若干年内,城市规划技术和GIS技术面临更大的机遇与挑战,GIS技术的一些新发展(如WebGIS,OpenGIS,ComGIS,3DGIS等)将在城市规划中得到实际应用,从而提高GIS城市规划应用的水平。
(1)WebGIS
WebGIS是基于Internet平台进行信息发布、数据共享、交流协作。客户端应用软件采用WWW协议,实现GIS信息的在线查询和业务处理等功能。运行于因特网上的地理信息系统,是利用Internet技术来扩展和完善GIS的一项新技术,其核心是在GIS中嵌入HTTP和TCP/IP标准的应用体系,实现Internet环境下的空间信息管理。WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。GIS通过WWW功能得以扩展,真正成为一种大众使用的工具。从WWW的任意一个节点,Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图,以及进行各种空间检索和空间分析。
(2) 3S集成技术
3S是全球定位系统GPS(Global Positioning System);遥感RS(Remote Sensing)和地理信息系统GIS(Geographic Information System)的简称。3S集成技术可以为城市规划提供直接的数据服务,快速追踪、观测、分析和模拟被观测对象的动态变化,并高精度地定量描述这种变化。三种技术相辅相成,GPS获得的精确位置信息可帮助遥感航片的几何校正和镶嵌;GPS和RS为GIS空间数据的动态更新提供了基础,GIS的应用也提高了遥感数据的提取和分析能力。随着高精度遥感技术的发展和GPS技术的不断深人,GIS、RS、GPS的结合将更加密切。
(3)VR技术与3DGIS、RS技术相结合
虚拟现实(Virtual Reality,简称VR) 是一种逼真地模拟人在自然环境中视觉、听觉、运动等行为的人机界面技术。在此基础上结合3DGIS,RS技术形成的三维虚拟城市仿真,将对城市规划产生巨大的影响。主要表现在:快速建模,三维场景合成,三维实时渲染,真实模拟复杂多变的城市三维地形,将城市遥远的过去向未知的将来的演变进程生动、直观地呈现,让规划师在交互式三维视景中进行实时的数据查询和可视化分析,考察、修改设计方案。同时还可以通过这种方式向公众展示规划设计方案。
展现规划方案虚拟现实系统的沉浸感和互动性不但能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击,获得身临其境的体验,还可以通过其数据接口在实时的虚拟环境中随时获取项目的数据资料,方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理,有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审。
3、结束语
GIS作为组织、管理、分析地理空间信息的技术系统为城市规划和城市建设提供了多专业、多层次和多目标的综合服务,为城市规划、设计、管理提供崭新思路。GIS未来的发展趋势将是集成化、网络化、与虚拟现实技术相结实,这些将为城市规划与管理注入新的活力,我们相信GIS在城市规划领域的应用将有更加广阔的前景。
参考文献
[1]吴信才.地理信息系统原理与方法[M].电子工业出版社,2009
[2]徐建刚,韩雪培等. 城市规划信息技术开发及应用[M].东南大学出版社,2000
[3]张雅琼.浅析GIS在城市规划领域中的应用[J].山西建筑:2007,33
[4]宋小东,叶嘉安. 地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用[M].科学出版社:2002
作者简介:王桂燕,女,工程师,注册城市规划师, 现从事城市规划设计及相关理论研究。
关键词: GIS 城市规划 3S集成
DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.09.013
GIS(Geographic Information System)即地理信息系统,是一种集合了对空间数据及其相关的属性数据采集、管理、显示、分析、模拟等多功能的新的技术平台。随着计算机与网络技术的迅速发展,数字化和信息化深入到日常工作与生活的方方面面,GIS技术的功能也愈显强大,其应用也越来越广泛。随着我国城市的发展,GIS正以崭新的姿态进入城市建设、规划的各个领域。城市空间信息已成为宝贵的资源,如何准确快速地获取、处理和分析这些数据,已成为政府管理部门的当务之急。
城市规划是城市建设和管理的主要依據,随着社会经济的发展转型,城市规划受到了巨大的冲击,由原来主要解决空间形态的工程技术问题向一项全局性、综合性、战略性的工作转变,涉及面也扩展到物质空间、政治、经济、文化和社会生活等多个领域。学科的交叉性、空间的复杂性和政府科学决策的需要,都对城市规划的管理和设计手段提出了新的要求,因此,传统的规划管理手段已经不能满足城市发展的需要,为适应发展需要,必须综合利用城市空间信息。由于GIS的特点及其在空间数据处理方面具有特殊优势,可以为城市信息综合利用提供一个整合的平台,因此,开展以GIS技术为核心的城市规划信息系统的建设,借助GIS这一现代工具为规划决策和管理服务成为城市规划的新趋势。
1、城市规期中GIS技术的应用
目前我国GIS在城市规划领域的应用主要集中在以下几个方面:
(1)城市规划信息的查询与管理
将城市规划相关的数据,如基础地形数据、用地许可资料、规划指标、规划成果图、文档资料等输入计算机中的数据库,利用GIS的空间查询功能对这些信息进行查询、检索、统计、显示、输出,实现管理的自动化、规范化和标准化,为城市建设单位和公众提供信息咨询服务,提高城市规划管理的水平和建设项目的审批质量。这是GIS在城市规划中的最基本的应用。
(2)专题分析
现在GIS在城市规划中已成功运用来做大量的专题分析,如:城市用地规划平衡分析、城市规划技术指标分析、城市规划路网分析、城市规划绿地分析、城市居住人口规模及其分布状况分析、超市布局与居住人口空间关系分析、城市土地级差地租的评价等。这些主要利用了GIS的空间量、空间分析功能,如建立缓冲区、拓扑叠加、特征提取、领域分析等,加大了分析的深度和广度,提供城市的实时信息,为城市规划、管理提供了先进的现代化技术手段。
(3)辅助城市总体规划及详细规划
运用遥感数据和GIS对城市地理空间信息强大的管理和分析功能,能准确计算人口密谋和建筑容量,进行有关城市总体规划的各项技术经济指标分析,完成城市规划、道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算,从而有效确定各类用地性质,辅助城市用地选择和建设项目合理选址;确定详细规划范围内的道路红线、道路断面以及控制点的坐标、标高;合理安排各项工程管线、工程构筑物的位置和用地等等。运用GIS技术可以极大提高城市规划的科学性、准确性和工作效率,指导规划的编制和具体城市规划方案设计,辅助政府作出城市建设发展决策。
2、GIS在城市规划领域中的应用前量
随着城市的发展,城市问题的日趋繁多复杂,未来若干年内,城市规划技术和GIS技术面临更大的机遇与挑战,GIS技术的一些新发展(如WebGIS,OpenGIS,ComGIS,3DGIS等)将在城市规划中得到实际应用,从而提高GIS城市规划应用的水平。
(1)WebGIS
WebGIS是基于Internet平台进行信息发布、数据共享、交流协作。客户端应用软件采用WWW协议,实现GIS信息的在线查询和业务处理等功能。运行于因特网上的地理信息系统,是利用Internet技术来扩展和完善GIS的一项新技术,其核心是在GIS中嵌入HTTP和TCP/IP标准的应用体系,实现Internet环境下的空间信息管理。WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。GIS通过WWW功能得以扩展,真正成为一种大众使用的工具。从WWW的任意一个节点,Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图,以及进行各种空间检索和空间分析。
(2) 3S集成技术
3S是全球定位系统GPS(Global Positioning System);遥感RS(Remote Sensing)和地理信息系统GIS(Geographic Information System)的简称。3S集成技术可以为城市规划提供直接的数据服务,快速追踪、观测、分析和模拟被观测对象的动态变化,并高精度地定量描述这种变化。三种技术相辅相成,GPS获得的精确位置信息可帮助遥感航片的几何校正和镶嵌;GPS和RS为GIS空间数据的动态更新提供了基础,GIS的应用也提高了遥感数据的提取和分析能力。随着高精度遥感技术的发展和GPS技术的不断深人,GIS、RS、GPS的结合将更加密切。
(3)VR技术与3DGIS、RS技术相结合
虚拟现实(Virtual Reality,简称VR) 是一种逼真地模拟人在自然环境中视觉、听觉、运动等行为的人机界面技术。在此基础上结合3DGIS,RS技术形成的三维虚拟城市仿真,将对城市规划产生巨大的影响。主要表现在:快速建模,三维场景合成,三维实时渲染,真实模拟复杂多变的城市三维地形,将城市遥远的过去向未知的将来的演变进程生动、直观地呈现,让规划师在交互式三维视景中进行实时的数据查询和可视化分析,考察、修改设计方案。同时还可以通过这种方式向公众展示规划设计方案。
展现规划方案虚拟现实系统的沉浸感和互动性不但能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击,获得身临其境的体验,还可以通过其数据接口在实时的虚拟环境中随时获取项目的数据资料,方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理,有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审。
3、结束语
GIS作为组织、管理、分析地理空间信息的技术系统为城市规划和城市建设提供了多专业、多层次和多目标的综合服务,为城市规划、设计、管理提供崭新思路。GIS未来的发展趋势将是集成化、网络化、与虚拟现实技术相结实,这些将为城市规划与管理注入新的活力,我们相信GIS在城市规划领域的应用将有更加广阔的前景。
参考文献
[1]吴信才.地理信息系统原理与方法[M].电子工业出版社,2009
[2]徐建刚,韩雪培等. 城市规划信息技术开发及应用[M].东南大学出版社,2000
[3]张雅琼.浅析GIS在城市规划领域中的应用[J].山西建筑:2007,33
[4]宋小东,叶嘉安. 地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用[M].科学出版社:2002
作者简介:王桂燕,女,工程师,注册城市规划师, 现从事城市规划设计及相关理论研究。