3S技术在城市规划管理方面的应用.doc

3S技术在城市规划管理方面的应用3S技术概述3S是地理信息系统、遥感和全球定位系统3个名称的英文缩写,是GIS、RS、GPS这3项相互独命、而在应用上又密切关联的高新技术的简略统称。3S技术的集成是当前测绘技术、摄影测量和遥感技术、地图制图技术、图形图像技术、地理信息技术、计算机技术、专家系统和定位技术及数据通讯技术的结合与综合应用。(1)地理信息系统(GIS)是在计算机软件和硬件支持下,以一定格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统,具有数据输入、存储、编辑、操作运算、数据查询检索、应用分析、数据显示及结果输出、数据更新等基本功能,具有标准化、数字化和多维结构等基本特点,是综合处理与分析多源时空数据的理想平台,是空间信息的“大管家”和公共的地理定位基础。(2)遥感(RS)利用飞机、卫星等空间平台上的传感器(包括可见光、红外、微波、激光等传感器),从空中远距离对地面进行观测,根据日标反射或辐射的电磁波,经过校门、变换、图像增强和识别分类等处理,快速地获取大范围地物特征和周边环境信息,获得实时、形象化、不同分辨率的遥感图像具有探测范围大、资料新颖、成图速度快、收集资料方便等特点,遥感图像具有真实性、直观性、实时性等优点。(3)全球定位系统(GPS)是一种同时接收来自多个卫星的电波信号,以卫星为基准求出接收点位置的技术,由空间卫星(均匀分布在6个轨道平面的24颗卫星)、地面监控站和用户接收机下部分组成具有定位精度高、观测时间短、无需通视、操作简便、全天候作收等特点,不仅可以用于测量、导航,还可用于测速、测时等,提供野外基础测绘的控制数据。GIS技术在城市规划中的应用(1)信息统一管理在规划的基础资料收集阶段,建立规划地区范围的GIS现状基础信息库,为规划前期的各种分析,提供现状空间与属性信息的统一管理、查询检索和动态更新服务。(2)规划分析决策利用各种基础数据资料,基于GIS环境的空间查询、统计、分析等功能,为各类规划编制的条件分析、方案制定与评价选择提供空间分析支持和决策辅助。(3)规划数字成果在规划最终成果的制作阶段,提供基于GIS标准的规划成果数字产品,使规划管理部门可以得到直接为GIS系统所接受的规划成果,方便规划管理部门更好地利用GIS技术优势,为城市建设与规划管理实现办公自动化服务。在城市规划中的应用方面：(1)利用基于城市小比例尺如1:5000、1:10000的地形图建立的图形信息系统,对城市整体或分区域建立空间模型,并通过GIS数据库中对应的相关信息如道路、建筑、人口、公共设施等进行查询,为城市总体规划编制提供直观、详细、完整的科学信息。(2)土地资源利用的规划管理是城市规划设计的重要载体。利用GIS技术的海量存储数据和强大的图形操作功能,对土地管理实现集成化,可以即时方便地了解城市土地利用状况及土地权属界线等信息,使城市规划用地更具科学性和透明性,给城市土地利用的合理使用以强大支持。(3)城市建设中的每幢建筑物修建前必须经过政府主管部门批准,这是一项工作量巨大,但同时又必须做到细致准确的工作。利用城市地理信息系统,修建建设项目申请卡并记录到属性数据库中,其中的建筑物地址与地块空间、周围建筑及环境相关联,可以方便地进行审批工作,还可以以数字化地形图为背景,在电脑上进行建设工程规划定位,极大地提高规划工作的效率。RS技术在城市规划中的应用(1) 土地资源作为城市发展的载体,是城市规划最主要的关注因素。土地的性质和利用现状是动态变化,要随时掌握其特征,用卫星遥感影像作为信息来源应是现代城市最常用的手段,可实现对土地资源利用的适时调查和动态监测,为加强土地资源的管理、优化政府部门决策提供有力支持。(2)通过对不同时期遥感资料的分析,可全面、系统地研究城市发展轨迹和时空变化规律,结合各时期城市建设管理环境等因素,对城市变迁、发展、人文环境变化进行动态分析和研究,为城市规划发展提供信息资源。(3)环境条件如温度、湿度的改变和环境污染会引起地物波谱特征发生不同程度的变化,而地物波谱特征的差异正是遥感识别地物最根本的依据。通过遥感图像特征分析,为环境监测包括水质、土壤、固体废物污染、城市热岛效应等提供有关资料及数据。GPS技术在城市规划中的应用(1) 控制测量为满足城市建成区和规划区测绘的需要,城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点,城市、级导线大多位于地面,随着城市建设的飞速发展,这些点常被破坏,影响了工程测量的进度,如何快速精确地提供控制点,直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量,要求点间通视,费工费时,且精度不均匀。 GPS 静态测量,点间不需通视且精度高,但数据采集时间长,还需事后进行数据处理,不能实时知道定位结果,如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用GPS 技术将无论是在作业精度, 还是作业效率上都具有明显的优势。（2）线路中线定线GPS测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样,放样工作一人也可完成。将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入 GPS的外业控制器, 即可放样。放样方法灵活,即能按桩号也可按坐标放样,并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移动,直到误差小于设定的为止。3S技术在城市规划中的应用（1）城市基本地形图更新城市规划的基本条件就是大比例尺地形图，但传统的线划地图不仅建立周期长，更新困难，而且比较抽象，已经从原始信息中筛去了很多环境成分。4D产品包括数字线划地图(DLG)、数字高程模型(DEM)、数字栅格地图(DRG)、数字正射影像图(DOM)，是新一代测绘产品的标志，有着现势性强、更新速度快、信息含量丰富等优点，将转变传统地图的观念，加快数据更新，丰富表现手段，也是对传统测绘方法的现代化改造。（2）现状调查与数据管理城市规划的初始阶段就是现状调查，往往要耗费大量的人力、物力、财力，又难以做到实时、准确。运用Rs技术可以迅速进行城市地形地貌、湖泊水系、绿化植被、景观资源、交通状况、土地利用、建筑分布的调查；运用GIS技术则能将大量的基础信息和专业信息进行数据建库，实现空间信息和属性信息的一体化管理与可视化表现，提供方便的信息查询和统计工具，克服CAD辅助制图的局限性。（3）现状评价与空间分析利用多个时期的航空遥感影像图进行城市用地变迁动态研究，结合数理统计方法进行城市重心移动、离散度、紧凑度和放射状指数等形态测度评价，利用叠加分析、缓冲区分析、拓扑分析等工具进行商业服务设施和中小学的服务范围分析、交通可达性评价和建设条件适宜性评价，这有助于总结城市发展规律，发现存在的问题，增加空间分析的深刻性。（4）交通调查与模拟分析利用GIS进行城市交通小区出行分布的数据建库，可以对现状路网密度、出行距离和时间、交通可达性、公交服务半径进行合理性评价，结合专业软件能进行城市交通的规划预测、出行分布和流量分配，开展交通环境容量影响评价。利用遥感数据进行道路勘测设计，可以快速完成对路线所经区域的地形、地貌、河流、建筑以及交通网系的概要判读。利用虚拟现实技术和三库一体(影像数据库、矢量图形库、数字高程模型)技术可以进行道路方案的仿真表现和环境模拟，实现全方位、立体化、多层次的规划和评价新模式。（5）规划管理基础信息和规划信息的集成建库将使规划设计与规划管理更紧密地结合起来，可以在GIS平台上开展电子报批和网上报批，提高指标核算的科学性，避免地区规划的前后矛盾和土地批租的“一女两嫁”。总之，2l世纪我国城市必将进一步迅速发展，随着城市现代化建设与管理的加强。各大中城市建立城市地理信息系统将是必然趋势。目前北京、上海、广州等大城市均已提出建立数字城市的规划。3s技术的应用，实现了城市各种历史、现状和规划信息的集成管理和实时更新处理，能够动态、快速、高精度、规范化地获取和存储城市的各种空间和属性信息；快速而方便地进行信息查询、检索和统计；有效和智能化地进行城市空间分析，开展网络化的公众参与，提高了对城市发展的科学预见和动态监控水平。3S技术的发展与应用将推动数字城市规划技术从定性到定量的飞跃和理论从经验到科学的转变。