“3S”技术在城市规划中的应用.doc

1、“3S”技术在城市规划中的应用摘要：本文论述了遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)及“3S”集成技术的基本概念和发展趋势，分析了其在信息采集、动态监测、模拟与预测、分析与评价、地形图更新、现状调查与数据管理、现状评价与空间分析等城市规划方面的应用前景。 关键词：遥感；地理信息系统；全球定位系统；“3S”集成技术；城市规划 中图分类号： TU98 文献标识码： A 1引言 进入 21 世纪以来，科学技术在改变世界面貌和人类生活中发挥着巨大的作用， “3S”技术(地理信息系统 GIS、遥感技术 RS 和全球卫星定位系统 GPS)在各种领域中扮演着越来越重要的角色。近年来，城

2、市规划研究的手段逐渐从定性迈向定性和定量的结合，数学方法、计算机技术等均得到了较好的应用。数字地球、数字城市既是战略口号，也是系统工程，需要许多新的理论和技术作为支撑。研究与利用新技术和新手段来提高城市规划管理的质量、效率和水平，加速城市规划和城市管理手段的更新和内容的深化，开发与实施城市规划、建设、管理与服务的数字化工程变得势在必行1。 2. “3S”技术的发展趋势 2.1 GIS 技术的发展 GIS 在 3S 技术中属于开发最早、应用最普遍的技术，也是发展变化最快的技术，随着数据库技术的发展、计算机性能的提高、网络应用的普及，不断升级换代。目前主要发展方向集中在横向的应用系统集成、纵向的历

3、史数据管理和广域的信息资源传播三个方面。 2.2 RS 技术的发展 遥感技术起源于上世纪 60 年代，80 年代以来有了迅速的发展，表现在多样化多层面搭载平台的出现、多样化立体影像获取手段的产生、高分辨率和多分辨率卫星影像的获取以及遥感影像处理理论研究的发展等。其中，分辨率的不断提高是遥感技术不断发展的重要标志。 2.3 GPS 技术的发展 GPS 技术的发展包括卫星系统、接收机和软件技术的改善三个方面。1、GPS 的定位精度提高对提高城市规划现场勘察、土地监察的实时性和准确性具有重要的意义；2、差分 GPS 的普及对开展跨省、跨流域的区域规划有着重要意义；3、 GPS 接收机的改进。 3 “

4、3S 技术在城市规划中的应用前景 3S 在城市规划中的应用范围极其广泛，其中最主要的是信息的采集、城市基本地形图更新、现状调查与数据管理、现状评价与空间分析、方案评价与成果表现、信息发布与公众参与、规划管理与执法监察、城市发展的动态监测、城市环境演变的模拟和预测和城市三维显示等方面。 3.1 信息采集 遥感是采集城市环境信息的主要技术手段2。利用卫星遥感影像，通过图像处理，按照城市环境要素的遥感图像解译标志进行环境信息的提取，可以获取城市生态和人文环境变化的基本数据和图像资料，提取城市规划所需的许多相关信息，从而获得城市环境污染、热岛效应、土地利用、城市绿化、道路布局、建筑物分布等方面的特征。

5、 3.2 城市基本地形图更新 4D 产品包括数字线划地图 ，数字高程模型，数字栅格地图，数字正射影像图，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。 3.3 现状调查与数据管理 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化信息进行数据建库，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。 3.4 现状评价与空间分析 利用

6、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育性评价，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。3.5 方案评价与成果表现 针对规划方案，进行土地价格分布影响、土石方填挖平衡、房屋拆迁量计算等经济分析，结合专业模型进行城市外围用地建设适宜性评价、内部用地功能更新时序分析、发展方向与用地布局优化研究，可以预测和评价规划方案的社会效益和经济合理性。利用 GIS 的专题图丰富规划成果的表现形式

7、。利用遥感、摄影测量和虚拟现实技术可以建立规划蓝图的动态模型，重现历史，展示未来，加强城市规划的宣传性。 3.6 信息发布与公众参与 利用计算机网络可以进行规划方案的信息发布、网上公示、意见征集和动态查询，在互联网上开展公众参与，变“闭门造车”的传统模式为多方参与、重在过程的开放模式，提高城市规划的法律基础和群众基础。 3.7 规划管理和执法监察 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” 。3S 技术的集成还促进了土地利用动态监测和规划执法检查， 。 3

8、.8 动态监测和三维显示 城市发展变化监测的实现，有赖于信息的适时更新和对信息的分析与综合处理。由于遥感信息具有多时相、多波谱、多领域的特性，因而是进行城市发展变化动态监测的高效信息源。3S 技术和虚拟现实技术的不断发展，使得规划中的未来城市形象得以以三维形式仿真地显示，以一种直观的面貌展现出来，让人们对未来城市“身临其境” ，并可对城市历史景观进行恢复与再现3，4,。 3.9 模拟与预测 城市环境演变的动态过程需进行数值模拟，并结合资料分析对未来一段时间内的城市环境演变状况进行预测，为城市规划和管理提供决策依据。GIS 是进行城市环境演变模拟和预测的有力工具，首先对环境因子中重要的要素进行单

9、要素回归分析，并建立每一要素的回归方程，再利用它对未来时段内该要素的演变趋势做出预测，然后利用 GIS 的空间叠置分析功能将所有的要素预测状况进行综合分析，从而得出预测结果5。4 现实意义 “3S”技术在城市规划中的应用为规划设计人员提供了一个功能强大的工具，克服了传统规划中的许多不足，可以从根本上改变规划脱离国情、脱离社会、经济和脱离管理的局而，使得规划更具科学性、实用性和可操作性。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。 参考文献： 1刘惠明，尹爱国，苏志尧.3S 技术及其在生态学研究中的应用J.生态科学，2002,21(1): 82-85.

10、 2谭建军，郭国章，乔玉楼.遥感技术在城市规划中的应用以广州市城市规划应用实践为例J.地球化学 ,1998,27(4):384-388. 3郑皓，蓝运起，范凌云.浅析虚拟现实技术及其在城市规划中的应用J.武汉大学学报(工学),2001,34(6): 110-113. 4Neves,J.N., Gamara,A., Virtual environment and GISS. In Longley, P., Goodchild, M.,Maguire,D., Rhind,D(eds), Geographical information systemsM.Second edition Volume 1, John Wiley&Sons, New York, 1999. 5薛恒安，尚明.GIS 在城市规划设计应用中的理性分析J.城市勘测,2004(1)23-25.