3S技术在城市规划化领域的应用实例

发布时间：2024-08-29

3s应用

3S技术在城市规划化领域的应用实例

吴海清

建筑与艺术学院建艺1102班

城市是人类社会物质和精神财富生产、聚集和传播的的中心,随着社会中信息总量的增加与管理日益膨胀,城市管理日益复杂,对管理手段要求越来越高.面对有限的空间资源,如何使之产生最大的效益,是社会规划管理面临的共同课题。针对现代社会的空间结构,利用GIS技术,实施战略信息综合管理是一项面向未来的有重大意义的事业。

城市管理所需的各种数据均是建立在空间数据基础上,如供水管线的分布与属性,输电线路的负荷,电网优化等,都需要有确切的空间定位图形显示和空间定位数据查询.利用GIS进行城市规划管理的付诸实施与决策支持,将至少在以下方面显示出明显的优越性：

① 方便快捷的管理大量社会数据,加强信息的优势性与可用性。

② 提高信息管理工作的效率,减少错误,提高信息应用水平。

③ 以强大的分析能为科学管理决策提供基础。

④ 用于城市规划与管理各个方面的工作,促进城市可持续发展的实现。

⑤ 是建立数字城市的基础。

GIS在城市应用一般包括静态城市管理、面向城市规划与办公自动化、面向城市可持续发展能力建设等。GIS在城市规划与管理中至少在以下方面发挥重要作用并形成专业化的GIS。

㈠城市规划

城市规划需要对城市多资源信息进行综合分析，并面向城市发展目标，对城市空间结构、资源配置、基本建设等进行规划，指导城市建设，服务于城市可持续发展的实现。城市规划是GIS最重要的应用领域之一，GIS可用来管理和现实规划信息，应用空间分析功能进行城市规划中的基本工作分区、多层叠加、影响范围确定等，并可通过空间、属性信息双向查询综合空间分析功能对待特定规划进行评价，最后可以将规划成果以二维、三维可视化的形式予以显示、输出。

㈡城市基础设施管理

城市基础设施如电力设施、给排水设施、燃气设施、电信级有线电视等对于保障城市的正常运转与流畅、保证城市居民的有序生活发挥这重要作用。这些基础设施与空间定位数据密切相关，在其规划、布设运营与管理中都必须处理大量空间数据特别是大量网状与图形的分析，GIS用于城市基础设施管理已形成了一个全新的应用领域，成为自动制图/设施管理GIS，进一步形成各种面向特定应用的GIS系统，如电力GIS、地下管线管理GIS等。

城市基础设施一个最典型的特点就是其信息以点—线—面为组合方式，GIS的网络分析能在其中可以发挥重要作用。具体而言，GIS可用于建立和维护底图、负荷管理、网络流向与流量分析、应急呼叫分析、线路选址、排放量分析、工作部署和工序处理、市场分析等方面工作。

㈢城市交通管理与智能运输系统

20世纪70年代年代，GIS最早，也最为普通。GIS可以进行各种方式的统计分析和计算并输出统计分析报表，并通过图形、图像等方式对交通系统予以可视化表达。当前，随着智能交通系统的发展，其中基于网络的GIS与GPS技术结合将在交通管理领域发挥更加重要的作用。所谓智能交通系统是采用地理信息系统、通信和其他高技术减少道路赛车、提高车速和减少交通事故的智能化系统，其中基于网络的GIS是交通指挥控制系统、交通综合

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信息管理系统和交通警务管理系统的基础。

㈣城市环境管理与环境GIS

GIS技术至少将给环境保护带来以下益处：提高工作效率；改善工作质量；拓展工作范围；集成化解决问题。

GIS在环境管理与保护中的主要应用包括：

① 环境管理—管理各种环境资源，如大气质量、噪声、水资源、生物资源、社会经济数据等，并有效组织相关信息进行环境统计、土地利用规划、总体发展规划。

② 环境规划—在GIS支持下从空间上确定各种环境要素的配置，并对不同的规划方案进行比较与评价。

③ 环境影响评价—应用GIS集成管理与场地有关的数据，作为环境影响评价的分析和辅助决策工具。

④ 环境监测—将环境监测收集的信息通过GIS进行实时存储和显示，用于分析和辅助决策。

GIS在环境管理领域具有极其广泛的应用，是建立环境信息系统和环境地理信息系统的基础。

㈤防灾减灾GIS

GIS用于防灾减灾辅助决策的优势主要体现在：①GIS适合与灾害数据的组织与管理；②GIS图形表达的直观性和形象性是反映灾害数据的组织与管理；②GIS图形表达的直观性和形象性是反映灾害状况的最好手段；③GIS的空间分析功能可方便的用于防灾减灾政策，如缓冲分析常用于灾害影响范围估算、叠置分析常用于多种灾害叠中分析、网络分析长用于救灾路线选择等；④GIS可将多元灾害信息集成在一起，以多尺度、多方式反映灾害背景与信息；⑤GIS用于灾害的动态监测和灾害模拟，实现对灾害实时、准确的监测，了解其发展过程及灾害损失情况，进一步预测灾害，为防灾减灾决策提供依据。

GIS发展前沿与展望

㈠GIS发展现状与存在的问题

GIS的概念自20世纪60年代提出来以来，经过40余年的发展，在理论、技术、方法、软件、应用、教育、产业等方面都得到快速发展，集中体现在以下几个方面:

① GIS的理论体系逐渐完善，基础性理论问题受到高度重视并逐步得到解决，进一步促进了技术方法和软件系统的发展。

② GIS软件产品及系统发展迅速，软件产品功能日益强大，新的与现代信息技术密切结合的软件产品如网络GIS、组建GIS、移动GIS等不断走向市场，实现了从单一软件向软件包、系统软件的过度。

③ GIS应用技术与方法不断进步，应用领域持续拓展，应用水平不断深化。GIS的应用正在从早期资源、环境、土地、城市等领域，逐步扩展到交通、电力、基础设施、旅游、防灾减灾等方面，近年来在商业、金融、考古、社会、公共卫生、电子政务、公共安全、应急管理、个人移动服务等领域的应用迅速发展，应用水平不断提升，成为决策、分析的有力支持工具。

④ 地理信息技术逐步成为信息技术的重要组成部分，地理信息产业逐渐融入信息产的主流。中国科学院院士、中国地理信息系统创始人陈述彭先生在2005年中国科学院地理信息产业发展论坛中指出：“现在地理信息系统的软件逐渐融入IT产业的主流，过去地理信息在信息产业里面没事挂不上号的，现在他基本上被认可做为一个主流了。”

⑤ GIS教育发展迅速形成了多层次的教育体系。

然而，GIS本质上是多学科交叉和多技术手段集成的产物，虽然其发展迅速，但是仍然面临着一系列新的挑战和问题，主要包括:

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① 在GIS的基本理论方面仍然有诸多问题需要进一步研究，如地理空间认知模型、空间数据模型、三维建模、时态GIS、空间尺度、空间数据共享、空间智能、空间数据挖掘与只是发现等。

② 在GIS数据获取与数据管理方面，不同技术条件下采集的数据精度、多种数据采集技术的协作配合、地理信息实施快速采集、地理信息增量更正等仍需进一步研究。尽管对象关系数据库成为空间数据管理的主要模式，但面向网络环境下海量空间信息管理，仍面临诸多问题需要解决。

③ 在地里信息处理与分析方面，常规软件中的缓冲区分析、叠加分析、网络分析、地形分析等显然不能满足需求。因此不断扩展空间分析模块已成为地理信息处理与分析的重要方面。将地理信息分析与智能信息处理结合也需要重点研究，特别是空间数据挖掘与知识发现地里专家系统、智能空间推理、智能空间决策支持系统等方面。

④ 在GIS软件产品与系统研究方面，虽然国外已有多个著名GPS软件产品，并分别推出了系统化的软件包，但是目前的GIS软件还存在标准化程度低、数据共享困能、互相操作不易事项、异构系统集成应用不方便等问题。在GIS应用软件开发方面，GIS设计与实现的方法学仍有待改进，棉线专业领域应用的专题GIS、业务化GIS、面向个人移动信息服务的GIS软件等仍然不能满足应用需求。

⑤ 在GIS产业化促进方面，尽管地理信息产业已逐渐成为信息产业的组成部分，但总体来看，目前地理信息产业在市场培育、产业链构建、市场监管机制、专业资质认证、市场规模、从业机构规模、从业者素质等方面都明显不能满足需求。

⑥ 在GIS应用方面，随让GIS在许多领域得到有效的应用，在行业信息化、业务化应用等方面去的许多成功的案例，但在应用的深度、行业普及程度等方面仍有待提高，在用户界面的友好性、使用快捷性与方便性、与行业应用结合的灵活性等方面也需要改进。

解决GIS面临的问题，需要综合应用相关科学的理论与方法。从GIS的发展历程来看，计算机与信息技术、地理学、测绘学等对GIS发展影响最大，因此今后GIS的发展一方面将密切结合这些学科的发展，另一方面将和数学、社会科学等学科不断交叉融合，从而解决GIS面临的理论和技术和难题，促进GIS的持续发展。

㈡当前GIS发展的主要特点

总体来看，当前GIS的发展特点主要体现在以下几方面：

① 信息表示从初期的二维空间表达向多维、动态方向发展3D GIS、时态 GIS、多维动态GIS、虚拟地理信息环境和虚拟GIS得到广泛研究。

② GIS的体系结构又集中式、单机式向开放式、分布式、网格化方向发展，网络GIS得到广泛应用，空间信息网格成为新的研究热点。

③ GIS的体系结构由集中式大型软件向组件化、中间化、智能化等方向发展，多样化、可灵活组合，方便二次开发的软件成为主流。

④ 不同软件系统正在由独立系统、难以共享向跨平台、跨数据共享、系统互操作、标准化等方向发展。

⑤ 计算机显示平台向小型化、可移动方向发展，GIS与通信技术、基于位置的服务、移动定位装置、移动计算等结合，移动GIS、面向个人地理信息服务的GIS终端将极大地促进GIS的社会化、大众化。

⑥ 空间数据存储从早期的文件与关系混合模式、到对象-关系数据库的应用，逐步发展到分部存储、分布式计算、面向对象数据库等，空间数据仓库则有望成为空间数据存储的重要形式，以适应多源、异构、海量空间信息的需求。

⑦ 空间数据处理与分析与功能分析不断扩展，特别是空间分析模型、地学计算模