基于3S技术的现代城市规划应用研究

【关键词】３ｓ技术；现代城市规划；应用前景；４Ｄ产品
【中图分类号】Ｐ２０８
【文献标识码】Ａ
【文章编号】１００９＿２３０７（２ｆ）０７）０６＿０１９３—０３
１引言
３ｓ技术就是全球定位 系统（Ｇｌｏｂｅ Ｐｏｓｉｔｉｎｎｉｎｇ ｓｙ吕－ ｔｅｍ，ＧＰｓ），遥感（Ｒｅ啪ｔｅ ｓｅｎｓｉＩｌｇ．Ｒｓ）和地理信息 系统（Ｇ”ｇ“ｐｈｉｃ ＩｒⅡｏⅫ且＿ ｂｏｎ ｓｙｎｅｍ，ＧＩｓ）的总称。 一般来说，三者常常集成为 一个综合的应用系统，形成 “一个大脑．两只眼睛”的 图ｌ ３ｓ的相互关系与集成 框架（见图１）”’２］，即ＧＰｓ 进行实时定位，ＲＳ进行数据快速采集与更新，ＧＩｓ进行空 间分析和综合处理。其实，三者既相互独立，又密切关联， 共同解决相关问题。
该进一步面加强３ｓ技术在现代城市规划中的应用，使其更 好地为现代城市规划、建设与管理服务。可以预见，随着 我国正在进行的举世无双的大规模城市建设事业，开展３ｓ 技术在现代城市规划中的应用研究，必将使我国的现代城 市规划进人一个崭新的时期，从而有力的推动“数字城市” 的建设走向成功。
３应用研究实例——以泰安市为例
３．３柳划系统应用成果 基于３ｓ技术的泰安市城市规划系统，在空间规划方面
以ＧＩｓ为平台，将ＧＰｓ在野外采集的控制点数据和Ｒｓ获得
的影像数据相结合，制作了市域范围ｌ：５０ ０００和ｌ：ｌＯ ０００ 数字化地形图、数字正射影像图、其他土地规划、交通规
划、旅游规划等专题地图”１。这些地图数据不仅包括了城 市空间基础地理要素，而且还可以派生出ＤＬＧ（数字线划 图）、ＤＥＭ（数字高程模型）、ＤＯＭ（数字正射影像图）和 它们之间的叠加图，如最常用到的ＤＥＭ和ＤｏＭ的叠加 （见图４）。通过这些４Ｄ产品和其他地图资料Ⅲ１．就更好
例如通过遥感监测变化目标发现绝大多数符合泰安市近期建设规划确定的开发新城区提升老城区保护风景区近期建设策略和一线建设两旧改造三项整治四大园区五河治理六项工程等近期建设重点的原则要求这就为泰安市规划局指导和监督泰安市所辖六个县市区的城市期高志宏等基于3s技术的现代城市规划应用研究195规划管理工作提供了一个较好的技术手段
１）城市空问布局综合分析 随着Ｒｓ技术的发展，Ｒｓ所获取的信息具有宏观性、 综合性、动态性、重复性和多源性等特性，正是由于髓能 获得大范围高精度的城市地理空间信息，故而可以通过它 对城市的总体空间布局进行分析，目前已开始应用的具体 方面有：城市建成区范围及城镇结构体系分析；城市内部 用地规划分析；城市生态绿地面积分析，城市建筑密度与
万方数据
第６期
高志宏等基于３ｓ技术的现代城市规划应用研究
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规划管理工作提供了一个较好的技术手段。
３ｓ技术能够快速获得关于城市多维的、多平台、多时相、 多波段、高精度和高分辨率海量空间信息数据，并可以将处理 后的有关数据进行空问分析，为城市规划提供实时的、准确的 信息“１。基于３ｓ技术的这些特点，使其在现代城市规划中． 特别是城市空间布局与用地规划中得到了广泛的应用。
２ ３Ｓ技术及其在现代城市规划中的应用研究
建筑容积率分析；城市公共设施分布情况统计分析，城市 环境污染分析等各个方面。
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测绘科学
第３２卷
２）城市规划实施情况动态监测 在现代城市规划中，不仅要时城市内部各种要素进行 现状分析，而且还要对城市规划的实施情况进行动态、实 时的监测、控制。目前，利用遥感进行动态监测普遍的方 法是对遥感图像进行提取分类后，结合具体的工程进度图 进行配准叠加，叠加后就可以得到各个工程项目的范围、 地理位置等与城市总体空间布局的关系，以便对城市规划 进一步的分析决策。运用Ｒｓ的动态监测具有高效，实时和 经济效益好等优势。 土３ ＧＩｓ及其在现代城市规划中的应用 ＧＩｓ即地理信息系统，是一种特定而十分重要的空间 信息系统，它是以采集、贮存、管理、分析和描述整个或 部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关 的数据的空间信息系统。 ＧＩｓ作为一项新技术应用于中国的城市规划开始于２０ 世纪８０年代中后期”１，进入２０世纪９０年代以后．中国的 经济发展速度明显加快，城市建设的规模达到了空前的程 度。同时，随着城市功能的调整和城市建设的迅速发展， 城市地形地貌、用地、规划布局不断发生变化，新建、改 建、扩建项目不断增加。这种突变，使城市规划部门的工 作负荷急剧增加，产生了应用现代信息技术改进规划和管 理的强烈需求川，经济建设的高潮也使得地方政府有了一 定的财力来支持新技术的应用。经过几年的努力，一些城 市已使ＧＩｓ达到了初步宴用的阶段。 目前，ＧＩｓ在现代城市规划中的应用主要集中在如下 几个方面：①构建城市基础地理信息数据库”。；②规划信 息的查询与管理；③辅助城市规划进行各项专题分析；④ 实现三维展示与漫游；⑤规划成果的网络发布；⑥规划方 案比选和分析评价。 五４ ３ｓ集成技术殛其在现代城市规划中的综合应用 ３ｓ技术的集成是ＧＰｓ、Ｒｓ和ＧＩｓ三者共同发展的必然 结果，是当前空间科学领域的一个研究前沿，它的最终发 展目标是实现“在线的连接和实时的处理”。３ｓ技术的结 合与集成研究经历了一个从低级向高级发展的完善过程。 起初，三者独立发展，但各有优缺点，从而有了三者之间 的两两结合，后来，随着技术的发展，三者之间相互结合、 取长补短．出现了高度融合的趋势，它们的集成利用，构 成了一个整体的、实时的和动态的对地观测、分析和应用 的运行系统．提高了各自的应用效率。１。 ＧＩｓ、Ｒｓ、ＧＰｓ一体化技术可以为现代城市规划提供直 接的数据服务，可以快速追踪、观测、分析和模拟被观测 对象的动态变化，并高精度的定量描述这种变化；它们三 者的集成技术可充分发挥各自的技术优势”Ｊ，实时、准确 而叉经济地为现代城市规划提供各种所需的空间信息和辅 助决策信息，井回答用户可能提出的各种复杂问题。 五５应用前景 进入２ｌ世纪，随着人类社会和经济活动的不断扩展， 空间流动性剧增，加速了城市化的进程，出现新的城市空 间组织形式，传统的城市规划建设管理手段已不能适应日 趋复杂多变的城市巨系统。因而，随着３ｓ技术各自的不断 深入发展和三者的集成利用，加之成本的不断降低，它在 现代城市规划中的应用将越来越广泛和深入。目前，大多 数城市的规划中都或多或少的应用到了３ｓ技术，一些城市 还建立了城市规划的建设与管理系统平台，取得了较好的 效果，但是总的来说应用的深度还不够。 随着３ｓ技术的发展，与３ｓ相关的各种技术形成的集 成系统，将是一个高度自动化，实时化和智能化的Ｇｌｓ系 统。它不仅能够自动、实时地采集、处理和更新数据”１， 而且能够智能化地分析和应用数据，为各种应用系统提供 科学的辅助决策。面对３ｓ充满生机与活力的前景，我们应
【摘要】城市规划作为城市建设管理中的一个重要环节，对城市的发展起到十分重要的作用。如何运用３ｓ技术
来提升现代城市规划是一个值得研究的课题。本文探讨了基于３ｓ技术的现代城市规划的方法及应用技术，同时
以泰安市为例，研究了如何运用３ｓ技术和制作的４Ｄ产品等基础数据为现代城市规划服务，对其效果进行了实证
分析，目的是希望能够促进３ｓ技术在现代城市规划中的应用和发展．促进“数字城市”的顺利建设。
讯技术相结合，在空间定位技术方面引起了一场空前的革 命，可在全球任意地点、为任意多个用户提供几乎是瞬时 三维定位、测速服务。具有定位精度高、经济效益好、观 测时间短、无需通视、操作简便、全天后作业等显著
特点“。 目前，由于ＧＰｓ在控制测量中所体现的工作效率与经
济效益较常规的测量方法有成倍的增长，故而大多数城市 都建立了自己的（；Ｐｓ控制网，为城市近期发展提供基础的 控制数据资料。同时．ＧＰｓ的发展已经能够满足目前快速 精确定位的需要，并且开始逐渐向小型化和普及化等方向 发展。特别是近年来ＲＴＫ技术的发展，使ＧＰｓ在城市野外 基础数据获取方面变得吏为快捷，高效，已经开始应用于 控制测量、放样与施工测量、地籍要素测量和地形测量等 城市基奉测量方面。
彼此空间上重叠、偏离、矛 盾等问题，严重影响了规划 的实施。在泰安市新一轮的 城市规划——泰安市“十一 五”规划中，借鉴以往城市 规划的经验和不足，运用
图２基于ＧＩｓ的泰 安市总体规划图
３ｓ技术来解决城市空间布 局方面的矛盾和问题，收到 了较好的效果（见图２）。 ３．２规划系统设计流程
基于３ｓ技术的泰安市 规划系统采用ＥｓＲＩ公司的 ＡｆｃＧＩｓ进行二次开发，主要
的电磁波信息，经过对信息的传输、加工处理及分析与解 译，对物体及现象的性质及其变化进行探测和识别的理论 与技术。Ｒｓ的出现．扩展了人类对空间环境的认识能力， 随着它的不断发展和完善，遥感数据体现出信息丰富、准 确、现势性强等突出特点”１，已经广泛应用于地学、环境、 军事、测绘、农林等各个方面。
随着城市数字化建设的不断深入，城市规划数据的采
２．１ ＧＰｓ及其在现代城市规划中的应用 ｃＰｓ是一种全新的现代定位与导航技术，它与现代通
作者简介：高志宏（１９８４一），男，山西 忻州人，从事３ｓ技术的应用与研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｅｈｕｉ乎ｈ＠１６３ ｃｍｎ
收稿日期：２００６－１０—１０ 基金项目：泰安市。十一五”发展规划 的前期研究（２００４１６）；山东农业大学 博士基金（２００４２５）
第３２卷第６期 ２００７年１１月
测绘科学 ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ ｓＩｌｎ＿ｅ扣“ｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｌｌｇ
ＶｏＬ ３２ Ｎｏ ６ Ｎｏｎ
基于３Ｓ技术的现代城市规划应用研究
高志宏①，梁勇∞，林祥国③
（①山东农业大学信息科学与工程学院，山东泰安２７１０１８；②中国测绘科学研究院 北京１０００３９；③武汉大学资源与环境科学学院，武汉４３００７２）
另外，ｃＰｓ在车辆监控导航中的应用也初见端倪，是 ＧＰｓ一个最大的民用市场，能够有效的解决城市交通堵塞 等『口Ｊ题．是未来智能交通系统的发展方向，也是现代城市 交通规划中一个十分重要的考虑因素。 ２．２ Ｒｓ殛其在现代城市规划中的应用
Ｒｓ即遥感，它是指在远离被测物体或现象的位置上， 使用一定的仪器设备，接受、记录物体或现象反射或发射
地为城市的规划决策提供了重要的基础数据。例如，通过 遥感监测变化目标，发现绝大多数符合泰安市近期建设规 划确定的“开发新城区、提升老城区、保护风景区”近期
建设策略和“一线建设、两旧改造、三项整治、四大园区、 五河治理、六项工程”等近期建设重点的原则要求，造就 为泰安市规划局指导和监督泰安市所辖六个县市区的城市
集、存储，分析和管理等面临着彻底的变革，城市规划的 基础数据表现出数据量大，数据格式多样，数据更新快等 特点。这就要求必须运用一种新的数据采集方式来满足时 代发展的要求，由于Ｒｓ在数据采集获取方面的突出特点，
使Ｒｓ成为城市规划中重要的数据源。目前，Ｒｓ在城市规 划中的主要应用可眦归纳为如下两个方面：
泰安，位于鲁中，临近省会，是一个随着历代帝王的 封禅、祭祀泰山而兴起的古老城市，有着丰富的自然资源 和旅游资源，是我国华东地区重要的对外开放旅游城市。
新时期，泰安的城市规划目标是：以。世界自然与文化遗 产泰山”为依托的国际旅游城市和历史文化名城；山东省 旅游度假、科教文化、先进制造和商贸物流基地；济南都 市圈的重要城市。 ３．１概述
是应用ＡｒｃＭ且Ｐ、Ａｒｃｃａｌａｌｏｇ 和Ａｒｃｓｃｅｎｅ，并利用可视化
图３基于３ｓ技术的城市
分 行析 三模 维块 功３能Ｄ 扩Ａｎ展ａｌ，ｙｓｔ然对后其在进 此环规 境划下系，统应的用制枷作Ｉ流ｓ的程内置
ＶＢＡ进行客户化，添加面向城市规划的功能菜单和工具条， 实现了面向城市规划的实用功能，系Байду номын сангаас设计流程见图３。
长期以来，我国的城市规划由于体制与技术等各方面 的因素．城市规划的成果在实施中存在许多的问题，主要
表现在城市的中长期规划往往侧重于对统计型经济社会发 展指标的制定，而忽略了产 业、建设项目空间布局的科
学性、合理性。同样，泰安 市在以往的城市规划中存在 城镇规划、经济功能区划、 生态区划以及土地利用规划
城市规划是对城市在一定时期内的战略性发展指导， 是人居环境各层面上的、以城市层次为主导工作对象的宅 间规划”ｏ，是实现经济、社会、环境协调发展的重要手段， 其根本目的是通过对城市土地和空间资源的合理配置来建 设适合人类的栖境”１。随着时代的发展，现代城市规划的 内涵和外延也有了新的变化：涉及的面越来越广、内容越 来越多、工作量和难度也越来越大。因而，没有对城市各 种信息的全面了解和准确把握，是不可能做出一个好的规 划建设方案的。