城市地理信息系统

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最重要的:空间数据基础设施建设
二、信息技术在城市规划管理中的应用
1、优化分析模型
2、比较分析模型 3、聚类与统计模型 4、预测模型
三、城市地理信息与信息技术的结合
信息技术对城市地理信息的影响:
空间基础设施建设与地球信息科学的发展
空间基础设施建设:为获取、处理、存储、分发和提高使用 地理空间数据所必须的技术、政策、标准和人力资源,旨在 实现全球范围的空间信息共享。 地球信息科学的发展:包括3S技术在内的空间信息技术。
微观:将城市看成一个立体空间,对应于 街区、规划小区、
城市地理信息按空间分布特征分为: 离散城市地理信息:居民点,商业网点等
连续城市地理信息:高程,空气质量等
城市地理信息按性质分为: 基础地理信息:基础地形 专题地理信息:某一专题
二、城市地理信息的基本特征
1、数据量大
2、数据分布不均匀
3、拓扑关系复杂 4、多重属性结构 5、多尺度特征 6、数据来源多样化 7、地图表现形象性
城市土地管理:6%
地籍管理:12%
勘察信息管理:6% 其它:2%
二、城市地理信息研究的进展:
数字城市
WEBGIS 三维GIS
第三节
城市规划管理与信息技术
一、城市规划管理的技术需求
城市发展带来的问题: 水资源缺,用地紧张,交通拥挤,能源不足,环境污染等 城市建设管理和规划提出了更高的要求:
现状信息收集、分析、整理,多方案论证,信息快速更新及城市突 发事件处理等,要求寻求新技术、新方法的应用,要求自动化、定量化、 科学化和信息共享。
四、UGIS与GIS的关系
1、数据类型的多样性和服务对象的多层性; 2、精度高,现势性强; 3、模型化、智能化和多功能性; 4、与办公自动化的一体化; 5、严格的层次结构和高度统一的规范标准; 6、强烈的实用化需求。
五、国内外UGIS的应用研究
1、UGIS在地理空间数据管理中的应用; 2、UGIS的空间查询和空间分析功能的应用; 3、GIS输出功能在地图制图中的应用; 4、运用UGIS,建立专题信息系统和区域信 息系统; 5、UGIS与遥感图像处理系统的结合应用。
城市化动力: 产业的空间集聚与结构转换:是基本条件和 基本动力 城市间的相互作用:大城市的辐射作用、城 市间交通线的导向作用以及小城市的向心作 用
技术进步:是产业结构转换与演进的主要力 量,改变了劳动力职业结构、促进了城市经 济增长。
不同的城市化动力作用下,出现了不同形态 和类型的城市化类型:
向心型城市化与离心型城市化 外延型城市化与飞地型城市化 景观型城市化与职能型城市化 积极型城市化和消极型城市化
确定城市化指标及测度的方法:
主要指标法:选择对城市化表征意义最强的、 又便于统计的个别指标来描述城市化水平。 有人口比例指标和土地利用状况;
复合指标法:选用与城市有关的多种指标予 以综合分析,考察城市化水平。指标多,与 具体地域结合紧,因此针对性强,通用性差。 多是对具体城市地域或国家地区作城市化分 析时使用,无法进行国际间的比较分析。
UGIS软硬件配置存在的问题 1、先购设备,后作系统设计; 2、重视硬件,轻视软件,忽视开发; 3、盲目追求高档,试图一步到位,造成浪费; 4、缺乏整体长远考虑,给后续发展造成困难。 软硬件配置需考虑的问题: 1、软硬件的选型和搭配; 2、按先设计,后采购的顺序配置设备; 3、微机、工作站、服务器和网络适当组合; 4、重视软件系统配置。
城市地理学的主要研究内容:
城市形成和发展的条件
区域的城市空间组织研究
一、城市形成和发展的条件
城市是社会生产力发展到一定阶段的产物, 是一定地域政治、经济、文化中心,是人口 和财富的主要聚集地。分三类: 1、中心地方城市:为满足广大农村物资集 散和综合服务的需要而形成的 2、主要职能城市:为满足区际贸易和交通 转运的需要而形成的 3、专门职能城市:为满足某种专门需要, 在集聚经济、规模经济的作用下形成的
(2)外延型城市化与飞地型城市化 城市的离心扩展采取与建成区接壤、连续渐次 地向外推进,这种扩展方式称之为外延型城市化。 反之,推进过程中出现了空间上与建成区断开,职 能上与中心城市保持联系的城市扩展方式,则称之 为飞地型城市化。 外延型城市化是最为常见的一种城市化类型, 其边缘地带被称之为城乡结合部;飞地型城市化一 般要在大城市的环境下才会出现,以分散中心城市 的压力。
五、城市地理信息研究意义
1、城市规划、建设与管理
2、城市化与城市可持续发展
3、广义建筑学
4、小城镇规划与建设 5、城市住宅产业发展 6、社会与公众服务
第二节
城市地理信息研究历史与进展
一、城市地理信息研究的历史与现状
中国城市地理信息系统应用情况
基础地理信息:30% 地下管线:21%
城市规划管理:23%
三、城市地理信息系统的框架结构体系和软硬件配置
1、UGIS的框架结构
综合信息子系统 综合层
地籍子系统 城市规划子系统
房产子系统 公安子系统
交通子系统 综合管网子系统
专题层
旅游子系统
金融子系统
其它子系统
基础信息子系统
基础层
2、UGIS的软、硬件配置 硬件:计算机、输入设备、输出设备、数据存储 设备、多媒体设备、图像处理设备 软件:计算机操作系统、关系数据库管理系统、 程序语言、地理信息系统基础软件、 专题分析软件、图像处理软件 网络:网络类型、通信协议、传输介质、互联设备 拓扑结构、操作系统、管理系统、结构布设
自上而下城市化和自下而上城市化
(1)向心型城市化与离心型城市化 城市中的商业服务设施及政府部门、企事业公 司的总部、银行、报社等信息部门或知识机构有不 断向城市中心集聚的特性,这就是向心型城市化, 也称集中型城市化。反之,有些城市设施和部门则 自城市中心向外缘移动扩散,这种情况被称这为离 心型城市化,也称扩散型城市化。 向心型城市化促使城市中心土地利用率提高, 向立体发展,形成中心商业事务区;离心型城市化 导致城市外围农村地域城镇化,使得城市空间得以 延伸和拓展。
二、城市地理信息系统历史与现状
(一)城市管理手段滞后于城市的发展 体现在: 1、大量城市数据的管理方式陈旧 档案管理,手工管理
2、管理工作效率低下
信息传达方式落后(纸质)
3、管理决策和信息咨询服务科学性不够
信息分散存放
(二)UGIS的功能:
两方面:
1、数据处理分析与表达:数据获取、转换、编辑, 数据重构、分析、查询检索及成果输出;
六、UGIS发展趋势与面临问题
发展趋势: 1、城市WebGIS; 2、UGIS协助海量数据管理; 3、UGIS与高分辨率遥感结合; 4、三维UGIS与虚拟现实; 5、UGIS与无线通讯;
理论与技术上的问题: 1、框架结构和建设顺序; 2、建设开发模式; 3、标准化与规范化; 4、软、硬件配置; 5、与办公自动化相结合; 6、技术队伍的培养; 7、系统的不断更新; 8、创造良好的政策环境和管理环境。
2、区域城市体系研究
城市体系的主要特性:系统性、层次性、整体性、 有序性、开放性、动态性 研究理论: • 中心地理论 • 市场区位论
• 中心地理论:德国地理学家克里斯泰勒于1933年 提出。理论要点是说明一个地区或国家合理的中 心城镇数量、等级、规模和布局距离的论证方法, 并提出了组成中心地等级结构网系的原则有3个, 即市场原则、交通原则和行政管理原则。 • 市场区位论:特点是将企业的生产区位与其市场 结合起来探讨,考虑到生产和消费都在市场中进 行。以寻求最大利润区位为原则,而不是保证最 低限度利润的区位为原则。
二、区域的城市空间组织研究 1、城市化研究 2、区域城市体系研究 3、城市分类研究
1、城市化研究
包括城市化的衡量尺度、城市化过程、城市 化动力机制、城市化效果与问题、城市化水 平预测以及各国和各地区城市化对比研究。
城市化过程分类: 城市化Ⅰ型(具体) 城市化Ⅱ型(抽象)。
城市化Ⅰ型:包括人口和非农业活动在规模 不同的城市环境中的地域集中过程、非城市 型景观转化为城市型景观的地域推进过程, 它是可见的物化了的或实体性的过程。 城市化Ⅱ型:包括城市文化、城市生活方式 和价值观在农村的地域扩散过程,它是抽象 的、精神上的过程。 城市化特点:城市化进程大大加速;大城市 化趋势明显、大都市带出现;郊区城市化、 逆城市化和再城市化;发展中国家以乡村向 城市转移为主。
第四节 城市地理信息系统的形成与发展
一、城市地理信息系统概述
城市地理信息系统概念:是融计算机图形和数据库于一体,
储存和处理空间信息的高新技术。它把城市的地理位置和相 关属性有机地结合起来,根据实际需要准确真实、图文并茂 地输出给用户,满足城市建设、企业管理、居民生活对空间 信息的要求,同时借助其独有的空间分析功能和可视化表达, 进行各种辅助决策。 UGIS是地理信息系统的一个重要分支,是一种运用计算机 硬件、软件和网络技术,实现对城市各种空间、非空间数据 的输入、存储、查询、检索、处理、分析、显示、更新和提 供应用,并以处理城市各种空间实体及其关系为主的技术系 统。
三、城市地理信息的认知
1、客观性与抽象性的认知
2、时空统一性的认知
3、可存储性与可传输性的认知
4、可度量性与近似性的认知
5、可转换性与可扩充性的认知
四、城市地理信息的地位和作用
1、把城市地理空间及其过程进行压缩
2、实现信息采集、传输、预测预报和决策的 一体化
3、真正实现宏观与微观、定性与定量的结合
一个国家或地区城市化的水平,体现着该国或
地区的经济发展水平,这就是城市化的表征。与经
济发展同步的城市化称之为平衡城市化;反之,超
前于经济发展水平的城市化被称为过度城市化,也
称为假城市化。
(4)自上而下城市化和自下而上城市化 一种是计划经济条件下,政府发动和包办型的自 上而下的城市化,另一种则是市场导向改革进程中
新出现的由民间力量或社区组织发动并得到政府认
可或支持的自下而上的城市化。
2、区域城市体系研究
侧重从区域角度、整体观点分析一国或一地区城市 体系的结构和空间组织,各城市间相互关系,城市 在区域中的集聚与扩散,大都市带或城市连绵区的 形成与发展。
研究内容:从区域角度分析城市体系的职能结构、 规模结构、布局结构、城镇间的社会经济联系、历 史发展过程和发展趋向、政策调控、形成和发展的 理论分析方法、不同类型地区城市体系的结构特点 及其建设要点等。
2、应用 1)管理功能 2)评价分析功能 3)规划与预测功能
(三)UGIS的进程:
1、静态城市管理:建立城市基础地理信息数据库、 地籍数据库和地下管网数据库等,实现城市资源的 计算机管理。 2、面向城市规划,扩大服务范围,提高城市动态 模拟和监测的能力,初步实现对城市的规划管理和 评估分析。 3、面向城市可持续能力的建设。加强网络化管理 和动态调控,各种信息技术及通讯技术综合应用, 使城市地理信息在城市持续发展能力建设上发挥重 要作用。
(3)景观型城市化与职能型城市化
直接城市化是传统的城市化表现形式,是指
城市性用地逐渐覆盖地域空间的过程,它造成密 集的城市景观,所以又称之为景观型城市化。 职能城市化是当代出现的一种新型城市化的 表现形式,是指现代城市功能在地域系统中发挥
效用的过程,并不从外观上直接创造密集的市区
景观。
(4)积极型城市化和消极型城市化
第二章 城市地理信息系统的 基础理论
计算机科学
地理信息系统
城市地理学
城市地理信息系统空间定位 城市地理信息的概述 城市地理信息系统组成及特点 城市空间数据结构特征
第一节 城市地理学
城市地理学是研究在不同地理环境下,城市形成、 发展、组合分布和空间结构变化规律的科学,既是 人文地理学的重要分支,又是城市科学群的重要组 成部分。
第一章 绪论
第一节 城市地理信息概述
一、城市地理信息定义
城市地理信息是指与所研究对象的城市空间地理 分布有关的信息,是有关城市地理实体的性质、 特征和运动状态表征的一切有用的知识,它表示 地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、 关系和规律。
城市地理信息的范围:
宏观:将城市看成是区域空间的一个点或 核心 中观:将城市看成一个面,对应于城市市 域、城市本身、城市中的区
3、城市分类研究
包括规模分类、形态分类、职能分类,通过 对一国或一地区的考察,拟定分类的依据、指标 和方法,划分出各种类型的城市。 职能分类方法:一般描述方法、统计描述方法、 统计分析方法、城市经济基础研究方法、多变量 分析法
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