3S技术在现代城市规划的运用与实践
城市规划的核心内容就是规划在未来一段时间里城市战略的发展方向,涉及到人居环境的诸多层面,并且以城市层次为主导的空间规划,有效协调社会、环境和经济的科学发展.特别是近年来,随着科学技术的发展,现代城市规划的内涵和外延也产生了明显的变化,所涉及到的内容越来越广泛,规划的难度和工作量也越来越大.所以如果不能够对城市各方面的信息有着非常丰富的了解和准确的把握,就很难科学合理地规划城市的未来发展.
3S技术的出现,能够快速获得城市多元化的信息资料,能够获得多维、多平台以及多波段、高精度、高分辨率的巨量空间信息数据,并通过3S技术中的数据挖掘技术,实现对空间信息的深度分析,从而为城市的科学发展规划提供重要的技术支持,正是如此,目前3S技术已经在城市的空间布局以及用地规划等方面的应用非常广泛。
2.1、 GPS在现代城市规划的运用
GPS是当前全新的一种现代卫星定位和导航技术,主要基于现代通讯技术,实现了空间的准确定位,能够在全球的任意区域为任何用户提供即时的三维定位和测速服务.随着卫星技术的发展,其定位的精度越来越高,而且观测时间较短,具有较高的经济效益,具有操作简单、全天候作业等诸多优势.当前因为GPS测量技术的出现,测量速度和经济效益增长开始越来越多,因此我国很多城市都构建了GPS控制网,这样就能够为城市的发展提供重要的数据资料。
而且随着GPS技术的发展,其精度也满足了当前测量的需求,还不断向小型化和广泛化方向快速发展,特别是伴随着RTK技术的出现和发展,让GPS技术在城市野外的数据测量也变得更加快捷而高效,所以在城外的控制测量以及放样和地籍要素测量也得到了广泛的应用.另外基于GPS技术用于城市车辆的监控导航的应用也开始普及,而这更是当前GPS应用的重要市场之一,对于解决城市交通拥堵、促进城市交通智能化发展无疑起到了非常重要的作用.
2.2 、RS技术在现代城市规划中的应用
RS技术又被称作遥感技术,主要指的是远离被测物体或者对象的位置上,采用仪器仪表通过发射电磁波信息,然后对反射出来的信息进行传输和加工分析,从而获得物体或者被测对象的性质以及在一段时间内变化的相关信息.由此可见,随着RS技术的出现,有效拓展了人类对空间环境的认知能力,而随着RS技术的不断发展,通过遥感测量获得信息就会更加准确,所以这种技术已经被广泛地运用在地学、环境军事以及测绘等诸多层面.而RS技术应用在城市规划中主要体现在下面两个方面:
第一,运用于城市空间布局分析。由于RS技术所获得的数据具有宏观、综合以及动态和多源、重复等属性,并且能够获得更加广阔范围且具有高精度的城市地理空间信息,所以能够通过RS技术对城市空间布局进行综合分析.目前已经进行具体运用的主要包括城镇的结构体系分析、城市内部用地规划分析以及生态绿地面积分析和建筑容积率分析等。
第二,运用于城市规划实施情况动态监测。现代城市规划除了对城市内部的多元化要素进行综合分析之外,还要对城市规划的具体实施情况进行动态、实时的监测和控制.而利用RS遥感技术则能够对遥感数据图像进行动态数据分析之后,再结合具体的工程实施情况进行配准叠加,在此基础上就能够得到各个工程项目的范围和地理位置以及和城市总体布局的关系,从而对城市规划做好进一步的决策分析,充分发挥RS动态监测的实时、动态和经济效益好等诸多优势.
2.3、 GIS技术在现代城市规划中的应用
所谓GIS就是地理信息系统,其核心内容是收集、存储和管理以及分析描述整个和地球表面甚至包括大气层在内的空间以及地理分布有关的数据信息系统.作为一种现代化的地理信息技术,其应用于城市规划主要发端于20世纪80年代中后期.特别是在进入到20世纪90年代初期,随着经济技术的发展,城市规模不断扩大.这导致了我国城市的地形地貌以及用地和规划布局都在不断变化,新建和扩建以及改建的项目也同样不断增加.
这就需要通过信息技术优化城市规划,从而促进城市功能完善,经过数年的努力发展,GIS地理信息系统的应用开始逐步实用完善.
当前GIS地理信息系统在城市规划的应用主要体现在下面六个方面:其一是构建基础的地理信息数据库;其二是规划信息查询和管理;其三是辅助城市规划并进行各项专题的分析;其四进行三维展示和漫游;其五对规划的成果进行网络发布,促进信息的传递速度;其六对规划方案进行筛选和分析.
3.1 、3S技术的综合运用分析
3S技术实际上就是将GPS和RS以及GIS三种技术进行综合运用,这也是在城市规划方面的必然发展,同样也是目前空间科学领域的前沿科学.其最终的发展目标是实现在线的链接和实时的处理.经过数年的发展,3S技术的融合和集成经历了从低级发展到高级发展的整个过程.
最初这三种技术相互独立发展,但是在城市规划方面存在着明显的缺陷,这样就开始出现了相互补充的两者相互合作,后来随着这三种技术的发展,实现了三种技术的相互结合,进而实现取长补短,高度融合.这三种技术的集成利用形成了一个整体且实时和动态的对地观测以及分析和应用系统,这就有效提升了整体的应用效率,实现一加一大于二的效果.
GIS和RS以及GPS三种技术的一体化可以为城市规划提供直接的数据服务,并且能够快速追踪和观测以及分析和模拟的被观测对象的动态变化,从而更加精确地描述这些变化;而且这三种空间技术的集成融合还能够充分发挥各自技术的优势,不仅能够实时和准确而且还能够经济地为现代城市规划提供各种需要的空间信息以及辅助决策信息,回答用户提出的各种问题.
3.2、 3S技术在某城市中的具体运用
由于我国城市发展速度极快,再加上体制和技术方面的限制,在过去的城市规划中,其结果往往会存在着很多问题,主要表现在中长期规划更多侧重于统计型经济社会发展指标的制定,却忽略了空间布局和产业建设项目布局的科学合理性.这就需要运用3S技术来解决城市空间布局方面的矛盾,下面就对某城市运用3S技术进行城市规划进行简要分析.首先是规划系统设计流程.
该城市使用3S技术主要是在ESRI公司的ArcGIS系统基础上进行了二次开发,主要应用了ArcMap、ArcCatalog以及ArcScene模块,在此系统环境下,应用ArcGIS内置VBA进行客户化,并根据城市规划的设计需求添加相应的功能菜单和工具条,提升城市规划的实用功能,其具体流程如图1所示:
3.3、 应用3S技术的优势分析
该城市运用3S技术进行城市规划的优势主要体现在下面四个方面:
其一是空间数据采集和运用实现了数字化.主要通过GPS和RS遥感技术进行数据采集,作为城市规划的基础数据,同时以数字化形式存储,所以有效地提升了数据采集效率和分析效率.
其二能够对各种规划数据进行统一化管理.因为GIS系统能够为空间数据和属性数据构建统一的管理平台,从而在这个平台下进行数据分析.
其三有助于规划方案的空间分析,通过辅助设计对城市规划进行局部修改.
其四对城市规划的成果进行网络发布,通过信息技术将城市规划很容易发布到网络平台,从而为社会各界的积极参与提供了重要的平台.这也有助于提升城市规划的科学合理性.
城市的发展离不开科学的规划,合理的布局.因此搞好城市规划工作对于促进城市的可持续发展具有非常重要的作用.随着在城市规划中3S技术的深入应用,对于城市的建设和管理无疑起到了更大的推动作用,特别是当前数字城市、智能城市已经成为未来城市规划的重点,这就更加凸显了3S技术的重要作用.与此同时,随着3S技术的不断发展,各种数字化技术存在着不断融合的趋势,这也进一步推动了城市规划水平的提升,从而为我国城市的可持续发展奠定了非常好的技术基础。
《中国高新技术企业》2014年 第30月 | 徐兰声 张雄
整理：陈柳林
审核：高冲、黄家伟
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