s技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用研究-wenkub.com

　 　

【正文】 謝謝您們不辭辛苦的教育和栽培，不放棄任何一位學(xué)生，不打擊學(xué)生的奇思妙想，感謝您們這種寬進(jìn)寬出的教學(xué)態(tài)度，各具特色的教學(xué)方法和全心全意為學(xué)生著想的無私精神，使我勇于在今后的工作和學(xué)習(xí)中展開自己的思路，不拘謹(jǐn)與固定的思維和模式，充分釋放自己的能力。我將盡我所學(xué)，努力交上一份滿意的答卷，以感謝支持和幫助我的良師益友，回報(bào)教育 我的學(xué)校。后一部分則敘述了城市規(guī)劃中 3S 技術(shù)的應(yīng)用，最初先從數(shù)據(jù)獲取方面入手，在結(jié)合空間分析，介紹了具體的應(yīng)用情況。城市空間析智能化，公眾參與網(wǎng)絡(luò)化，對城市發(fā)展的科學(xué)預(yù)見和動(dòng)態(tài)監(jiān)控水平也隨之大大提高。知識(shí)無窮盡，只要不斷的多技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和發(fā)展， 3S 技術(shù)的發(fā)展前景是無可估量的，在城市規(guī)劃中的作用也會(huì)越來越大。 3S 技術(shù)的功能很突出，綜合了 GPS 技術(shù)對目標(biāo)的實(shí)時(shí)精確定位和遙感技術(shù)的瞬時(shí)空間位置 和姿態(tài)的大量數(shù)據(jù)，傳輸?shù)?GIS 的數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、管理和空間分析后，建立符合城市規(guī)劃應(yīng)用的數(shù)據(jù)模型，還可以有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)活靈活現(xiàn)的展現(xiàn)出來。不僅如此，相關(guān)部門還可以根據(jù) 3S 技術(shù)來對規(guī)劃的過程例行檢查，一旦出現(xiàn)違反現(xiàn)象將會(huì)及時(shí)的警告和處置，對規(guī)劃行為起到了監(jiān)督的作用。構(gòu)造與現(xiàn)實(shí)了與地理空間相對應(yīng)的虛擬地理信息空間，數(shù)字模型則可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)地理空間的現(xiàn)象和過程進(jìn)行模擬和仿真并進(jìn)行分析預(yù)測。 城市規(guī)劃設(shè)計(jì)和規(guī)劃管理是緊密聯(lián)系的，為了土地利用的合理性，避免租賃時(shí)出現(xiàn)一女同嫁二夫的情況，規(guī)劃人員要將城市的基礎(chǔ)信息與規(guī)劃信息結(jié)合起來，建成以個(gè)集成一體化管理的信 息數(shù)據(jù)庫。 （ 6）通過網(wǎng)絡(luò)等途徑對信息進(jìn)行發(fā)布與倡導(dǎo)群眾響應(yīng) 計(jì)算機(jī)在人們的日常生活中的地位越來越大，不論是簡單的對某個(gè)網(wǎng)頁進(jìn)行瀏覽，還是需要開發(fā)更新型的技術(shù)軟件，都通過互聯(lián)網(wǎng)把許多領(lǐng)域聯(lián)系在了一起，是目前信息傳播速度較快的一種工具。在多種方案設(shè)計(jì)中，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境因素對方案進(jìn)行合理的評價(jià)，作出正確的抉擇。不僅有此功能，還可以對市內(nèi)的公交服務(wù)進(jìn)行合理的評價(jià)分析，還可以對交通環(huán)境的容量進(jìn)行綜合的評估等。例如城市的重心移動(dòng)情況，接下來要集中發(fā)展哪方面，還有對城市人口和建筑物的密集和離散程3S 技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用研究 20 度進(jìn)行分析，無可忽視的還有環(huán)境 問題的評價(jià)分析，放射性指標(biāo)的檢測是我國乃至世界所關(guān)注的重點(diǎn)。 在土地利用變更狀況調(diào)查中 3S 技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，盡管地區(qū)不同所采用的集成模式也不同，但各部分的工作原理大體上是一致的。 因 GPS 簡便的操作以及高精度的特點(diǎn) ,使其廣泛的應(yīng)用于土地變更調(diào)查中。 在獲得土地利用變化的數(shù)據(jù)信息后，就要考慮建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫把這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，以便進(jìn)行統(tǒng)一的管理和處理分析。 （ 2）城市規(guī)劃用地及其現(xiàn)狀調(diào)查與數(shù)據(jù)管理 土地利用的現(xiàn)狀調(diào)查是城市規(guī)劃工作的第一個(gè)階段，盡管 GPS 技術(shù)的相對定位精度較高，但獲得瞬時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)量和效率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及遙感技術(shù)，它的覆蓋范圍也沒有遙感影像的范圍大，如果單獨(dú)應(yīng)用在土地利用現(xiàn)狀的變更調(diào)查中，會(huì)有很大的局限性。 第六，在城市規(guī)劃中更大更廣的應(yīng)用前景 （ 1）對城市大比例尺地形圖的實(shí)時(shí)觀測和更新 若要對城市進(jìn)行合理的規(guī)劃，就要對城市的整體情況有一定得了解，這種情況下城市基本地形圖，也就是城市的大比例尺地形圖作為最基本的參照條件，對城市不同時(shí)間段的 變化進(jìn)行統(tǒng)一的了解。 GIS 的海量數(shù)據(jù)庫中，可以了解到項(xiàng)目的申報(bào)單位的有關(guān)信息，作為立案項(xiàng)目的檢查工作的可靠依據(jù)。影響城市環(huán)境的因素有很多，聯(lián)系最大的是社會(huì)因素和自然因素相互作用的影響，值得重視的是 GIS 的發(fā)展，為城市規(guī)劃環(huán)境質(zhì)量的評估作出了很大的貢獻(xiàn)。具體的使用方面有以下幾個(gè)事例。如果要得到疊加分析后的情況，就要將坡度、坡向、可視域、植被覆蓋、土地利用等專題要素進(jìn)行疊加，結(jié)果可作為土地適用性的評價(jià)。需要利用 GIS 的空間分析功能和數(shù)據(jù)模型，為城市規(guī)劃工作者提供輔助決策信息，具體的工作有計(jì)算城市人 口的密度、建筑物占地面積，不僅如此，還應(yīng)計(jì)算出環(huán)境指標(biāo)、綠化面積、建筑密度等。 第三，對信息數(shù)據(jù)的處理分析和模型建立 一般的地理信息系統(tǒng)功能雖然能 夠滿足一些數(shù)據(jù)處理的分析功能，卻仍然存在一些缺陷，不能滿足城市發(fā)展的要求。利用遙感技術(shù)獲取的遙感影像數(shù)據(jù)，需要對目標(biāo)進(jìn)行解譯，才能提取 出更有用的數(shù)據(jù)信息。在綜合評價(jià)中，要運(yùn)用到數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，評價(jià)的對象是城市發(fā)展重心的移動(dòng)，城市建筑物分布的緊湊度和離散度，城市環(huán)境的放射性指標(biāo)等，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題， 盡快的解決問題，改進(jìn)方案，達(dá)到最優(yōu)化的處理。 第二，對城市信息數(shù)據(jù)的的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測 我國城市化的發(fā)展越來越迅速，許多現(xiàn)象都是我們有目共睹的。 （ 5）網(wǎng)絡(luò)是信息傳遞的比較快的途徑，也就研究并開發(fā)了網(wǎng)絡(luò) GIS，實(shí)現(xiàn)了城市規(guī)劃模擬成果的顯示。由于以往的地理信息系統(tǒng)不能解決的問題越來越多，局限性也越來越大，所以就刺激了它的高速發(fā)展和改進(jìn)，例如以下的幾個(gè)方面： （ 1）鑒于城市規(guī)劃所擁有的海量數(shù)據(jù)，相應(yīng)的新型的地理信息數(shù)據(jù)庫就隨之出現(xiàn)了，并且還聚集了很多便于處理和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。隨著科技的迅速發(fā)展，在這個(gè)最大的民用市場內(nèi)，就急需像智能交通系統(tǒng)這樣高質(zhì)量的城市交通系統(tǒng)，這樣將會(huì)更加推動(dòng)城市的發(fā)展。 與常規(guī)測量方法相比， GPS 技術(shù)在控制測量中的工作效率與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益較均有倍增的趨勢，為了有利于城市規(guī)劃的等建設(shè)方便的獲取所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，大多數(shù)的城市也都陸續(xù)的建立了高精度、高等級(jí)的 GPS 控制網(wǎng)。如果對城市遙感圖像中的環(huán)境要素進(jìn)行目標(biāo)解譯，工作人員將會(huì)提取出大量的有關(guān)環(huán)境信息的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，這對城市規(guī)劃中的環(huán)境監(jiān)測有很大的幫助。簡單的舉幾個(gè)特性例子，如由于覆蓋范圍比較大而具有宏觀性和多層次性，再有就是因瞬時(shí)性而含有的重復(fù)性和動(dòng)態(tài)性，還有多分辨率的高清性等等。這些環(huán)境因素也可以具體的表達(dá)為大氣環(huán)境、地質(zhì)條件、土壤質(zhì)地、氣候變化、覆蓋植被、水系、道路交通、居民地等，要特別注意控制這些環(huán)境信息的獲取的質(zhì)量，因?yàn)樗鼤?huì)對城市規(guī)劃管理的效率產(chǎn)生不可忽視的影響。面對這一難題，傳統(tǒng)的規(guī)劃和管理手段顯 得有些力不從心，而逐漸興起的 3S 技術(shù)則在許多領(lǐng)域占據(jù)著越來越不可或缺的作用。 3 3S 技術(shù)在城市規(guī)劃中的綜合應(yīng)用 城市規(guī)劃，英文名稱是 Urban Planning,是指為了實(shí)現(xiàn)一定時(shí)期內(nèi)城市的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展目標(biāo)，確定城市的性質(zhì)、規(guī)模和發(fā)展方向，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中做到土地利用要合理，城市空間布局要明確，對各項(xiàng)建設(shè)工作進(jìn)行具體的安排，并由負(fù)責(zé)人員進(jìn)行綜合部署。再如遙感技術(shù)瞬時(shí)獲取信息的豐富性和周期性，可以大范圍的得到遙感圖像數(shù)據(jù)，通常在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，都會(huì)將兩者混合起來使用，以達(dá)到雙重效果。如果要建立一個(gè)地理系信息系統(tǒng)，就要獲取充裕的地理數(shù)據(jù)，但這個(gè)工作量相對較大，經(jīng)濟(jì)費(fèi)用的消耗也很高，卻又是一個(gè)不能忽視和省略的部分。例如城市 110 警務(wù) GIS，由于城市路網(wǎng)等現(xiàn)狀每天都在發(fā)生變化，需要不斷通過 RS 對 GIS 數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新。我們知道 GPS 獲得的是數(shù)碼數(shù)據(jù)，就3S 技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用研究 12 可以隨機(jī)或者結(jié)束測量工作后通過相應(yīng)的軟件，如計(jì)算機(jī)軟件，直接自動(dòng)的輸入GIS，操作簡單，并不需要人工轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的精確度也有了較高的保障。 GIS是 RS 中用于語義和非語義信息的自動(dòng)提取，是數(shù)據(jù)處理的輔助信息。 （ 2） GIS 與 RS 結(jié)合 遙感技術(shù)采集空間數(shù)據(jù)的覆蓋范圍大、實(shí)時(shí)快速、分辨率高，是 GIS 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)更新的重要來源。 GPS 的動(dòng)態(tài)定位技術(shù)可以許多定位方面的問題，比如遙感平臺(tái)中傳感器的瞬時(shí)位置和變化姿態(tài)，可以解決它的快速自動(dòng)定位問題，節(jié)省時(shí)間有減少了許多不不要的麻煩。 GPS、 GIS 和 RS 是相互獨(dú)立的三種高新技術(shù)，同時(shí)也是兩兩結(jié)合，甚至是三者集成使用。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò) GIS 也開啟了地理信息系統(tǒng)理論和技術(shù)研究的新領(lǐng)域，為 GIS 的發(fā)展提供了新的機(jī)遇，使其能快速的發(fā)展。而伴隨著科技的發(fā)展誕生的許多先進(jìn)計(jì)算技術(shù)，就自然而然的 成為了研究人員處理這些問題的有力工具。目前來說，三維 GIS 的研究方向主要有三個(gè)研究方向： 第一個(gè)，要對三維數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷的分析研究，所要注意的方面有數(shù)據(jù)是否能夠有效存儲(chǔ)，怎樣表示數(shù)據(jù)所處的狀態(tài)，還有數(shù)據(jù)要能夠進(jìn)行可視化的顯示等。 第三，三維 GIS 的應(yīng)用也越來越受廣大用戶的歡迎 在現(xiàn)實(shí)生活中存在許多 GIS 一般軟件無法處理的三維現(xiàn)象 ，如果不想辦法進(jìn)行補(bǔ)救，將會(huì)嚴(yán)重影響到 GIS 的發(fā)展前景。近階段來， ESRI 公司生產(chǎn)的這類軟件有 MapObject,還有美國 MapInfo 公司極力開發(fā)研制的 MapX，還有一個(gè)比較突出 的是加拿大阿波羅科技集團(tuán)的生產(chǎn)的 TITAN。組件式對象模型 GIS 技術(shù)開發(fā)的基本思想可以描述為：利用被用戶所熟知的 GIS 的六大功能模塊，把它們劃分為具有不能功能的幾個(gè)控件部分，各個(gè)控件各盡其責(zé)，并要保證它們之間可以集成，也要保證與其它非 GIS 控件之間也能進(jìn)行集成，這些集成可由可視化軟件來完成，最終獲得功能更加強(qiáng)大的地理信息系統(tǒng)。除此之外，還要做到快速高效的處理海量信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的表示方式要多樣化。城市地理信息系統(tǒng)涉及范圍廣，技術(shù)復(fù)雜。 1946 年世界上誕生的第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，主要目的是科學(xué)計(jì)算。它的發(fā)展除了與計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展有很大的聯(lián)系之外，還受全球定位技術(shù)和遙感技術(shù)發(fā)展的影響，在有關(guān)數(shù)據(jù)方面還受數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的限制。不同的應(yīng)用目的，對地理信息系統(tǒng)有不同的定義。除了城市規(guī)劃建設(shè)需要運(yùn)用 3S 集成技術(shù)外 ，還有不容忽視的資源環(huán)境、交通管理、市政工程等部門也對此有極大的需求，因此就會(huì)逐漸成為地球科學(xué)、資源環(huán)境、測繪勘探、農(nóng)林、水利等部門開展工作的重要技術(shù)方法和輔助決策手段。 第四種，在相關(guān)已 知理論基礎(chǔ)上，研究并構(gòu)建地球表面事物的電磁波譜以及相應(yīng)的圖像特征之間的關(guān)系模型。 第三種，遙感圖像與其它信息系統(tǒng)的結(jié)合，并建立必要的遙感圖像信息系統(tǒng)。一般的遙感圖像都是經(jīng)過在空中遠(yuǎn)距離觀測后，再依照由觀測目標(biāo)反射或輻射的電磁波信號(hào)而獲得的，通常都不精準(zhǔn)，都要經(jīng)過對影像的校正、投影變換、圖像增強(qiáng)及識(shí)別分類等處理才能更加準(zhǔn)確的被應(yīng)用。 利用遙感影像，可以對土地、森林、草原、水等各種天然資源進(jìn)行調(diào)查，特別是大范圍的同步調(diào)查。遙感常規(guī)應(yīng)用包括傳統(tǒng)地形圖、電子地圖的各種功能和遙感影像數(shù)據(jù)的一些應(yīng)用 ,可直接在遙感影像上識(shí)別居民地、建筑物、交通網(wǎng)絡(luò)、水系、地貌、土質(zhì)和植被等，也可自動(dòng)對各種類別地物進(jìn)行分類處理。 遙感探測的電磁波來源于探測器發(fā)射和地物反射或發(fā)射，有探測器發(fā)射電測波能量到地物，并接受地物 后向散射信號(hào)的遙感，稱為主動(dòng)遙感；探測器僅被動(dòng)接收地物反射太陽電磁波信號(hào)或地物發(fā)射的熱輻射信號(hào)的遙感，稱為被動(dòng)遙感。具體的發(fā)展項(xiàng)目是由美國發(fā)射的第一顆地球資源衛(wèi)星 — LANDSAT1,發(fā)射成功后得到了許多遙感衛(wèi)星圖像，以此遙感技術(shù)得到了更加突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 在遙感學(xué)中，收集目標(biāo)物電磁波信息的設(shè)備，稱為傳感器，如航空攝影中的3S 技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用研究 5 攝影儀等。 遙感技術(shù) —— RS 的發(fā)展過程 遙感技術(shù)對于測量技術(shù)人員來說并不是很陌生，它的概念也可以淺顯的認(rèn)為是遙遠(yuǎn)的感知，用英文表示是 Remote Sensing，簡稱 RS。利用差分 GPS 技術(shù)可以使定位精度從原來的 100m 提升到更加有利的精度，即可以達(dá)到 ～ 5m。在進(jìn)行全球衛(wèi)星定位誤差的分析處理時(shí)，要先了解誤差來源的組成成分，包括所有用戶共有的那部分誤差和用戶無法測量或校正的一部分誤差以及各接收機(jī)所固有的誤差。它的定位精度較軍用系統(tǒng)的精度要求比較低，因此也是比較常用的一種，一般系統(tǒng)開發(fā)時(shí)的估計(jì)單點(diǎn)定位精度是 100m,后來實(shí)際應(yīng)用中所達(dá)到的精度是 14m,精度大大的提高了。 第一，空中發(fā)射衛(wèi)星信號(hào)的衛(wèi)星定位系統(tǒng) 衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的準(zhǔn)確度和可靠性關(guān)系到衛(wèi)星定位的精度，就目前發(fā)展的階段而言，定位精度的服務(wù)不外乎有兩種。 GPS 定位系統(tǒng)由美國的海、陸、空三軍聯(lián)合開發(fā)研制的，最初使用軍事國防方面，也是經(jīng)過美國國防部批準(zhǔn)的，從 1973 年 12 月開始，經(jīng)過二十多年的改進(jìn)研究，花費(fèi)了將近二百億美元，最終于 1994 年漸漸發(fā)展和建成，并很快的投入軍事、民用方便，成為了迄今為止一項(xiàng)偉大的的跨世紀(jì)杰作。海上船舶民 事飛行、陸地車輛、交通運(yùn)輸、旅行探險(xiǎn)的導(dǎo)航，公路與鐵路的勘察、石油與地質(zhì)勘察、地形與工程測量、地震與災(zāi)害監(jiān)3S 技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用研究 3 測、大陸版塊運(yùn)動(dòng)、環(huán)境監(jiān)測等定位，都在使用 GPS。 目前， GPS 已經(jīng)具備在海、陸、空進(jìn)行全方位、全天候、實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力，同時(shí)可以測時(shí)、測速。 全球定位系統(tǒng) —— GPS 的發(fā)展過程 由美國建立，在全球范圍內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)航與定位的系統(tǒng)，稱為全球定位系統(tǒng)，即Global positioning system，簡稱為 GPS。以 GIS、 GPS、 RS 為基礎(chǔ)，將其三種分別 獨(dú)立技術(shù)根據(jù)不同的應(yīng)用功能