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1、安徽建筑2 0 0 6年第1期安徽建筑“3 S”技术在城市规划及建设中的应用范文兵(合肥市测绘设计研究院,安徽合肥2 3 0 0 0 1)摘要:3 S 技术作为新兴的具有极大应用价值的信息科学技术,在近十余年取得了快速发展,并在国民经济和社会发展中发挥出越来越大的作用。文章主要探讨了G I S、R S技术在我国城市规划与建设中的应用,并对“3 S”集成技术在未来“数字城市”建设中将发挥的作用做了展望。关键词:遥感系统(R S);地理信息系统(G I S);全球定位系统(G P S);数字城市;“3 S”集成中图分类号:T U 9 8 4.1 1文献标识码:B文章编号:1 0 0 7-7 3 5
2、 9(2 0 0 6)0 1-0 0 1 6-0 2A p p l i c a t i o no f 3 S T e c h n i q u e t ot h e C i t yP l a n n i n ga n dB u i l d i n gF a nWe n b i n g(A c a d e m y o f M a p p i n g a n dD e s i g no f H e f e i,H e f e i 2 3 0 0 0 1,C h i n a)A b s t r a c t:G r e a t p r o g r e s s h a s b e e n m a d e
3、i n 3 S t e c h n i q u e d u r i n g t h e r e c e n t d e c a d e.A st h el a t e s t i n f o r m a t i o n t e c h n i q u e,b o t h R S、G P S a n dG I S a r e p l a y i n g a n e v e r i n c r e a s i n g l y i m p o r t a n t r o l e i n n a t i o n a l e c o n o m y a n d s o c i a l d e v e l
4、 o p m e n t.T h i s p a p e r d i s c u s s e s t h e a p p l i c a t i o n o f R S a n dG I S t e c h n i q u e i n c i t y p l a n n i n g a n d b u i l d i n g a n d a n a l y z e s t h e e f f e c t 3 S i n t e g r a t i o n w i l l m a k e i n t h e c o n s t r u c t i o n o f d i g i t a l c
5、i t y i n t h e f u t u r e.K e yw o r d s:r e m o t e s e n s i n g(R S);g e o g r a p h y i n f o r m a t i o n s y s t e m(G I S);g l o b a l p o s i t i o n s y s t e m(G P S);d i g i t a l c i t y;3 S i n t e g r a t i o n0前言城市是一个复杂的人文与自然的复合系统,是人口、资源、环境和社会经济等要素高度密集的地理综合体。城市作为社会文明进步标志之一,在国家政治、经济
6、及文化诸多方面的作用日益突出,可以说城市化水平的高低是一个国家文明程度、社会进步和经济发达的重要参数,所以大力发展城镇建设,对城市进行合理而健康的规划和管理极为重要。随着各种高新科技的不断飞速发展,信息化和数字化正越来越多地引入建设当中,“3 S”技术,即G I S(地理信息系统)、R S(遥感)、G P S(全球定位系统)作为支撑信息化和数字化的重要技术手段,在最近1 0年的发展近乎神速,已经广泛地应用到城市规划与建设当中。1 R S技术与城市规划建设城市规划工作是进行城市建设和指导城市发展的“龙头”和基础,它在城市可持续发展中所起的作用日益重要,而城市规划的基础平台是信息包括城市资源、环境
7、、物流、人力等,随着城市发展速度的加快,信息的日新月异和空间结构的复杂化,使传统手工数据采集获得信息的手段很难满足规划及管理的需要,解决这一问题的关键便是发展高精度遥感技术。遥感技术是建立在现代物理学、电子计算机技术、数学方法和地学规律基础上的一种多学科组成的综合性科学,其基本概念可简述为:从不同高度的平台使用传感器收集地物的电磁波信息,再将这些信息传输到地面并加以处理,从而达到对地物的识别监测的全过程。它在城市规划管理工作中的应用可概括如下。土地资源作为城市发展的载体,是城市规划最主要的关注因素。土地的性质和利用现状是动态变化的,要随时掌握其特征,用卫星遥感影像作为信息来源应是现代城市最常用
8、的手段,可实现对土地资源利用的适时调查和动态监测,为加强土地资源的管理、优化政府部门决策提供有力支持。通过对不同时期遥感资料的分析,可全面、系统地研究城市发展轨迹和时空变化规律,结合各时期城市建设管理环境等因素,对城市变迁、发展、人文环境变化进行动态分析和研究,为城市规划发展提供信息资源。环境条件如温度、湿度的改变和环境污染会引起地物波谱特征发生不同程度的变化,而地物波谱特征的差异正是遥感识别地物最根本的依据。通过遥感图像特征分析,为环境监测包括水质、土壤、固体废物污染、城市热岛效应等提供有关资料及数据。利用遥感获取的数字化影像可制作“4 D”产品数字正射影像D O M、数字高程模型D E M
9、、数字栅格地图D R G、数字线划地图D L G,为城市基础地理信息系统提供详实、可靠的数据来源,并使城市规划设计实现人机对话式操作。此外,以遥感资料为基础,可制作城市地形图、交通图等各种专题及综合图件。2 G I S与城市规划建设G I S(地理信息系统)作为集测绘学、环境科学、城市信息学、地球管理科学和计算机技术等为一体的综合性学科,是对描述地理环境信息的地理坐标及相关信息进行采集、贮存、管理、分析和制图,并与计算机软件相结合的综合性技术系统。随着城市规划管理办公自动化的发展,G I S在其中的应用将日益普及。我国大部分城市规划部门目前“一局二院”的设置更利于规划部门利用测绘数据库建立的G
10、 I S系统进行规划及管理,而网络技术的发展更为这种技术线路的运行提供了保障。目前G I S在城市规划建设及管理中的应用主要有以下5个方面。利用基于城市小比例尺如1:5 0 0 0、1:1 0 0 0 0的地形图建立的图形信息系统,对城市整体或分区域建立空间模型,并通过G I S数据库中对应的相关信息如道路、建筑、人口、公共设施等进行查询,为城市总体规划编制提供直观、详细、完整的科学信息。土地资源利用的规划管理是城市规划设计的重要载体。利用G I S技术的海量存储数据和强大的图形操作功能,对土地管理实现集成化,可以即时方便地了解城市土地利用状况及土地权属界线等信息,使城市规划用地更具科学性和透
11、明性,给城市土地利用的合理使用以强大支持。城市建设中的每幢建筑物修建前必须经过政府主管部门批准,这是一项工作量巨大,但同时又必须做到细致准确的工作。利用城市地理信息系统,修建建设项目申请卡并记录到收稿日期:2 0 0 5-1 2-1 6作者简介:范文兵(1 9 7 2-),男,安徽望江人,1 9 9 4年毕业于焦作工学院测量工程专业,工学学士,工程师。1 62 0 0 6N o.1中,从发展商手中接来地块图开始,就对该用地先进行地景分析,景观设计与建设规划一起同步介入。结合对产品的市场定位,将该一期风格定格为“水城”,因而从设计上无论从建筑造型及景观规划都紧紧围绕这一主题,“水”成了海伦堡景观
12、规划的重点元素。当笔者来到海伦堡,第一印象就是错落有致的建筑倒影在波光粼粼的湖面上,建筑和水结合得如此亲近、如此完美,周围是郁郁葱葱的乔灌木,建筑和环境之间相互晖映,相得益彰(见图)。从总体规划设计开始,我们就围绕着如何利用“水景”做文章。规划上利用湖面延伸的水带紧紧环抱着中心建筑组团。从景观上考虑,该水带的环绕使用地块形成一个个“半岛”,从而使首层的住户衍生出一个又一个的私家花园和私家码头。而带私家花园和码头的首层住宅却成了发展商手中的抢手货。从建筑上考虑,水带更能解决首层住户的干扰问题,而跨越水系的住宅大堂更显入户的精致和尊贵。除了让景观从建筑里衍生出来、和谐共生外,更应着重考虑的是该住宅
13、区的地域性和地域特点。当地的材料、植物、生态情况、地形地貌、历史人文等情况都成了设计考虑的重要条件。环境景观是文化最好的载体。住宅区的文化品位很重要的是从园林景观中体现出来。应重视建筑设计的深层理解,通过营造风格各异的景观环境,深化和升华各住宅区的文化品位和主题。1.4注意规划空间的有机联系居住区中的各种规划因素均有其内在联系,而内在联系的核心就是居民,因而要从满足居民居住生活的要求出发,考虑、安排和处理好建筑、道路、广场、院落、绿地、建筑小品之间及其与人的活动之间在户外空间的相互关系,使居住区成为有机的整体和空间层次协调丰富的群体。而最能体现小区有机联系的方式就是“人车分流”的处理办法,住宅
14、区外围用环徊车道灌通全区,机动车不进入小区中心,全部停放在大型地下停车场内,停车场顶是小区的中心景观绿化区;各式绿化步行径沟通小区各住宅单元。绿化景区可结合地形及地下室的高低不同设置各式绿化小品,叠水平台,休闲临水散步径。2结语其实,对规划布局、建筑设计和景观营造的处处留心在意,正体现着自古人类追求“诗意的栖居”的美好愿望。住宅区的规划布局与空间环境设计仍然是一个重要的课题,还有很多可研究之处。参考文献城市居住区规划设计规范(G B5 0 1 8 0-9 3)S 北京中国建筑工业出版社2 0 0 2属性数据库中,其中的建筑物地址与地块空间、周围建筑及环境相关联,可以方便地进行审批工作,还可以以
15、数字化地形图为背景,在电脑上进行建设工程规划定位,极大地提高规划工作的效率。利用城市地理信息系统建立专一的城市交通管理信息系统G I ST(即G I S与T I S交通信息系统的结合体),包括城市道路红线位置、绿线宽度、主干道车辆流量、人行道上人流量等进行分析、统计,可以实时了解城市道路状况,为市政道路设计提供可靠依据,并为城市交通管理提供有效信息。对城市的旧城区进行合理改造是城市规划部门的重要工作之一,而拆迁补偿是旧城改造的关键,测量拆迁量的核心是总建筑量,通过G I S数据库中即能反映建筑基底边界,又能包含建筑物层数、退进变化的高精度三维地理模型,可以快速实现拆迁总量的调查。3“3 S”集
16、成与数字城市的建设“3 S”技术作为建立“数字城市”的三大支撑技术各有其特色,但在单独使用时难免有其局限性:G P S可瞬间定位但却不能表达地理属性;遥感技术可快速获取信息但信息的处理、分析必须结合其他技术;G I S具有较好的检索、分析、结合处理能力,但数据来源和录入始终是难题。而“3 S”集成技术是将这3种对地观测新技术有机地结合在一起在线的连接、实时的处理和系统的整体性。目前,这种结合性技术手段的理论应用在我国近几年才刚刚兴起,但由于它对“数字城市”建设具有强大的支撑作用而引起国家科委、自然科学基金委及广大科学工作者的极大兴趣,并取得了较快发展。它的应用目前主要集中在以下几个方面。应用G
17、 I S数据库中的电子地图和G P S接收机相结合的车载、船载导航系统,为城市交通设施建设与交通管理提供信息保障和便利。利用机载G P S接收机进行数字化航空摄影测量,R S技术提供的数字化影像图获取信息,并与G I S实现无缝嵌接,获取数字城市建设中必要的信息和数据,建立城市地理信息系统下的各级子系统(如房产、交通、管线、环境),从而为政府部门规划与决策提供及时详尽的资料(信息)。利用G P S与G I S的集成,可以测量区域的面积或者路径的长度。该过程相当于用数字化仪录入数据,采集多边形边界或路径的顶点坐标,并将数据通过G I S进行记录,计算相关面积或长度,这种技术应用于城市规划、土地管
18、理中,能大大地提高工作效率。4结束语虽然“3 S”技术因其发展时间较短、涉及的技术含量高、投入成本大等原因其应用价值远未发掘,但随着我国经济水平的不断发展,工业化和城镇化水平的提高是必然趋势,由此引起的大量人口和物资向城市不断流入,机动车数量倍增,交通、基础设施、居民生活等诸多问题给城市可持续发展带来巨大挑战。要控制和解决这些问题,必须随时获取城市地理空间信息,及时做出必要反馈和调整,从而提高城市管理水平并加快城市建设速度,这些必将促进城市规划设计及管理方式向数字化、信息化、自动化方向快速发展。而“3 S”技术在这种需求的牵引下,并依托计算机技术、现代通讯技术(包括I n t e r n e t)的不断进步,也正呈飞速发展的态势,它们必将在未来城市规划建设并最终建立“数字城市”的过程中发挥更加重要的作用。参考文献1 郭华东对地观测技术与可持续发展 M 北京科学出版社2 0 0 12李德仁地球空间信息科学的兴起与发展 J 城市勘测1 9 9 9(1)!(上接第1 5页)建筑与规划理论1 7