信息技术在城乡规划中的应用.pptx

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1、一、信息技术的基本知识一、信息技术的基本知识二、计算机辅助设计技术二、计算机辅助设计技术三、地理信息系统三、地理信息系统四、遥感技术四、遥感技术五、城乡规划管理信息化五、城乡规划管理信息化第四章第四章 信息技术在城乡规划中的应用信息技术在城乡规划中的应用第1页/共31页 一、信息技术的基本知识一、信息技术的基本知识（一）信息技术的主要构成（一）信息技术的主要构成（二）信息技术在城乡规划中的应用（二）信息技术在城乡规划中的应用一、信息技术的基本知识一、信息技术的基本知识第2页/共31页 （一）信息技术的主要构成（一）信息技术的主要构成 信息技术，是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它

2、主要是应用计算机科学和信息技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术。主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。（一）信息技术的主要构成（一）信息技术的主要构成第3页/共31页 （二）信息技术在城乡规划中的应用（二）信息技术在城乡规划中的应用 （1）计算机辅助设计、辅助绘图；（2）利用遥感信息调查土地使用、建筑类型，调查水体、大气环境质量，调查固体废弃物、道路交通等；（3）以数学方法为基础，利用计算分析、预测，模拟城市交通；（4）有关社会、经济问题的统计、预测、评价等定量分析；（5）城市建筑申请、审批日常业务的办公自动化；（6）建设城乡规划综合数据库、为规划的有关

3、机构、相关部门提供信息，向社会公布发布信息。（二）信息技术在城乡规划中的应用（二）信息技术在城乡规划中的应用第4页/共31页 二、计算机辅助设计技术二、计算机辅助设计技术 （一）计算机辅助设计技术（一）计算机辅助设计技术 （二）计算机辅助设计技术在城乡规划中的应用（二）计算机辅助设计技术在城乡规划中的应用二、计算机辅助设计技术二、计算机辅助设计技术第5页/共31页 （一）计算机辅助设计技术（一）计算机辅助设计技术 计算机辅助技术，利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等多项工作。CAD能够减轻设计人员的劳动

4、强度，缩短设计周期和提高设计质量。CAD技术主要应用于图形输入、编辑、打印、数据储存；建立三维模型，生成透视图、渲染图；图形、图像、文字的综合编辑以及计算机动画与景观仿真。（一）计算机辅助设计技术（一）计算机辅助设计技术第6页/共31页 （二）计算机辅助设计技术在城乡规划中的应用（二）计算机辅助设计技术在城乡规划中的应用 快速修改设计文件；精确、详细的设计成果；减少差错和疏漏；直观、丰富的表达成果；分散分工、协同设计；便于资料保存、查询、积累、发布以及突破传统设计上的某些局限等诸多方面。（二）计算机辅助设计技术在城乡规划中的应用（二）计算机辅助设计技术在城乡规划中的应用第7页/共31页 三、地

5、理信息系统三、地理信息系统（一）地理信息系统的基本构成（一）地理信息系统的基本构成（二）数据储存与管理（二）数据储存与管理（三）数据来源与输入（三）数据来源与输入（四）空间数据的转换与维护（四）空间数据的转换与维护（五）地理信息的查询分析与表达（五）地理信息的查询分析与表达（六）地理信息系统在城乡规划中的应用（六）地理信息系统在城乡规划中的应用三、地理信息系统三、地理信息系统第8页/共31页 （一）地理信息系统的基本构成（一）地理信息系统的基本构成（一）地理信息系统的基本构成（一）地理信息系统的基本构成 1.1.1.1.地理信息地理信息地理信息地理信息 地理信息是指与空间地理分布有关的信息，表

6、示地表物体和环境固有地理信息是指与空间地理分布有关的信息，表示地表物体和环境固有的数据、质量、分布特征，联系和规律的数字、文字、图形、图像等总的数据、质量、分布特征，联系和规律的数字、文字、图形、图像等总称。称。2.2.2.2.地理信息的特征地理信息的特征地理信息的特征地理信息的特征 地理信息处理具备信息的一般特性（可识别性、可存储性、可扩充性、地理信息处理具备信息的一般特性（可识别性、可存储性、可扩充性、可压缩性、可传递性、可转换性、特定范围有效性）外，还具备以下的可压缩性、可传递性、可转换性、特定范围有效性）外，还具备以下的独特特征：独特特征：（1 1）区域性。）区域性。（2 2）多维性。

7、）多维性。（3 3）动态性。）动态性。（一）地理信息系统（一）地理信息系统（GISGIS）的基本构成）的基本构成第9页/共31页 3.3.3.3.地理信息系统的定义地理信息系统的定义地理信息系统的定义地理信息系统的定义 地理信息系统（地理信息系统（Geographic Information SystemGeographic Information System），简称为），简称为GISGIS，有时又称为有时又称为“地学信息系统地学信息系统”或或“资源与环境信息系统资源与环境信息系统”。它是一种特。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，进定的十分重要的空间信息系

8、统。它是在计算机硬、软件系统支持下，进行采集、存储、管理、分析、显示和描述整个或部分地球表面（包括大行采集、存储、管理、分析、显示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。气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。4.4.地理信息系统的分类地理信息系统的分类 GIS按研究的范围大小可分为全球性的、区域性的和局部性的；按研究内容的不同可分为综合性和专题性的。（一）地理信息系统（一）地理信息系统（GISGIS）的基本构成）的基本构成第10页/共31页 5.5.5.5.地理信息系统的构成地理信息系统的构成地理信息系统的构成地理信息系统的构成 分为四

9、个子系统：计算机硬件和系统软件；数据库系统；数据库管理分为四个子系统：计算机硬件和系统软件；数据库系统；数据库管理系统；应用人员和组织机构。系统；应用人员和组织机构。6.6.6.6.地理信息系统的应用地理信息系统的应用地理信息系统的应用地理信息系统的应用 （1 1）信息组织与管理；）信息组织与管理；（2 2）规划与设计；）规划与设计；（3 3）统计与量算；）统计与量算；（4 4）预测与预报；）预测与预报；（5 5）对策与决策；）对策与决策；（6 6）分析与评价。）分析与评价。（一）地理信息系统（一）地理信息系统（GISGIS）的基本构成）的基本构成第11页/共31页 7.7.信息系统与信息系统

10、与信息系统与信息系统与CADCADCADCAD的区别与联系的区别与联系的区别与联系的区别与联系 GISGIS与一般事务数据库的主要区别在于与一般事务数据库的主要区别在于GISGIS处理空间数据，除了处理空间数据，除了般数般数据库的字母数字数据库外，还有图形数据库，而且要共同管理、分析和据库的字母数字数据库外，还有图形数据库，而且要共同管理、分析和使用图形数据和属性数据。所以，使用图形数据和属性数据。所以，GISGIS在硬件和软件方面均比一般事务数在硬件和软件方面均比一般事务数据库更加复杂，但在功能上也比后者大的多。据库更加复杂，但在功能上也比后者大的多。计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)(

11、CAD)是计算机技术用于机械、建筑、工程、产品设计是计算机技术用于机械、建筑、工程、产品设计和工业制造的产品，它主要用于绘制应用范围广泛的技术图形。和工业制造的产品，它主要用于绘制应用范围广泛的技术图形。GIS GIS与与CADCAD系统的共同特点是二者都有参考系统，都能描述图形数据系统的共同特点是二者都有参考系统，都能描述图形数据的拓扑关系，也都能处理非图形属性数据。但是二者还是有较明显的差的拓扑关系，也都能处理非图形属性数据。但是二者还是有较明显的差异，简单来说，异，简单来说，GISGIS在于程设计方面的功能薄弱，而在于程设计方面的功能薄弱，而CADCAD不适合空间查询、不适合空间查询、空

12、间分析。空间分析。（一）地理信息系统（一）地理信息系统（GISGIS）的基本构成）的基本构成第12页/共31页 （二）数据储存与管理（二）数据储存与管理 1.1.属性数据的存储与管理属性数据的存储与管理 数据存储与数据库管理涉及地理元素（表示地表物体的点、线、面）的位置、连接关系及属性数据如何构造和组织等。目前，最典型、最常用的储存、管理属性数据的技术是采用关系模型的数据库。除关系型数据库外，常用的数据模型还有层次型、网络型。2.GIS2.GIS的内部数据结构的内部数据结构 （1）空间数据的栅格模型 （2）空间数据的矢量模型 （3）矢量模型的拓扑结构 在矢量和栅格模型之间选择时应根据实际应用对

13、象的特点来决定。一般来说，大范围小比例的自然资源、环境、农业、林业、地质等区域问题的研究，城市总体规划阶段的战略性布局研究栅格模型比较合适。城市的分区或详细规划、土地管理、公用事业管理方面的应用，矢量模型比较适合。也可以把两种模型混合起来使用。（二）数据储存与管理（二）数据储存与管理第13页/共31页 （三）数据来源与输入（三）数据来源与输入 1.1.信息来源信息来源 地理信息系统将信息分成空间信息和属性信息两大类。信息的获取途径：野外实地测量；摄影测量与遥感；现场专题考察与调查；社会调查与统计和利用已有资料。2.2.数据输入数据输入 数据输入：将系统外部的原始数据（多种来源、多种形式的信息）

14、传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为便于系统处理的内部格式的过程。（三）数据来源与输入（三）数据来源与输入第14页/共31页 3.3.数据质量数据质量 （1）数据质量的含义 地理信息系统中的数据是对现实世界的抽象和表达。由于现实世界的无限复杂性和模糊性，以及人类认识和表达能力的局限性，这种抽象和表达总不可能完全达到真实值，而只能在一定程度上接近真实值，因此误差总是客观存在的。除软件、硬件的质量，计算方法上的问题，以及输入操作的差错会带来误差外，数据自身的质量往往是影响应用的重要原因，归纳起来有位置精度、属性精度、逻辑上的一致性、完整性及人为因素等质量问题。（三）数据来源与输入（三）数据

15、来源与输入第15页/共31页（2）数据质量的内容 1）数据情况说明，指对数据说明的全面性和准确性；2）位置精度，指实体的坐标数据与实体真实位置间的接近程度；3）属性精度，指实体的属性值与真值相符的程度；4）逻辑一致性，指数据关系上的可靠性；5）数据完整性，指地理数据在范围、内容及结构等方面覆盖所有要求的完整程度；6）时间精度，主要指数据的现势性。（三）数据来源与输入（三）数据来源与输入第16页/共31页 （3）数据质量控制 两种不确定性，一种是随机不确定性，一种模糊不确定性。在实际应用中必须注意运用理论研究成果来指导工作，从两种不确定性入手，以定位精度、属性精度、逻辑一致性、数据完整性等多方面

16、对数据进行全面检核。（三）数据来源与输入（三）数据来源与输入第17页/共31页 （四）空间数据的转换与维护（四）空间数据的转换与维护 1.1.空间数据库建构工作空间数据库建构工作 （1）确定系统目标；（2）数据库设计；（3）收集整理资料；（4）数据输入编辑；（5）符号设置；（6）数据入库。2.2.栅格与矢量数据的相互转换栅格与矢量数据的相互转换 （1）栅格数据向矢量数据的转换 由栅格数据可以转换为3种不同的矢量数据，分为点状、线状和面状的矢量数据。（2）矢量数据向栅格数据的转换（四）空间数据的转换与维护（四）空间数据的转换与维护第18页/共31页 3.3.不同软件平台的数据转换不同软件平台的数

17、据转换 主要包括不同GIS软件产品之间，不同数据库软件产品之间以及计算机辅助设计软件平台、地理信息系统软件平台、遥感影像处理软件平台之间的数据转换。4.4.坐标转换坐标转换 主要有平移、缩放、旋转、投影变换。此处还有地图的手工编辑、空间与属性数据连接及三维表面模型的生成与转换。（四）空间数据的转换与维护（四）空间数据的转换与维护第19页/共31页 （五）地理信息的查询分析与表达（五）地理信息的查询分析与表达（1）地理信息的表达方式：有专题地图和统计报表。（2）空间查询与属性查询 1）地理空间信息查询的一般问题：2）查询方式：查询条件、查询类型、查询结果。（3）几何量算 可方便地计算长度、周长、

18、面积及设计填挖方等。（4）叠合 包括栅格与栅格的叠合和矢量与矢量的叠合。（5）空间分析 1）意义；2）目标；3）出发点；4）方法：包括邻近分析、网络分析、网格分析、叠加分析、点面分析、路径分析以及比较分析等。（五）地理信息的查询分析与表达（五）地理信息的查询分析与表达第20页/共31页 （六）地理信息系统在城乡规划中的应用（六）地理信息系统在城乡规划中的应用（1）Office GIS 与城市规划 1）规划审批手段电子化；2）标准化规划结果；3）提高设计结果入库速度（2）虚拟现实及多媒体网络技术与城市规划 1）规划方案比较；2）构建逼真城市环境；3）构建时态逼真城市；4）查询 及分析。（3）嵌入

19、式GIS与城市规划 嵌入式地理信息系统技术与移动通讯及无线互联网设备等集成，可快速提供与位置信息相关的信息服务。它具有动态性，移动性等特点。（4）GIS与遥感技术结合（5）其他应用：城市规划用地评价、快速城市规划专题图的制作等。（6）区域城市规划、城乡规划及GIS技术（7）问题与展望：GIS技术本身已相当实用，但是它在国内规划行业中的应用还不够普及，还未达到城市规划更深层次的内容。（六）地理信息系统（六）地理信息系统（GISGIS）在城乡规划中的应用）在城乡规划中的应用第21页/共31页 四、遥感技术四、遥感技术（一）遥感技术（一）遥感技术（RSRS）的要点）的要点（二）遥感技术在城乡规划中的

20、应用（二）遥感技术在城乡规划中的应用四、遥感技术四、遥感技术第22页/共31页 （一）遥感技术要点（一）遥感技术要点 1.1.遥感信息及图像解译遥感信息及图像解译 遥感是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料，并从中获取信息，经记录、传送、分析和判读来识别地物。通常把整个接受、记录、传输、处理和分析判释的全过程统称遥感技术，包括遥感的技术手段和应用。遥感技术是建立在物体电磁波辐射理论基础上的。2.2.遥感平台及传感器遥感平台及传感器 遥感平台指能装载各种遥感仪器，从一定高度或距离进行遥感作业的运载工具；传感器指接受地面物体电磁辐射的仪器，它们两者构成遥感技术系统的空中

21、部分。遥感平台的高度与传感器性能决定了获得影像的解像力。（一）遥感技术要点（一）遥感技术要点第23页/共31页 3.3.系统的组成系统的组成（1）信息源：信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。（2）信息获取：信息获取是指运用遥感技术装备接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。（3）信息处理：是指运用光学仪器和计算机设备多所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。（4）信息应用：军事、地质矿产勘探、自然资源调查、地图测绘、环境监测以及城市建设和管理等。（一）遥感技术要点（一）遥感技术要点第24页/共31页 4.4.遥感的类型遥感的类型u 根据工作平台层面区分：地面遥感、航空遥感（气球、飞

22、机）、航天遥感（人造卫星、飞船）；u 根据工作波段层面区分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感；u 根据传感器类型层面区分：主动遥感（微波雷达）、被动遥感（航空航天、卫星）。5.5.遥感技术的特点遥感技术的特点 探测范围广、采集数据快；能动态反映地面事物的变化；获取的数据具有综合性。（一）遥感技术要点（一）遥感技术要点第25页/共31页 6.6.遥感图像的种类遥感图像的种类（1）航空遥感图像的种类航空遥感以摄影图像为主，主要图像类型有：普通黑白摄影、彩色红外摄影、黑白红外摄影等。（2）航天遥感图像的种类 主要有多光谱扫描仪图像、专题制图仪图像、高分辨率可见光扫描仪图像。7.7

23、.城市遥感图像解译基础城市遥感图像解译基础 植被；水体；道路；建筑物。（一）遥感技术要点（一）遥感技术要点第26页/共31页 （二）遥感技术在城乡规划中的应用（二）遥感技术在城乡规划中的应用（二）遥感技术在城乡规划中的应用（二）遥感技术在城乡规划中的应用 1.1.城乡人口遥感估算城乡人口遥感估算 2.2.城市道路交通调查城市道路交通调查 3.3.城市土地使用及其变化的遥感分析城市土地使用及其变化的遥感分析 4.4.城市环境的遥感监测城市环境的遥感监测（二）遥感技术在城乡规划中的应用（二）遥感技术在城乡规划中的应用第27页/共31页 五、城乡规划管理信息化五、城乡规划管理信息化（一）城乡规划信息

24、化管理的现状与发展（一）城乡规划信息化管理的现状与发展（二）（二）城乡规划信息化管理的应用城乡规划信息化管理的应用五、城乡规划管理信息化五、城乡规划管理信息化第28页/共31页 （一）城乡信息化管理的现状与发展（一）城乡信息化管理的现状与发展 1.1.现状现状 20世纪80年代末以来，城乡规划管理、设计和监督部门在国内最先引入地理信息系统、计算机辅助系统、全球定位等先进信息化技术，构建出基于上述多种技术的城市空间基础设施系统、城市规划管理系统、城市规划设计系统等实用化业务运行系统，率先全面实现了城市规划设计、审批管理、实施监督等主要环节人际互动作用的信息化工作方式变革。2.2.发展发展 （1）技术应用法制化；（2）技术应用数量化；（3）技术应用实时化；（4）技术应用集成化；（5）基础数据共享化；（6）大力推进标准化。（一）城乡信息化管理的现状与发展（一）城乡信息化管理的现状与发展第29页/共31页（二）城乡规划信息化管理的应用（二）城乡规划信息化管理的应用 （二）城乡规划信息化管理的应用（二）城乡规划信息化管理的应用 1.业务审批管理 2.维护系统 提供一系列可视化工具实现对系统的日常维护、配置和修改。第30页/共31页谢谢您的观看！第31页/共31页