GIS与城乡规划.ppt

GIS与城乡规划1 1.一、一、GIS GIS 技术在城乡规划中的应用是技术在城乡规划中的应用是大势所趋大势所趋 随着我国经济建设的快速发展，城市化速度大大加快，随着我国经济建设的快速发展，城市化速度大大加快，但是城乡规划的现状并不令人满意。在城市基础设施建设中，但是城乡规划的现状并不令人满意。在城市基础设施建设中，如市政管线，事故时有发生；城市交通、土地、水资源、能如市政管线，事故时有发生；城市交通、土地、水资源、能源、灾害管理和决策的水平急需改善和提高。源、灾害管理和决策的水平急需改善和提高。80 80 年代末、年代末、90 90 年代初，年代初，GIS GIS 在我国的应用进入了城市。如今，在城市规划在我国的应用进入了城市。如今，在城市规划领域，领域，GIS GIS 技术被用于城市规划的辅助设计、工程选址等工技术被用于城市规划的辅助设计、工程选址等工作，以及城市管理的规划控制、辅助决策等工作。作，以及城市管理的规划控制、辅助决策等工作。2 2.1.1.1.1.传统的数据模型对城乡规划支持的不足传统的数据模型对城乡规划支持的不足传统的数据模型对城乡规划支持的不足传统的数据模型对城乡规划支持的不足 在在GIS GIS 技术应用到城市规划领域之前，技术应用到城市规划领域之前，CAD CAD 软件软件(计算机计算机辅助设计辅助设计)一直是城乡规划设计人员的主要工具。一直是城乡规划设计人员的主要工具。CAD CAD 的数的数据模型起源于六七十年代，通过点、线、面将地理数据存储据模型起源于六七十年代，通过点、线、面将地理数据存储在二进制格式的文件中。由于在二进制格式的文件中。由于CAD CAD 数据模型缺乏对属性数据数据模型缺乏对属性数据的支持，且空间数据不是存储在数据库中，所以在数据分析、的支持，且空间数据不是存储在数据库中，所以在数据分析、数据量化统计、查询等方面给城市规划设计和管理人员带来数据量化统计、查询等方面给城市规划设计和管理人员带来了一定的困难。了一定的困难。3 3.2.GIS 2.GIS 数据模型在城市规划中的占有主导优势数据模型在城市规划中的占有主导优势 相对于传统的数据建模技术，相对于传统的数据建模技术，GIS GIS 技术能把现实世界中对技术能把现实世界中对象的空间位置和相关属性有机地结合起来，满足用户对空间信象的空间位置和相关属性有机地结合起来，满足用户对空间信息管理的要求，并借助其特有的空间分析功能和可视化表达，息管理的要求，并借助其特有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。进行各种辅助决策。利用利用GIS GIS 的建模技术，可以存储海量的基础数据；可以实现的建模技术，可以存储海量的基础数据；可以实现信息的快速、动态查询与统计分析；可以对各种规划方案与成信息的快速、动态查询与统计分析；可以对各种规划方案与成果进行定量分析、模拟及预测，促进规划决策的科学性，提高果进行定量分析、模拟及预测，促进规划决策的科学性，提高规划设计与管理工作的质量与效率。规划设计与管理工作的质量与效率。4 4.城乡规划业务本身需要收集、处理、分析、展示大量的城乡规划业务本身需要收集、处理、分析、展示大量的与规划区地表空间位置相关的空间和属性信息，历史上就与与规划区地表空间位置相关的空间和属性信息，历史上就与信息系统和地图密不可分；因此，随着信息系统和地图密不可分；因此，随着GISGIS在在8080年代以来的年代以来的推广使用，推广使用，GISGIS也越来越多地应用到城乡规划领域，从政府也越来越多地应用到城乡规划领域，从政府规划管理向教学科研及规划设计扩散，特别是近规划管理向教学科研及规划设计扩散，特别是近1010年来，取年来，取得了很大的进展。得了很大的进展。5 5.GISGIS给城乡规划带来的主要优势有：给城乡规划带来的主要优势有：改善地图制作改善地图制作更有效地查询、检索更有效地查询、检索快速、广泛地获取相关信息，在更大领域探讨多种方案的可能快速、广泛地获取相关信息，在更大领域探讨多种方案的可能增强分析能力增强分析能力便于和公众、非专业人员交流、沟通便于和公众、非专业人员交流、沟通提高服务质量，缩短工作周期。提高服务质量，缩短工作周期。不仅弥补了传统数据的不足，而且增添了自己的特色。不仅弥补了传统数据的不足，而且增添了自己的特色。6 6.3 3.GIS.GIS在城乡规划是个在城乡规划是个“双面人双面人”GISGIS在城乡规划中的作用既是数据库，又是工具箱。在城乡规划中的作用既是数据库，又是工具箱。基于数据库的基于数据库的GISGIS可以存储空间数据、属性数据，通过可以存储空间数据、属性数据，通过空间关系模型将二者连接起来，高效率地存取数据、查询和空间关系模型将二者连接起来，高效率地存取数据、查询和制图。同时，还可以从数据库中抽取数据，输入到其他模型制图。同时，还可以从数据库中抽取数据，输入到其他模型或空间分析程序中，或者和其他专门调查获得的表状数据相或空间分析程序中，或者和其他专门调查获得的表状数据相结合，为决策服务。结合，为决策服务。将将GISGIS当作工具箱时，可使用地学信息处理功能，如空当作工具箱时，可使用地学信息处理功能，如空间插值、叠合、缓冲区和空间连接等。间插值、叠合、缓冲区和空间连接等。7 7.GISGIS在城乡在城乡规划中的作用规划中的作用作为数据库作为工具箱地图显示地图显示空间分析空间分析空间建模空间建模8 8.4.GIS4.GIS在城乡规划的主要用途在城乡规划的主要用途数据库管理、地图显示、空间分析、空间建模是数据库管理、地图显示、空间分析、空间建模是GISGIS在在城乡规划中的主要用途。城乡规划中的主要用途。在数据管理和地图显示方面，可用于土地使用、社会经在数据管理和地图显示方面，可用于土地使用、社会经济、环境、建设申请和审批、规划方案等资料的存储，通过济、环境、建设申请和审批、规划方案等资料的存储，通过对数据库的查询获取有用信息，用专题地图显示事物的空间对数据库的查询获取有用信息，用专题地图显示事物的空间分布状况；分布状况；在空间分析、空间模型方面主要用于统计、选址、实施在空间分析、空间模型方面主要用于统计、选址、实施地点寻找、土地适宜性评价、土地使用交通模型、环境影地点寻找、土地适宜性评价、土地使用交通模型、环境影响评价等，分析结果也往往用专题地图表达。响评价等，分析结果也往往用专题地图表达。9 9.1010.5.5.城乡规划过程城乡规划过程GIGIS S技术不仅可或缺技术不仅可或缺基础资料调查：调查整个城市、区域的土地使用状况及变化。基础资料调查：调查整个城市、区域的土地使用状况及变化。现状分析：利用地图叠合功能，将土地开发状况和土地适宜条现状分析：利用地图叠合功能，将土地开发状况和土地适宜条件相叠合，便于找出土地开发与环境要求不相适应的位置。件相叠合，便于找出土地开发与环境要求不相适应的位置。建模和预测：环境规划模型建模和预测：环境规划模型方案制定：寻找未来土地发展的合适空间方案制定：寻找未来土地发展的合适空间 方案选择：提供技术支持方案选择：提供技术支持 规划实施：对开发项目的环境影响进行评价规划实施：对开发项目的环境影响进行评价 规划评价：监督、反馈规划评价：监督、反馈1111.1212.二二.规划设计决策规划设计决策在规划设计过程中，在规划设计过程中，GIS GIS 最主要的应用是利用其空间数据管最主要的应用是利用其空间数据管理和展示功能及简单的空间分析理和展示功能及简单的空间分析(主要是叠加主要是叠加)对传统的前期辅助分对传统的前期辅助分析进行直观的图形表达，以作为规划的依据；有些又在此基础上析进行直观的图形表达，以作为规划的依据；有些又在此基础上加入了某些规划专业模块及扩展数据来源以增加分析的内容，提加入了某些规划专业模块及扩展数据来源以增加分析的内容，提高规划的合理性。高规划的合理性。1313.n n选址评价选址评价选址评价选址评价城市三维可视化城市三维可视化城市三维可视化城市三维可视化n nWEBGISWEBGIS的发展的发展的发展的发展规划指标统计、规划指标统计、规划指标统计、规划指标统计、数据分析数据分析数据分析数据分析n n用地适宜性评价用地适宜性评价用地适宜性评价用地适宜性评价讨论讨论5个应用方面个应用方面1414.新银行选址评价图新银行选址评价图1515.在城市规划设计的前期调研工作中，如果遇在城市规划设计的前期调研工作中，如果遇到地形复杂的规划地块，可以利用到地形复杂的规划地块，可以利用GIS GIS 的空间分的空间分析功能以及规划范围内的数字高程模型数据析功能以及规划范围内的数字高程模型数据(DEM)(DEM)对规划地块进行坡度分析、坡向分析、等对规划地块进行坡度分析、坡向分析、等高线分析、流域分析等，以作为用地适宜性评价高线分析、流域分析等，以作为用地适宜性评价的参考依据。利用各种空间分析可以确定坡度在的参考依据。利用各种空间分析可以确定坡度在某个区段的范围，计算出面积，进而结合坡向分某个区段的范围，计算出面积，进而结合坡向分析、等高线分析、流域分析为确定建设用地的范析、等高线分析、流域分析为确定建设用地的范围和布局提供依据。围和布局提供依据。GIS 在城乡规划中用地适宜性评价工作的应用1616.1717.GIS GIS 在规划指标统计、数据分析中的应用在规划指标统计、数据分析中的应用 做城市规划设计时，需要计算规划地块的开发强度、做城市规划设计时，需要计算规划地块的开发强度、建筑密度、建筑面积、绿化率、人口密度、容积率等规划指建筑密度、建筑面积、绿化率、人口密度、容积率等规划指标。按照常规方法，需要在标。按照常规方法，需要在CAD CAD 软件中用手工方法量取图形软件中用手工方法量取图形的面积，手工计算数量。这种方法效率低、费时间、错误率的面积，手工计算数量。这种方法效率低、费时间、错误率高，直接影响规划设计的质量。高，直接影响规划设计的质量。GIS GIS 技术将这种局面彻底改技术将这种局面彻底改观。它以数据库技术为支持，在建库时分层处理。也就是根观。它以数据库技术为支持，在建库时分层处理。也就是根据数据的性质分类，性质相同或相近的归并在一起，形成一据数据的性质分类，性质相同或相近的归并在一起，形成一个数据层。这样可以对图形数据及其属性数据进行分析和指个数据层。这样可以对图形数据及其属性数据进行分析和指标量算，在很大程度上减轻了规划设计人员的体力劳动。标量算，在很大程度上减轻了规划设计人员的体力劳动。1818.数据分析的应用数据分析的应用1919.在平面上设计和绘制规划图纸存在许多局限性，集中在在平面上设计和绘制规划图纸存在许多局限性，集中在以下几方面：不能给设计人员和用户提供真实、直观、富于以下几方面：不能给设计人员和用户提供真实、直观、富于真实感的场景，不利于规划方案的展示；设计方案可能存在真实感的场景，不利于规划方案的展示；设计方案可能存在着不易发现的设计缺陷，隐藏着规划风险；设计过程周期长、着不易发现的设计缺陷，隐藏着规划风险；设计过程周期长、效率低、资金高；由于规划设计专业性强，非专业人员和设效率低、资金高；由于规划设计专业性强，非专业人员和设计人员之间的沟通可能出现障碍，最终可能影响项目的实施；计人员之间的沟通可能出现障碍，最终可能影响项目的实施；在宣传规划方案的效果上还有待增强。在宣传规划方案的效果上还有待增强。GIS GIS 在城市三维可视化中的应用在城市三维可视化中的应用2020.利用三维利用三维GIS GIS 技术，规划设计人员和管理人员可以实时、技术，规划设计人员和管理人员可以实时、交互地观察不同方案在城市环境中的效果，可以从任意角度、交互地观察不同方案在城市环境中的效果，可以从任意角度、方向、沿任意路线对不同方案加以比较，从而为从空间角度方向、沿任意路线对不同方案加以比较，从而为从空间角度评价建筑提供了更加直接、有效的手段，而这些是以往的平评价建筑提供了更加直接、有效的手段，而这些是以往的平面图和建筑缩微模型所难以实现的。面图和建筑缩微模型所难以实现的。如果利用三维如果利用三维GIS GIS 技术，就可以对规划方案与山体之间技术，就可以对规划方案与山体之间的关系进行分析，对方案的高度、体量、外观以及与整个城的关系进行分析，对方案的高度、体量、外观以及与整个城市的空间关系进行分析，对地下不可见的管线进行可视化分市的空间关系进行分析，对地下不可见的管线进行可视化分析。同时，还可以将空间数据与属性数据结合到一起，规划析。同时，还可以将空间数据与属性数据结合到一起，规划管理人员可以很容易的查询虚拟城市中建筑物的相关信息，管理人员可以很容易的查询虚拟城市中建筑物的相关信息，结合对建筑物的空间分析，对方案的优劣进行评估，从而做结合对建筑物的空间分析，对方案的优劣进行评估，从而做出正确的判断和决策。出正确的判断和决策。2121.GIS GIS 的三维可视化技术，作为一种的三维可视化技术，作为一种“数字化的工作模型数字化的工作模型”，可以在城市，可以在城市设计的方案阶段应用。设计的方案阶段应用。使用使用 GIS GIS 软件的软件的3 3 维可视化技术，即时反映城市设计方案维可视化技术，即时反映城市设计方案2222.Web 3D GIS Based Java 3D(example 1)browser interface2323.webgis技术 Web Web技术和技术和GISGIS技术相结合，最为激动人心的产技术相结合，最为激动人心的产物就是物就是WebGIS(WebGIS(万维网地理信息系统万维网地理信息系统)。WebGISWebGIS，简言之，就是利用简言之，就是利用WebWeb技术来扩展和完善地理信技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。由于息系统的一项新技术。由于HTTPHTTP协议采用基于协议采用基于C/SC/S的请求的请求/应答机制，具有较强的用户交互能力，应答机制，具有较强的用户交互能力，可以传输并在浏览器上显示多媒体数据，而可以传输并在浏览器上显示多媒体数据，而GISGIS中中的信息主要是需要以图形、图像方式表现的空间的信息主要是需要以图形、图像方式表现的空间数据，用户通过交互操作，对空间数据进行查询数据，用户通过交互操作，对空间数据进行查询分析。这些特点，就使得人们完全可以利用分析。这些特点，就使得人们完全可以利用WebWeb来寻找他们所需要的空间数据，并且进行各种操来寻找他们所需要的空间数据，并且进行各种操作。作。2424.webGIS技术的发展2525.WEB GIS GeoSurf武汉大学吉奥公司研制2626.利用GeoSurf建立的成都地图出版社网站2727.利用GeoSurf建立的上海之窗网站 2828.结论结论综上所述，综上所述，GIS GIS 技术几乎可以应用到城乡设计与管理的技术几乎可以应用到城乡设计与管理的每一环节中，对提高规划设计的质量、规划管理的效率每一环节中，对提高规划设计的质量、规划管理的效率来说，作用是明显的。来说，作用是明显的。GIS GIS 在城乡规划设计与管理中将在城乡规划设计与管理中将有力地推动管理的严密性，决策的科学性，规划的合理有力地推动管理的严密性，决策的科学性，规划的合理性和设计的高质量、高效率；性和设计的高质量、高效率；GIS GIS 在城乡规划中的应用在城乡规划中的应用将不会仅仅局限在辅助管理上，将进一步对规划数据进将不会仅仅局限在辅助管理上，将进一步对规划数据进行综合分析，进行深层次的数据挖掘，进而对整个城乡行综合分析，进行深层次的数据挖掘，进而对整个城乡一体化发展的趋势做出预测和模拟，为决策者提供科学一体化发展的趋势做出预测和模拟，为决策者提供科学的依据，防止不良后果的发生。的依据，防止不良后果的发生。2929.结语结语 近近10 10 年来国外规划界和学术界对年来国外规划界和学术界对GIS GIS 的应用已由过去的的应用已由过去的盲目崇拜转向理性的思考：盲目崇拜转向理性的思考：GIS GIS 的确是能帮助规划的最好工的确是能帮助规划的最好工具，但它仅仅是一种工具，具，但它仅仅是一种工具，解决实际的规划问题更多地还是解决实际的规划问题更多地还是要靠规划人员的专业知识，再辅助要靠规划人员的专业知识，再辅助GIS GIS 提供的强大功能。在提供的强大功能。在技术日益发达的今天，技术日益发达的今天，GISGIS的成功应用需要规划师，的成功应用需要规划师，GISGIS专业专业人才，政府等各方面的大力协作，为规划提供更多适用的规人才，政府等各方面的大力协作，为规划提供更多适用的规范化的专业应用模块，尽快解决困扰范化的专业应用模块，尽快解决困扰GIS GIS 应用的组织问题。应用的组织问题。同时，数据共享已成为同时，数据共享已成为GIS GIS 应用中不可阻挡的趋势和解决数应用中不可阻挡的趋势和解决数据获取问题的最佳方法，在政府的大力支持下建立标准化的据获取问题的最佳方法，在政府的大力支持下建立标准化的统一的共享的城市综合信息数据库或城市知识系统成为未来统一的共享的城市综合信息数据库或城市知识系统成为未来的必然。的必然。3030.