GIS在城市规划中的三维应用学习课程

1、一一 相关简介相关简介 GISGeographic Information System，地理信息系统。 GIS可应用于城市规划领域的各个方面，从设计到管理，从前期资料收集整理到成果出图，从小范围的详细规划到大的区域规划，从综合性的总体规划到专项规划，从项目选址到可持续发展战略制定。 不同领域不同的阶段又有不同的应用重点，如在规划管理部门主要应用GIS空间数据库功能，以查询显示为主。而在设计部门则要用到GIS的空间分析功能，其在GIS空间数据库的基础上加入规划专业分析模块。 总之GIS引入城市规划领域，可以提高规划工作的效率，改善规划成果的准确性和合理性，同时能监控城市发展状况及时调整制定城市

2、发展战略。 第1页/共71页第一页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。二二 相关软件与教程相关软件与教程 应用软件：ArcGIS 9.0 (目前最新版本9.2） Auto Cad 2004（提供加载数据、信息源） Photo Shop 7.0（数据模型后期处理） 参考教程：ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程 作者：汤国安 杨晰 第2页/共71页第二页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。三三 技术应用框架技术应用框架ArcGIS3D模型分析ArcMapArcScene山体高程缓冲区生成算法分析山体坡度山体坡向土地开发强度评价用地建设条件评价3D模型分析山体鸟瞰山体立面天际轮廓线第3页/共7

3、1页第三页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。四四 具体实例分析具体实例分析 一、3D模型分析 1、用3D Analyst命令做现状山体分析 以新余仰天岗地区生态建设总体规划为例。选取等高线间差为5米/根，通过CAD对现状等高线进行整合梳理，使之闭合、标高完整，生成单一图层的dwg文件。 也可以采用选取高程点的办法，进行山体分析。第4页/共71页第四页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第5页/共71页第五页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第6页/共71页第六页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第7页/共71页第七页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第8页/共71页第八页，编辑于星期五

4、：二十一点 二十四分。第9页/共71页第九页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。 小结： 利用GIS绘制的“地形分析图”，并结合更直观的由数字高程模型建立的三维透视图，地形的分析变得很容易。地势分析图以地面的高度为基准，用不同的色调表示不同的高度，如深色调代表较大的高度地带，而浅色调则代表较小的高度地带。由地形分析图，我们可对整个地区有一个整体的直观的印象。 第10页/共71页第十页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。 2、在生成山体模型TIN文件的基础上进行山体坡度分析第11页/共71页第十一页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第12页/共71页第十二页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。

5、第13页/共71页第十三页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。 小结： 坡度分析图的价值在于它能为某一地区不同坡度的土地利用方式提供决策依据。 例如，对于居住用地来说，其分析步骤应如下进行： 01斜坡，太平坦不利于排水； 15斜坡，理想的地形条件，只需要最小程度的挖方； 510%斜坡，需要一定的工程量； 1015%斜坡，住宅单元需呈错层状，并与等高线相平行，以减少挖填土方量，同时还需建造挡土墙； 大于15%的斜坡，住宅需采用特殊的建筑方式进行修建，如支撑式工程。可以结合实际情况，根据不同的地形坡度、坡向采取不同的建筑形式，针对坡度较大的地区，可采取错层、跌落、掉层、吊脚等形式。 第14页/共7

6、1页第十四页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。 3、在生成山体模型TIN文件的基础上进行山体坡向分析第15页/共71页第十五页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第16页/共71页第十六页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第17页/共71页第十七页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。 小结： 将坡度的朝向分为平坦、东、西、南、北或平坦、东、西、南、北、东北、西北、东南、西南等不同的等级。 坡向影响到建筑的通风、采光。 第18页/共71页第十八页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。四四 具体实例分析具体实例分析 二、利用ArcScene做山体立面、山体鸟瞰、山体天际轮廓线 打开ArcScen

7、e，利用上面相同的3D Analyst命令，对山体进行三维模型生成，同时赋予山体阴影、色彩，添加建筑，经过Photo Shop处理，完成其写实逼真效果。以连云港中山东路片区山体、新余仰天岗地区山体为例。第19页/共71页第十九页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。鸟瞰图第20页/共71页第二十页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。山体立面图第21页/共71页第二十一页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。鸟瞰图一第22页/共71页第二十二页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。鸟瞰图二第23页/共71页第二十三页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。仰岗西大道北立面仰岗西大道东立面第24页/共71页

8、第二十四页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。地块断面图第25页/共71页第二十五页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。山体与建筑关系图第26页/共71页第二十六页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。山体与建筑关系立面效果图第27页/共71页第二十七页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。v山体与建筑关系鸟瞰图绿化通廊通廊山体山体第28页/共71页第二十八页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。 小结： 利用GIS三维模拟技术可以很快、很方便的生成三维立体透视图，起到沙盘模型的作用，供人们从各种不同的角度观察地形的起伏变化。可以将其它信息如道路、河流、建筑物等在同一画面上显示出来，以便于立体直观的

9、分析建筑物与地形、山体、河流之间等是否和谐，各建筑物之间是否和谐等。 第29页/共71页第二十九页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。四四 具体实例分析具体实例分析 三、利用缓冲区生成算法做现状建设用地评价图 以新余仰天岗地区生态建设总体规划为例。选取现状主要水系、主要道路、中心城区以及高速公路下口作为优势评价因子,选取现状工业用地、军事用地、高速公路以及铁路作为劣势评价因子，逐一对本次规划范围进行直线距离辐射分析。通过对每个单项分级赋值，乘以权重系数，计算得出结果。 在遵守服务区位、交通区位、环境区位以及安全区位等原则下，结合现状山体坡度在20度以下、高程在100米以下的平缓用地，得出本次规

10、划范围的现状用地建设综合评价图。第30页/共71页第三十页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第31页/共71页第三十一页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第32页/共71页第三十二页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第33页/共71页第三十三页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第34页/共71页第三十四页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第35页/共71页第三十五页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第36页/共71页第三十六页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。 叠加与计算： 逐一对每个要素进行直线距离分析（Spatial Analyst)，然后对其进行二次分级(Reclassif

11、y)，并对每个等级进行附值和权重系数，再将分级附值后的结果进行叠加运算(Raster Calculator)，从而得出计算结果。第37页/共71页第三十七页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第38页/共71页第三十八页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第39页/共71页第三十九页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第40页/共71页第四十页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第41页/共71页第四十一页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。 结论： 以上是利用GISGIS技术在总规层面上的缓冲区生成算法分析运用，出发点在于通过对现状的一系列因素的选定：主要偏重于自然的地形、地势、地貌以及水系

12、、山体等自然资源和主要的交通因素等，来完成对现状用地建设条件的评价。 对于控制性详细规划层面而言，特别是新城区的控规，利用GISGIS技术进行缓冲区生成计算分析时，多选取现状城市建设用地以及现状道路作为评价因素。以淮北市新城区控制性详细规划为例，选取规划范围内现状公共服务设施用地、公共绿地、中小学用地、主要干道以及工业用地、铁路作为评价因子。第42页/共71页第四十二页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第43页/共71页第四十三页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第44页/共71页第四十四页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第45页/共71页第四十五页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。

13、第46页/共71页第四十六页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第47页/共71页第四十七页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第48页/共71页第四十八页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第49页/共71页第四十九页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第50页/共71页第五十页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第51页/共71页第五十一页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。四四 具体实例分析具体实例分析 四、利用缓冲区生成算法做土地开发强度评价图 要求分析过程数据准确、论证有据。尤其是对辐射半径（服务半径）的级别的划定以及权重系数的推敲选定。 从而引导地块土地开发强度的评价，以及容积率的

14、赋值。 以闽北产业集中区童游组团控制性详细规划为例。第52页/共71页第五十二页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。开发强度分区模型 童游组团的开发强度分区模型分为基准模型、修正模型和扩展模型。 基准模型是以每个街坊的服务区位、交通区位和环境区位作为基本影响要素，建立不同地区开发强度的地域分布特征，基准模型反映开发强度分布的普遍性和整体性，满足普通适用原则。 修正模型是在基准模型基础上，根据童游组团发展的特点，考虑童游组团的特殊要求，生态环境要求、景观要求、安全控制要求等等，对基准模型进行局部修正，修正模型体现开发强度分布的特殊性和局部性，满足个体适用原则。 扩展模型是在修正模型基础上，依据控

15、制性详细规划确定的用地性质，对住宅用地的各强度区按适当的容积率进行计算，得到童游组团的住宅建筑总量及其分布情况。第53页/共71页第五十三页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。1、基准模型 影响区位的主要因素一个是经济因子，另一个就是可达性因子。集聚经济因子一般是开发商选择土地开发最优区位的一个十分重要的因子。集聚经济对开发商所体现出来的利益即是规模经济效益。可达性因子是根据交通距离、时间、费用等来衡量不同地区到达一个地点便捷程度的指标。环境因子的设定主要是为了满足人的生理和心理需求。第54页/共71页第五十四页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。（1）服务区位服务区位的界定 服务区位主要反映

16、大型公共服务设施的聚集对不同地区用地开发强度的影响。在童游组团的用地规划中，有一个行政中心、两个商业中心、一个文化娱乐中心、一个体育中心。行政中心对住宅的影响可表现为缩短日常往返于住所与工作地点之间的出行距离，从而降低时间和费用成本。商业中心密集的商业设施可为周边地区的居民及其他活动的人群提供日常生活所必须的方便、周到、完善、有多样选择的各项服务而具有较强的吸引力。文化娱乐中心则可便捷的为居民提供文化、休闲活动的设施，丰富居民日常文化生活。体育中心可为周边居民提供丰富便捷的体育休闲设施。各种中心的设置对其它用地开发强度的影响程度根据其经营内容而有不同的影响力。计算服务区位是以控制性详细规划所确

17、定的各类中心为依据。第55页/共71页第五十五页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。服务区位的赋值： 借助GIS，对规划期内所有街坊的服务区位属性按一定的标准进行赋值，最终分成0、1、2、3、4、5、六个等级，0级表示该地区不受服务区位的影响，1级表示服务区位很差，2级表示服务区位较差、3级表示服务区位一般，4级表示服务区位较好，5级表示服务区位较好。在形成服务区位分级体系之前，首先完成如下分项的分级体系赋值：第56页/共71页第五十六页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。等级说明赋值结果权重服务区位行政中心距行政中心用地边界200米范围内51.0距行政中心用地边界500米范围内4距行政中心用

18、地边界1000米范围内3距行政中心用地边界2000米范围内2其余地区1商业文化中心距商业中心用地边界100米范围内40.6距商业中心用地边界400米范围内3距商业中心用地边界700米范围内2距商业中心用地边界1000米范围内1其余地区0体育中心距体育中心用地边界100米范围内40.4距体育中心用地边界400米范围内3距体育中心用地边界700米范围内2距体育中心用地边界1000米范围内1其余地区0第57页/共71页第五十七页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。（2）交通区位 交通区位的界定 交通区位主要由城市对外交通、各级城市道路等构成，其中城市主次干道对高强度开发所产生的大量交通有较强的疏解作

19、用。不同的交通条件承载力有一定的差别。 城市道路按着规划分为高速公路、主干道、次干道、支路四类。其中主干道的可达性最好，次要道路其次。交通区位的赋值 借助GIS，对规划期内所有街坊的交通区位属性按一定标准进行赋值，最终分为0、1、2、3、4、5、六个等级，0级表示该地区不受交通区位的影响，1级表示交通区位很差，2级表示交通区位较差、3级表示交通区位一般，4级表示交通区位较好，5级表示交通区位较好。在形成服务区位分级体系之前，首先完成如下分项的分级体系赋值：第58页/共71页第五十八页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。等级说明赋值结果权重交通区位主干道距主干道100米范围内41.0距主干道40

20、0米范围内3距主干道7000米范围内2距主干道1000米范围内1其余地区0 高 速 公 路 下 口距高速公路下口200米范围内50.5距高速公路下口500米范围内4距高速公路下口100米范围内3距高速公路下口2000米范围内2其余地区1第59页/共71页第五十九页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。（3）环境区位 环境区位的界定： 公共绿地、水系对开发强度尤其是居住用地的开发强度具有比较强烈的距离衰减效应，直接面临公共绿地、水系的建筑因能享受美好的景观和清新的空气往往更受大众的喜好，从而导致土地价值和开发强度的升高，且随着生活水平的提高，其影响的程度会愈加明显。另外工业用地对居住用地的开发强度

21、也有着一定的影响。 童游组团中最具有景观效益的主要指以童子山和林后水库周边绿地规划的两个城市公园，以及崇阳溪。环境区位的赋值： 借助GIS，对规划期内所有街坊的环境区位属性按一定标准进行赋值，最终分为0、1、2、3、4、5、六个等级，0级表示该地区不受环境区位的影响，1级表示环境区位很差，2级表示环境区位较差、3级表示环境区位一般，4级表示环境区位较好，5级表示环境区位较好。而工业用地对各个街坊的影响正好相反。在形成服务区位分级体系之前，首先完成如下分项的分级体系赋值：第60页/共71页第六十页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。等级说明赋值结果权重环境区位绿地公园距绿地公园用地边界100米范

22、围内41.0距绿地公园用地边界400米范围内3距绿地公园用地边界7000米范围内2距绿地公园用地边界1000米范围内1其余地区0河流距河流两侧100米范围内40.8距河流两侧400米范围内3距河流两侧700米范围内2距河流两侧1000米范围内1其余地区0第61页/共71页第六十一页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。 根据南平市城市规划管理技术规定中有关新区容积率控制指标的规定，本次研究取商住用地的容积率的最大值为4.4，最小值为1.9；居住用地的容积率最大值为3.2，最小值为1.0， 综合叠加上述服务区位、环境区位、交通区位的分布图，得出童游主团开发强度基准模型如下：第62页/共71页第六十

23、二页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。第63页/共71页第六十三页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。2、修正模型 开发强度的修正模型考虑到基准模型所未涉及到的局部或特殊的影响因素，包括生态、安全等原则，对基准模型进行逐项局部修正或替代，是模型体现多项因素，从而更为具体、合理。（1）生态原则 考虑东侧工业用地对居住开发的影响，对工业用地区位条件进行如下赋值。范围说明赋值结果1.0工业距工业用地边界100米范围内-3距工业用地边界200米范围内-2距工业用地边界500米范围内-1其余地区0第64页/共71页第六十四页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。（2）美学原则 为形成崇阳溪优美通透、舒适宜人的景观，要求适当控制河流两侧的建筑高度和密度，加强滨河景观对纵深腹地的渗透作用。强度修正对象为这些河道两侧各100米范围以内的街坊进行修正。范围说明赋值结果1.0河流两侧距河流两侧100米范围内-3其余地区0第65页/共71页第六十五页，编辑于星期五：二十一点 二十四分。（2）安全原则 为保证城市各项活动安全进行，避免建筑相互干扰，以及保障使用者的安全健康，对部分区域开发强度进行修正； 高压走廊：高压线对沿线建筑有一定的辐射影响，需设置一定宽度的绿化隔离带，沿线建筑的密度、高度也不宜过高。 高速公路