城市规划测量中3S技术的应用初探

1、城市规划测量中3S技术的应用初探摘要：进入2l世纪，科学技术在改变世界面貌和人类生活中发挥着巨大的作用，空间技术已潜移默化地应用在日常生活和社会实践中。地理信息系统、遥感技术和全球卫星定位系统在各种领域中扮演越来越重要的角色。目前，数字城市业已成为知识时代的城市形象工程，3S技术的迅速发展，在数据采集、存储模式、处理方法等方面不断提供新的手段，成为数字地球、数字城市的核心技术支撑，推动城市规划技术应用不断向更高层次发展。关键词：3S技术；城市规划；测量中图分类号：TU98文献标识码：A1 前言城市化和城市扩张是我国全面实现现代化的基础。城市发展的日新月异对城市规划所需的各种基础测绘资料（图件和

2、数据）的更新及其数据管理带来了很大的压力；另一方面，随着城市范围的不断扩大以及城乡一体化建设的加快，对城市基础测绘资料的覆盖范围、准确性也提出了更高的要求。2 3S技术在城市规划测量中的应用随着3S技术不断深入发展，其在城市规划测量中的应用也势必更加广阔。GPS技术与RS技术的发展给城市规划测量提供了新的手段和方法。GPS技术快速静态定位为城市各种工程控制网的测量提供了快捷、经济的手段；动态定位(RTK)技术将GPS定位技术推向1个新的里程碑，在图根测量、竣工测量、城市勘界测量和快速施工放样等方面得到越来越多的应用。RS技术给地形图等基本资料的快速更新和包括土地利用、道路、城市绿地等城市各种专

3、题信息的提取与专题图的制作等工作都可提供更加有效、快捷、经济的手段。随着遥感影像分辨率越来越高，某些商用卫星(QuickBird，IKONOS等)分辨率已达分米级，使得利用遥感数据生产大中比例尺的城市基本地形图成为可能。城市的发展使得传统的城市数据管理手段不堪重负，GIS和数据库技术的出现为城市数据的管理注入了新的活力，提供了有效的管理手段和模式；反之，利用GIS技术管理的城市基础地理数据也将为城市的规划测量工作提供更好的服务。“3S”在城市规划中的应用范围极其广泛，其中最主要的是信息的采集、城市发展的动态监测、城市环境变的模拟和预测、城市环境的分析评价、城市三维显示等方面。21信息采集城市环

4、境信息涉及到宏观和微观、区域和局部、动态和静态、定性和定量的因素，包括地貌、大气、土壤、植被、水体、居民、道路等自然和人文各个方面。“3S”技术可用于采集宏观的、区域乃至全球的、动态的、综合的环境信息，辅之以常规的环境信息采集手段，就可实现综合、系统的城市环境信息采集。22动态监测城市发展是一个动态的过程。城市发展变化监测的实现，有赖于信息的适时更新和对信息的这间分析与综合处理。由于遥感信息具有多时相、多波谱、多领域的特性，因而是进行城市发展变化动态监测的高效信息源。其关键在于建立科学的监测模型，并对信息进行有效的处理，从而实现对城市变化的动态监测。利用GIS强大的空间分析和数据处理功能，并结

5、合选定的监测模型，可对多源城市信息进行处理，从中找出城市演变的规律。通过不同时段城市信息的对比和综合分析，能更好地实现对环境信息的综合监测。此外，利用GIS的专题制图功能，可将城市变化过程用直观的图件形式予以显示。23模拟与预测城市环境演变的动态过程需进行数值模拟，并结合资料分析对未来一段时间内的城市环境演变状况进行预测，为城市规划和管理提供决策依据。GIS是进行城市环境演变模拟和预测的有力工具，它还可与空间分析、预测等模型相结合。24分析与评价GIS可方便地进行城市环境的分析和评价。利用GIS进行城市环境评价，首先要选定有代表性的评价因子，并从GIS数据中提取出与这些因子有关的几何和属性信息

6、进行关联。评价的方法，一是直接利用GIS的功能模块完成。另一种则是根据评价的数学模型建立具有评价功能的空间分析模型，然后将GIS与相应的环境空间分析模型相结合进行。这种结合一般有两种形式：(1)充分利用GIS软件所提供的建模功能，在GIS内部建立简单的模型，减少GIS和模型问结合对界面的需求，使GIS空间分析一体化，即GIS内嵌空间分析评价模块；(2)在GIS的外部建立分析评价模型，然后在GIS软件和空间分析评价软件之间增加数据交换接口，使得空间分析数据及相关的影响因素、空间分析结果能在GIS系统中以各种简单或复合的图形形式显示出来，即GIS外挂空间分析模块，二者互相结合进行评价。2 5三维显

7、示“3S”技术和虚拟现实(VirtualReality简称VR)技术的不断发展，使得规划中的未来城市形象得以以三维形式仿真地显示，从而满足人们视觉、听觉甚至是触觉的感观需求。其中涉及到的关键技术有动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具使用技术和多种系统集成技术等。而在城市规划中最为烦琐的就是虚拟环境的建模问题。这种建模应该依据不同的事物区别事待，主要包括天空建模、地表状况建模、建筑物建模、运动物体(行人、车辆等)的建模等。通过这些技术，就可以使城市规划中原有的一些可以意会而不可言传的东西，以一种直观的面貌展现出来，让人们对未来城市“身临其境”，并可对城市历史

8、景观进行恢复与再现3 “3S”集成与数字城市的建设“3s”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：GPS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；GIS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“3s”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

9、在以下几个方面。应用GIS数据库中的电子地图和GPs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GPS接收机进行数字化航空摄影测量。Rs技术提供的数字化影像图获取信息，并与GIS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CPS与GIS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人数据。采集多边形边界或路径的顶点坐标并将数据通过CIS进行记录，计算相关面积或长度，这种技术应用于城市规划、土地管理中，能大大地提高工作效率。结束语3S技术为城市规划测量提供了新的数据来源和技术手段。灵活性强、精度高的GPS定位技术，多时相、多源的遥感数据，以及GIS的空间分析处理能力及模拟现实能