数字城市规划与技术 第一章 绪论

数字城市规划与技术学分数：3学分

2教学目的和要求教学方法采用课堂讲授、操作演示和实验等。软件平台以ArcGIS软件为城市空间规划与分析作为主要工具、辅以AutoCAD、Photoshop、SketchUp等软件辅助设计与分析。。

教学目标使学生能够系统地掌握城市与区域规划中多种空间尺度的数据处理、分析和制图设计的基本方法和基本技能。3结合城市总体规划、城镇体系规划、控制性详细规划和城市设计的实践需要，系统地掌握ArcGIS的空间与属性数据集成处理方法来进行城市用地、道路、建筑、地形以及社会经济等专题地理数据库设计、图形自动化处理、统计分析、三维建模和专题制图等技能。掌握运用AutoCAD、Photoshop、SketchUp进行城市总体规划和详细规划设计的图形处理基本技能；课程主要内容4讲授特色以讲授者团队——南京大学数字城市与规划工程技术研究中心在规划实践中独创的一系列高效的空间处理与分析方法和技术为基础；强调理论联系实际，以当代社会核心价值观与现代规划理论为指导思想，探索多层次城乡规划中的空间热点问题及其解决方法途径；结合实例，强调可操作性，旨在使学生能够在未来规划生产实习中发挥数字规划技术的作用。5本学期去掉9.3假日&国庆日共16周。第一章概论（第1讲；第2周，2学时）数字城市规划概述GIS软件与规划应用CAD等软件与规划应用第二章城市基础地理数据库设计（第2讲；第3周，2学时）城市坐标体系的建立城市空间数据采集城市地形数据库设计教学内容及课时分配6第三章城市建设现状遥感调查与GIS建库（第3-4讲；第4、6周，4学时）城市建设现状遥感调查与GIS建库城市建筑遥感调查与数据建库城市土地利用遥感调查方法城市用地空间数据采集与建库城市用地分类统计与分析第四章数字详细规划设计（第5-6讲；第7-8周，4学时）CAD技术的规划综合运用控制性详细规划图形编辑小区规划图形编辑与制图设计教学内容及课时分配7第五章数字总体规划设计（第7讲；第9周，2学时）总体规划编制办法简介道路网络规划图形设计用地总体布局规划图形设计第六章数字城镇体系规划设计（第8讲；第10周,2学时）城镇体系规划概述区域地理数据库的建立社会经济系列专题地图设计图面配置与制图输出设计教学内容及课时分配8第七章数字规划与设计分析（第9-13讲；第11-15周，10学时）数字规划分析基础城市自然地形三维建模分析城市用地条件多因子叠置分析规划技术指标分析与制图教学内容及课时分配9第九章规划查询功能应用（第14讲；,2学时）空间信息显示的基本控制条件查询属性到空间查询第十章规划统计功能设计（第15-16讲；第17-18周,4学时）空间聚合统计功能用地平衡统计用地结构图绘制规划指标统计教学内容及课时分配10实验（每次2学时）第一部分规划现状数据处理实验一ArcGIS基本操作实验二GIS基础地理数据库设计实验三用地现状遥感调查与制图实验四用地分类统计与制图分析第二部分规划方案辅助设计实验五AutoCAD辅助规划设计实验六Photoshop辅助规划设计实验七道路规划的数字制图设计实验八用地规划的数字制图设计11第三部分规划空间信息分析实验九城市地形三维建模分析实验十规划要素综合叠置分析实验十一城市交通可达性分析实验十二规划技术指标制图分析第四部分规划信息管理系统设计实验十三高级条件查询实验十四规划用地分类查询实验十五规划信息系统常用功能实验（每次2-4学时）12考核方式考试50%（期末笔试）实验考查40%（每次实验完成情况，家乡综合实验成果：报告、演讲、回答问题）平时成绩10%（课堂纪律（旷课、迟到、早退）；答疑周四下午5-6节，鼓楼计算中心300机房？考核方式与答疑教材徐建刚等著，城市规划信息技术开发与应用.东南大学出版社，2000.徐建刚、祁毅编著，数字城市规划技术实验指导书.南京大学建筑与城市规划学院，2011.主要参考文献:徐建刚等著，智慧城市规划方法—适应性空间分析模型.东南大学出版社，2015,10[美]AlanJefferis,MichaelJones著;康博创作室译．AutoCADR14建筑设计与应用．北京：中国水利水电出版社，1999宋小冬等编著.地理信息系统及其在城市规划与管理中应用·北京：科学出版社，2010年张晓祥、张峰等译，为我们的世界建模——ESRI地理数据库设计指南.人民邮电出版社，2004,12ESRI公司，ArcGIS参考手册.2000-2014ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程，汤国安、杨昕，2007.13使用教材与参考文献第一节数字城市规划概述第二节GIS技术与规划分析第三节CAD等技术与规划设计14第一章概论现代城市规划与信息技术城市规划信息的特点及数字化表示数字城市规划技术与方法流程15第一节数字城市规划技术概述城市规划价值理念的变化城市规划编制方法的转变城市规划对信息技术的要求现代信息技术在城市规划中的应用16一现代城市规划与信息技术城市规划价值观的变化1978年改革开发以来，随着我国经济社会的转型，城市规划价值观由单一满足生产生活基本需求转向了经济、社会、环境和文化等多元价值体系。变化驱动力：计划经济--->市场经济；工业化与城市化互动城市发展问题：城市化高速推进，已引发严重的土地资源浪费、生态环境恶化和文化遗产湮没等问题。新价值观（科学发展观、以人为本）：城乡统筹（一体化）、生态城市、低碳城市

可持续发展17一现代城市规划与信息技术2、城市规划编制方法的转变由静态规划向动态规划发展终极蓝图-控制引导；多层面规划衔接从物质规划转向物质、社会经济与环境规划并重（2006新规划编制办法、2008年城乡规划法，2014新型城镇化规划）由政府拍板逐渐走向专家审查、公众参与问卷调查、专家评审、方案公示规划实施由行政管理向法制化迈进一书两证、规划环评一票否决18一现代城市规划与信息技术3、城市规划对信息技术的要求多类型数据的处理与综合文字、地图、影像、照片、视屏多层次服务对象的满足市民、村民、开发商、企业主、政府部门、专家时间上现势性（Timeless）、空间上高精度信息化规划管理规范化、可视化、智慧化OA\DB\MIS\GIS\PSS\VR19一现代城市规划与信息技术3、城市规划对信息技术的要求2011年3月教育部公布：城乡规划学为一级学科，包括6个二级学科：01城乡与区域规划理论与方法02城乡规划与设计03城乡规划技术科学04社区与住房规划05城乡历史遗产保护规划06城乡规划管理20一现代城市规划与信息技术4、现代信息技术在城市规划中的应用计算机辅助设计（CAD，ComputerAidedDesign）遥感技术（RS，RemoteSensing）地理信息系统技术（GIS，GeographicInformationSystem）网络技术（Network）大数据技术：云计算、视频监控、移动通讯21一现代城市规划与信息技术城市规划信息的内容城市规划信息的特点城市规划信息的数字化表示22二城市规划信息的特点及数字化表示城市规划信息的内容城市基础资料规划成果资料城市管理资料23二城市规划信息的特点及数字化表示城市规划信息的特点多尺度的空间信息平台多类型的源数据多层次的规划成果信息多时相的信息集成24二城市规划信息的特点及数字化表示城市规划信息的数字化表示文档文件数据库文件图象文件图形文件视频文件25二城市规划信息的特点及数字化表示数据输入与编辑规划数据库系统设计与管理规划信息模型规划信息产品26三数字城市规划技术与方法流程27卫星、航空遥感影象，系列地形图纸用地现状调查制图公共基础设施等资料，相关规划、政策法规等空间布局规划、专项规划编制现状分析评价、发展预测自然、社会经济等资料TIN/GRID城市三维建模数据格式转换与重组专业GIS软件规划成果数据库规划管理分析与应用规划管理信息系统基础地理数据库空间定量分析模型图幅分层、拼接，分要素矢量化GIS软件平台扫描配准、影象合成、特征处理GIS技术基础GIS技术特点GIS应用开发技术28第二节GIS技术与规划分析计算机技术测绘技术地理分析技术29一GIS技术基础计算机技术计算机图形学（CG)：是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。应用领域包括CAD、科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。数据库技术（DB）：信息系统的核心技术，是一种计算机辅助管理数据的方法，它研究如何组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据。DB技术及市场在向数据仓库和电子商务两个方向发展。网络技术把互联网上分散的资源融为有机整体，实现资源的全面共享和有机协作。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。30一GIS技术基础测绘技术大地测量：确定地面点位、地球形状大小和地球重力场的精密测量，为地形测图和大型工程测量提供基本的平面和高程控制，建立国家和区域大地控制网。工程测量：工程建设中的所有测绘工作统称，包括勘测、设计、施工和竣工等阶段。城市规划实施管理中，建筑、道路、桥梁及市政工程建设等测量是基础。航空摄影测量：测绘标准（国家基本比例尺）地形图的主要手段，利用航片立体像对测量高程。31一GIS技术基础地理分析技术地图分析：对地图上各种要素进行分析的方法，主要有目视、图解、量算、数理统计与建立数学模式等。从而揭示制图现象的质量、数量特征，分布规律、区域差异以及相互联系。计量地理：借助计算机技术，运用统计推理、数学分析、数学程序和数学模拟等数学工具，分析自然地理和人文地理的各种要素，以获得有关地理现象的科学结论。遥感制图分析：对遥感图像目视判读或利用图像处理系统对各种遥感信息进行增强与几何纠正并加以识别、分类和制图的过程。利用遥感资料编制城乡土地利用图已成为规划编制基本方法。32一GIS技术背景数据结构空间坐标体系地理数据库组织空间查询GIS空间分析三维GIS显示33二GIS技术特点数据结构空间数据 实体结构:政区/街区/小区 拓扑结构:路网/管网/电网属性数据 二维关系表:社会经济统计/等级权属登记空间数据与属性数据联接34二GIS技术特点-数据结构空间坐标体系地图投影:高斯-克吕格投影地球坐标系:经纬网国家直角坐标网城市坐标系:城市原点GPS坐标系:WGS8435二GIS技术特点-空间坐标体系36地理数据库组织基础地理数据库(图层):

多种比例尺:1/500~1/100000专题图数据库(图层-关系表):

政区/用地/交通/建筑/公共设施...业务管理数据库(关系表)

项目申请/登记/审核/监察…...37二GIS技术特点-地理数据库组织38空间查询基本查询:

图形实体/属性记录查询； 名称/类别/范围查询SQL空间关系选择查询； 相交/包含/缓冲区/叠合查询结果统计/图表显示；39二GIS技术特点-空间查询404142GIS空间分析缓冲区分析；叠置分析；合并与提取分析；DTM分析网络分析。。。。。。43二GIS技术特点-空间分析4445地图制图统计图；符号地图；专题地图；三维地图；46二GIS技术特点-地图制图47（６）三维GIS显示48GIS软件产品GIS数据库管理GIS二次开发49三GIS应用开发技术GIS软件产品大众化GIS-MapInfo/ArcView专业型GIS-ArcGIS/InterGraphWebGIS-ArcEngine50三GIS应用开发技术GIS数据库管理数据库与地理数据库 Access、GeoDatabase

空间数据库管理

ArcGISDesktop（ArcCatalog、ArcMap）空间数据转换

ArcGIS

Conversion

Tools51三GIS应用开发技术CAD软件应用 -AutoCAD/Sketch

Up图形图像软件应用 -PHOTOSHOP/CorlDraw52第三节CAD等技术与规划设计GIS二次开发二次开发工具

MapBasic/ArcObject简单开发集成开发

VB+MapBasic/ArcObject53三GIS应用开发技术课后阅读：城市规划信息技术开发及应用第一章绪论第二章城市规划信息技术基础适应性城市规划模型系统框架适应性城市规划模型系统与应用5适应性城市规划模型系统与应用城市规模的适量调控规划领域核心问题方法途径人口空间分布人口总量平衡区域城市影响密度估算适度预测广度判别5适应性城市规划模型系统与应用生态支撑的适宜评价规划领域核心问题方法途径生态系统脆弱性生态网络完整性生态服务价值水患安全威胁敏感性程度分区系统修复效能完善风险规避5适应性城市规划模型系统与应用交通网络的适应优化规划领域核心问题方法途径交通网络性能供需关系平衡交通可达评价物质空间关联度量交通与社会经济适应性区域与城市系统适应性5适应性城市规划模型系统与应用城市用地的适宜拓展规划领域核心问题方法途径建设用地适应性增长边界控制地块适宜容积率限定复合生态系统平衡刚性弹性协同调控交通承载与经济可行平衡5适应性城市规划模型系统与应用服务设施的适应调整规划领域核心问题方法途径服务设施布局公平防灾设施配置有效就业-居住平衡性人口需求与设施供给可达的均等设施服务可达性与

路网可靠性职住供需数量与

质量平衡测度5适应性城市规划模型系统与应用城市文化的适应提升规划领域核心问题方法途径历史街区复兴文化地标意象空间塑造城市文化品质塑造人流集散空间句法分析空间热点分析历史文化遗存的色彩敏感性分析5适应性城市规划模型系统与应用规划编制管理的科学评估规划领域核心问题方法途径总规控规一致性评价规划多方案遴选城市空间增长的适应性控制模拟与引导用地公共利益的

多目标分析用地功能适宜性

定量化评价城市CA的功能适应性增长模拟

实验一：ArcGIS界面与基本操作理解概念:数据、图层与地图；栅格数据-矢量数据；属性数据基本操技能添加数据到地图属性数据的显示图形对象及其属性记录的选择图层控制与地图的使用GIS空间数据概述空间与属性一体化表达矢量与栅格数据形式矢量

记录，独立个体，多重属性栅格

离散的，场，单一属性空间参考与坐标系统投影变换地球椭球体数据的尺度精度控制GIS空间数据概述空间与属性一体化表达矢量与栅格数据形式矢量

记录，独立个体，多重属性栅格

离散的，场，单一属性空间参考与坐标系统投影变换地球椭球体数据的尺度精度控制GIS空间数据概述空间与属性一体化表达矢量与栅格数据形式矢量

记录，独立个体，多重属性栅格

离散的，场，单一属性空间参考与坐标系统投影变换地球椭球体数据的尺度精度控制按不同国家（代码）进行栅格化后此做法没有明显的价值栅格高程数据（栅格DEM）高程信息的可视化高程数据的三维可视化遥感影像图片GIS空间数据概述空间与属性一体化表达矢量与栅格数据形式矢量

记录，独立个体，多重属性栅格

离散的，场，单一属性空间参考与坐标系统投影变换地球椭球体数据的尺度精度控制WGS非投影地理坐标

基于地理坐标的

——矢量与栅格数据相互叠合通过DEM信息对遥感影像进行三维可视化通过DEM信息对扫描图片进行三维可视化GIS空间数据概述空间与属性一体化表达矢量与栅格数据形式矢量

记录，独立个体，多重属性栅格

离散的，场，单一属性空间参考与坐标系统投影变换地球椭球体数据的尺度精度控制空间数据尺度宏观尺度信息：包括城市和区域的规模、定位、经济发展水平、主导产业等统计信息。这一尺度的数据在空间上，通常以数百米到数十千米为单位来概括和收集。中观尺度信息：包括城市内部行政区划、城市功能分区、土地利用、人口分布、主要交通路网等信息。这一尺度的数据，在空间上，通常以数十米到数百米的尺度进行概括和收集。小尺度与微观尺度信息：包括房屋建筑分布、户籍人口分布、步行道路系统、商店分布、工厂企业信息等小尺度信息，及建筑样式、色彩、结构、地形细微起伏等微观尺度信息。这一尺度的数据在空间上以几米、甚至更小的尺度来进行概括和收集。从逻辑上看，尺度越小，表达的信息越准确。在较小尺度信息中，理论上包括着大尺度信息中所具有的全部信息。然而，尺度的缩小意味着数据量的几何级增加，数据的采集将变得困难甚至不