探究城鄉(xiāng)規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多尺度處理與表達

徐曉磊

【摘要】尺度是對客體中“容器”規(guī)模的大小的描述。在各種自然現(xiàn)象中，無論是生物環(huán)境，還是非生物環(huán)境中都存在著各種尺度變化，社會、經(jīng)濟發(fā)展的過程與現(xiàn)象中同樣也存在著尺度特點，這種尺度主要來源于自然過程中對其造成影響的尺度性，并且在一定程度上受到社會經(jīng)濟活動自身的尺度性制約。因此，對由地理現(xiàn)象多尺度問題造成的的空間數(shù)據(jù)多尺度特征與表示方法進行研究，是當前地圖學和GIS面臨的一個重要課題。本文主要就城鄉(xiāng)規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多尺度的特征進行分析，并對其處理與表達進行闡述。

【關鍵詞】城鄉(xiāng)規(guī)劃；空間數(shù)據(jù)；多尺度處理與表達

前言

尺度是一切空間數(shù)據(jù)所具備的共同特征，空間數(shù)據(jù)多尺度的處理與表示就是指與人類推理習慣相符的一種更為自然的空間認知與空間分析的方法。目前，多類型、多尺度以及多時態(tài)空間數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為人們研究與解決各種重大問題時必備的信息資源。在我國建立的“數(shù)字中國”地理空間的基礎框架戰(zhàn)略中， 空間數(shù)據(jù)多尺度的表達已經(jīng)被列入了地理空間數(shù)據(jù)庫關鍵技術研究中的一個核心問題，我國的國家自然科學基金委會同樣也把地理空間尺度和基于尺度的智能化自動綜合作為了首選資助領域。

1. 城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多尺度的特征

1.1城市規(guī)劃編制的多尺度特性

在我國現(xiàn)行的城鄉(xiāng)規(guī)劃體系中，包含了規(guī)劃法規(guī)體系、規(guī)劃行政體系和規(guī)劃運作體系三個方面。其中由城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、城市總體規(guī)劃及詳細規(guī)劃三個不同層次規(guī)劃組成了城鄉(xiāng)規(guī)劃編制體系， 一般情況下，可將其分為戰(zhàn)略性發(fā)展規(guī)劃與實施性發(fā)展規(guī)劃現(xiàn)個層次。戰(zhàn)略性發(fā)展規(guī)劃的主要功能是為了城市的各分區(qū)與各系統(tǒng)規(guī)劃的實施提供框架，但是也無法對城市規(guī)劃的開發(fā)進行控制。

就我國目前的情況而言，城市的總體規(guī)劃是戰(zhàn)略性發(fā)展規(guī)劃，而控制性的詳細規(guī)劃則屬于實施性發(fā)展規(guī)劃，其中建設城市的市域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃和縣人民政府所在地編制的縣域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃被納入了城市總體規(guī)劃中的范疇中，并依據(jù)各個特定城市的特征不同，其城市規(guī)劃的層次也有著很大的差異。在國內(nèi)城市規(guī)劃一般分為四個層次：總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃以及修建性的詳細規(guī)劃。不同的層次編制出的城市規(guī)劃效果， 其主導的比例尺度也存在一定的差異，并且在不同規(guī)劃階段對于規(guī)劃的需求不同， 對于空間尺度也有不同的要求，這就是空間數(shù)據(jù)多尺度特征的體現(xiàn)。

1.2城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多源異構性特征

城市規(guī)劃管理是對城市規(guī)劃編制、審批以及實施等多種管理工作的統(tǒng)稱，其主要任務是把城市的各項建設納入到城市規(guī)劃的軌道當中，對城市功能進行不斷的完善與拓展， 有效的對人民社會生活環(huán)境與自然生態(tài)環(huán)境進行優(yōu)化和改善， 推動經(jīng)濟、社會以及環(huán)境三者的協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展， 是一個動態(tài)性實踐的過程。城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)大致可以分成城市基礎數(shù)據(jù)、規(guī)劃編制成果數(shù)據(jù)、城市現(xiàn)狀調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)及城市規(guī)劃管理數(shù)據(jù)四個方面，具備典型的空間數(shù)據(jù)多源異構特性。并且不同的規(guī)劃階段對于規(guī)劃的需求的不同，其空間尺度的應用要求也不一樣，因此，在城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的尺度推繹中，具有尺度推繹的雙向特征。

2. 支持多尺度表達的數(shù)據(jù)結構與模型

2.1面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結構

面向?qū)ο蟮姆椒ㄅc人類思維習慣很接近，抽象特性與豐富的語義描述能力相對較強，面向?qū)ο蟮姆椒ň褪前熏F(xiàn)實世界發(fā)生的某種現(xiàn)象抽象成為若干個對象類， 讓各個對象都具備自己獨有的屬性、行為及規(guī)則。地理空間的實體都具備明確的空間位置與特性，一般來說，空間對象主要包括以下幾種類型：幾何拓撲類型、純幾何類型、純拓撲類型以及空間地物和非地物，因此，可以把各個實體依據(jù)以上各個類型具備的不同特性，將其抽象為點、線、面、體四個要素。其中線的設定由點的位置來決定，面則是由線圍成，而體則是由面構成，把空間的實體規(guī)則與特性以不同方式分別封裝入這四個要素之中，就可以將各種空間地物特性充分的表達出來。而結點、柱形、弧段以及斷面等特殊地物都需要利用上述的點、線、面以及體等部分的特性進行組合才能表述出來。

2.2尺度依賴空間數(shù)據(jù)模型

在空間數(shù)據(jù)的處理與表達的過程中，需要利用地理空間的多尺度劃分與變換， 對空間對象的尺度行為進行描述，以便多個尺度之間空間數(shù)據(jù)邏輯關系的建立，讓空間數(shù)據(jù)集可以從一種表示完備的狀態(tài)過度到一種新的表示狀態(tài)，尺度依賴空間數(shù)據(jù)模型是利用尺度的劃分來對地理信息空間進行多級分解，以建立出一個多尺度的子空間序列。該數(shù)據(jù)模型的定義可以下面的公式進行表述：MGeoObjects =〈OID，Aj，Dj 〉 ，其中MGeoObjects 指的是廣義尺度之下多尺度地理空間對象，OID 為其標識即ID ，Aj為相應空間對象中的主體成分組成子空間，Dj表示為次要成分構成的子空間；j表示為尺度，該模型具備儲備空間較小、易于維護、且與人們習慣從整體到局部的認識規(guī)律相符。

3. 城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多尺度表達與處理

3.1城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多尺度轉(zhuǎn)換的理論基礎

在尺度推繹理論基礎中主要可分為等級理論、區(qū)域化隨機變量理論、分形理論及小波理論等幾種類型，這些理論在一定程度上對領域和特定的空間尺度都有不同的適用性。而怎樣把這些理論和多尺度分析思想與傳統(tǒng)誤差理論、空間數(shù)據(jù)挖掘理論以及空間數(shù)據(jù)不確定性理論等進行有機的結合，找到正確的城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多尺度轉(zhuǎn)換的理論支撐， 有利于對城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多尺度可視化表達的中存在的基礎問題進行解決。

3.2城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多源匹配與集成

城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)具備典型的多源異構特征，因此，只有把這些來源不同、時間不同以及精度不同的空間數(shù)據(jù)進行有效的集成和融合，將語義特征與尺度特征進行合理的匹配，把不同尺度的數(shù)據(jù)調(diào)進行調(diào)整得更加一致，讓臨時輸出且不同版本的數(shù)據(jù)的尺度實現(xiàn)一致或是接近，才能有效的提高橫向一致性的匹配性和便捷性，從而提升城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫融合的技術水平，這也是有效解決城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多尺度可視化表達的重要途徑之一。

3.3城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多尺度可視化表達

要想真正的實施城市規(guī)劃管理模式，把來源不同、尺度不同的各類城市規(guī)劃空間信息疊加顯示在同一尺度上，就需要基于廣域網(wǎng)的城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫自身具備可視化表達的能力，這樣的管理模式在對空間表達尺度方式進行選擇時，并非是預先在服務器是固定下來的，而是依據(jù)不同終端用戶的個性化要求進行制定的，由服務器自行提供合理的表達尺度。多尺度城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫是利用用戶視圖輸出時的相關數(shù)據(jù)集，獲取相應尺度下的數(shù)據(jù)表達，而系統(tǒng)則對這些臨時組合下產(chǎn)生的空間表達沖突問題進行適當?shù)奶幚恚尶臻g數(shù)據(jù)的表達可以隨著顯示的范圍與要求變化對其詳細程度進行動態(tài)調(diào)整，讓其表達出來的地理信息更加層次分明、清晰易懂， 以達到不同尺度的多源數(shù)據(jù)能在用戶視圖中的自適應可視化表達。

結束語

總之，城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多尺度處理與表達， 需要對地理空間的多尺度進行合理的劃分與變換， 確保其能夠?qū)臻g對象的尺度行為進行正確的描述，以建立多尺度之間城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)之間的邏輯關系， 以確?？臻g數(shù)據(jù)能夠更加全面的表達出來。

【參考文獻】

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