3S技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與在城市規(guī)劃中的應(yīng)用前景

■王亞雄

（青海省第二測(cè)繪院青海西寧810001）

3S技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與在城市規(guī)劃中的應(yīng)用前景

■王亞雄

（青海省第二測(cè)繪院青海西寧810001）

隨著各種高新科技的不斷飛速發(fā)展，信息化和數(shù)字化正越來(lái)越多地引入建設(shè)當(dāng)中。"3S"技術(shù)，即GIS（地理信息系統(tǒng)）、RS（遙感）、GPS（全球定位系統(tǒng)）作為支撐信息化和數(shù)字化的重要技術(shù)手段，作為新興的具有極大應(yīng)用價(jià)值的信息科學(xué)技術(shù)在最近十余年的發(fā)展近乎神速，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到城市規(guī)劃與建設(shè)當(dāng)中，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮出越來(lái)越大的作用。文章簡(jiǎn)要闡述了"3S"技術(shù)的基本原理，城市規(guī)劃概念發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢(shì)；主要論述了地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感的發(fā)展趨勢(shì)，并分別詳細(xì)介紹了GIS、RS、GPS及"3S"技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用前景。"3S"技術(shù)應(yīng)用到城市規(guī)劃中使城市建設(shè)信息化，使得規(guī)劃更具科學(xué)性、實(shí)用性和可操作性。

礦山測(cè)量 技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用 創(chuàng)新 3S技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì) 城市規(guī)劃 應(yīng)用前景

1　“3S”概念

“3S”技術(shù)是地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)和全球定位系統(tǒng)的統(tǒng)稱，是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合，多學(xué)科高度集成的對(duì)空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)。

RS是指從高空或外層空間接收來(lái)自地球表層各類(lèi)地物的電磁波信息，并通過(guò)對(duì)這些信息進(jìn)行掃描、攝影、傳輸和處理，從而對(duì)地表各類(lèi)地物和現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控測(cè)和識(shí)別的現(xiàn)代綜合技術(shù)。遙感技術(shù)可用于植被資源調(diào)查、氣候氣象觀測(cè)預(yù)報(bào)、作物產(chǎn)量估測(cè)、病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、交通線路網(wǎng)絡(luò)與旅游景點(diǎn)分布等方面。

GIS就是一個(gè)專門(mén)管理地理信息的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，它不但能分門(mén)別類(lèi)、分級(jí)分層地去管理各種地理信息；而且還能將它們進(jìn)行各種組合、分析、再組合、再分析等；還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。地理信息系統(tǒng)還有一個(gè)特殊的“可視化”功能，就是通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕把所有的信息逼真地再現(xiàn)到地圖上，成為信息可視化工具，清晰直觀地表現(xiàn)出信息的規(guī)律和分析結(jié)果，同時(shí)還能在屏幕上動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)“信息”的變化。總之，地理信息系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)輸入、預(yù)處理功能、數(shù)據(jù)編輯功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理功能、數(shù)據(jù)查詢與檢索功能、數(shù)據(jù)分析功能、數(shù)據(jù)顯示與結(jié)果輸出功能、數(shù)據(jù)更新功能等。

GPS是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，于1994年全面建成，具有海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS是由空間星座、地面控制和用戶設(shè)備三部分構(gòu)成的。GPS測(cè)量技術(shù)能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供點(diǎn)、線、面要素的精確三維坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息，具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于軍事、民用交通（船舶、飛機(jī)、汽車(chē)等）導(dǎo)航、大地測(cè)量、攝影測(cè)量、野外考察探險(xiǎn)、土地利用調(diào)查、精確農(nóng)業(yè)以及日常生活（人員跟蹤、休閑娛樂(lè)）等不同領(lǐng)域。隨著“3S”技術(shù)的不斷發(fā)展，將遙感、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合起來(lái)的“3S”一體化技術(shù)已顯示出更為廣闊的應(yīng)用前景。以RS、GIS、GPS為基礎(chǔ)，將RS、GIS、GPS三種獨(dú)立技術(shù)中的有關(guān)部分有機(jī)集成起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)體系，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種空間信息和環(huán)境信息的快速、機(jī)動(dòng)、準(zhǔn)確、可靠的收集、處理與更新。圖1表示的是3S的相互作用與集成。

圖1　3S的相互作用與集成

2　3S技術(shù)集成在城市規(guī)劃管理中的綜合應(yīng)用

2.1城市規(guī)劃管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取、管理與更新

通過(guò)利用遙感、空間定位技術(shù)快速準(zhǔn)確地獲取城市信息，為城市規(guī)劃管理提供豐富、翔實(shí)的空間信息，獲得如數(shù)字線劃圖、正射影像圖等數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品。建立地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)城市信息進(jìn)行管理實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性信息一體化管理，為城市規(guī)劃管理提供數(shù)據(jù)支持，提高了城市規(guī)劃管理的工作效率。利用遙感技術(shù)對(duì)城市內(nèi)部建筑密度、植被、交通、環(huán)境等信息進(jìn)行周期性、快速地采集，并以影像為基礎(chǔ)對(duì)城市地物地貌進(jìn)行采集對(duì)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新，可為城市規(guī)劃提供有效的數(shù)據(jù)支持。

2.2規(guī)劃管理、輔助決策

利用3S技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立整套規(guī)劃管理系統(tǒng)，如辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、電子報(bào)批系統(tǒng)、規(guī)劃信息系統(tǒng)等一系列子系統(tǒng)涵蓋規(guī)劃管理的各個(gè)業(yè)務(wù)流程，輔助城市規(guī)劃者進(jìn)行城市規(guī)劃管理。GIS具有強(qiáng)大的空間分析功能，可以利用空間分析工具對(duì)城市信息進(jìn)行分析，以獲得城市規(guī)劃所需的各類(lèi)信息，如城市人口密度、城市綠化覆蓋率、交通情況等，幫助城市規(guī)劃者找出城市發(fā)展規(guī)律及存在的問(wèn)題，進(jìn)而更為有效地進(jìn)行城市規(guī)劃和管理。此外，3S與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)相結(jié)合所構(gòu)建的虛擬城市三維系統(tǒng)可為城市規(guī)劃管理、城市規(guī)劃審批提供一個(gè)全方位、多角度、多層次、多維度的技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)劃方案的比較、調(diào)整、分析，從而提高城市規(guī)劃管理水平，輔助規(guī)劃者做出正確的決策。

2.3公眾參與、執(zhí)法監(jiān)察

3S技術(shù)的集成促進(jìn)了土地利用的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和規(guī)劃執(zhí)法檢查。通過(guò)建立歷史影像數(shù)據(jù)庫(kù)，定期對(duì)城市遙感影像進(jìn)行采集更新，并采用遙感數(shù)據(jù)和歷史影像數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)合分析，同時(shí)利用GPS測(cè)量土地利用的變化數(shù)據(jù)，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察資料，利用GIS技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確詳查，增加了監(jiān)測(cè)的主動(dòng)性、及時(shí)性和客觀性。此外，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將規(guī)劃信息進(jìn)行公示，采用虛擬現(xiàn)實(shí)手段將規(guī)劃方案及城市的各類(lèi)規(guī)劃成果進(jìn)行網(wǎng)上公示，征求公眾意見(jiàn)，吸引公眾參與城市規(guī)劃管理，不僅提高了城市規(guī)劃管理的透明度，也提高了城市規(guī)劃管理的群眾參與度，輔助決策者制定科學(xué)更為有效的城市規(guī)劃管理決策。

3　結(jié)語(yǔ)

21世紀(jì)我國(guó)城市必將進(jìn)一步迅速發(fā)展,隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)與管理的加強(qiáng),各大中城市建立城市地理信息系統(tǒng)將是必然趨勢(shì)。目前北京、上海、廣州等大城市均已提出建立數(shù)字城市的規(guī)劃，3S技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將推動(dòng)數(shù)字城市規(guī)劃技術(shù)從定性到定量的飛躍和理論從經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)的轉(zhuǎn)變。

[1]趙東.數(shù)字化生存下的歷史文化資源保護(hù)與開(kāi)發(fā)研究 [D].山東大學(xué),2014.

[2]戴德藝.基于景觀生態(tài)分析的城市綠色天際線規(guī)劃研究 [D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué),2014.

[3]李寬,劉志勇.3S技術(shù)在新一輪土地利用總體規(guī)劃中的應(yīng)用 [J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2014,23:59-60.

[文獻(xiàn)碼]

1000-405X（2016）-7-285-1