（地图学与地理信息系统专业论文）基于communityviz的规划支持系统应用研究.pdf

e a s tc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y ( n o 10 2 6 9 ) m s t h e s i s ，2 0 1 0 n o ：51 0 7 0 8 0 1 0 5 2 e x p l o r i n g t h e a p p l i c a t i o n o f t h ep l a n n i n gs u p p o r ts y s t e m b a s e do n c o m m u n i t y v i z s c h o o l ：r e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n t a ls c i e n c e d e p a r t m e n t ：g e o g r a p h y s p e c i a l t y ：c a r t o g r a p h ya n dg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m m a j o rf i e l d ：d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no fg i s s u p e r v i s o r ：p r o f j i a n p i n gw u g r a d u a t e ：j i ez h o u s h a n g h a i ，c h i n a m a y ，2 0 1 0 华东师范大学学位论文原创性声明 f f i i ii i ii ii i ii iii i iii if y 17 4 19 0 5 郑重声明：本人呈交的学位论文基于c o m m u n i t y v i z 的规划支持系统应用研究， 是在华东师范大学攻读玛石博士( 请勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或 撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说 明并表示谢意。 作者签名： 日期：2 0 o 年爹月弓日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 基于c o m m u n i t y v i z 的规划支持系统应用研究系本人在华东师范大学攻读学位 期间在导师指导下完成的硕士博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华东师范 大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文，并向主管部门 和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网”送交学位论文的印刷版和电子版；允许学 位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同意学校将学位论文加入全国 博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采 用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) () 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部”或“涉密”学位论文木， 于年月日解密，解密后适用上述授权。 ， ( i72 不保密，适用上述授权。 导师签名i ”浞幺 b i 本人签名同走 2 0 0 年乡月；日 “涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定过的学位 论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方为有效) ，未经上 述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用 上述授权) 。 周杰硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 上海城市发展信 孙建中教授主席 息研究中心 上海海洋气象遥 周红妹教授级高工 感中心 束炯教授、博导华东师范大学 过仲阳副教授华东师范大学 李响副教授华东师范大学 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 摘要 g i s 为日益复杂的城市规划工作提供了强有力的辅助支持，可以协助城市规 划工作者解决很多实际问题。但是，g i s 不是为城市规划而产生的，也不能直接 用于各种规划决策，单纯使用g i s 是不能解决规划中的所有需求。所以，将各种 不同的方法，特别是非g i s 的方法和g i s 结合起来，服务于城市规划的理念促进 了新一代计算机辅助规划系统规划支持系统的产生。 从规划支持系统的发展史来看，规划支持系统都是基于g i s 或g i s 理念进行 开发的；同时，商业化的规划支持系统都是基于成熟的g i s 平台进行二次开发的。 本文分别介绍具有代表性且应有广泛的3 个规划支持系统：i n d e x 、“w h a t i f ? ”、c o m m u n i t y v i z 。其中，c o m m u n i t y v i z 是本文研究的对象。 c o m m u n i t y v i z 软件3 3 版本由两个运行于a r c m a p 环境中的工具条插件组 成：s c e n a r i o3 6 0 和s i t e b u i l d e r3 d 。 s c e n a r i o3 6 0 是a r c g i sd e s k t o p 的一个扩展模块。规划人员、资源管理者、 地方政府可以使用s c e n a r i o3 6 0 ，以帮助他们在地区发展、土地利用、交通、生 态环境保护等方面做出决策。s c e n a r i o3 6 0 通过基于g i s 的决策支持工具，将不 同规划方案的影响直观地展现出来。既灵活易用又功能强大，s c e n a r i o3 6 0 支持 适宜性分析、影响评估、预测模拟和其它流行的技术。s c e n a r i o3 6 0 的多层次功 能使得它具有广泛的应用范围。 s i t e b u i l d e r3 d 是可以直接把二维地图转为三维场景，实现a r c g i s 中地图向 虚拟现实直接转换。s i t e b u i l d e r3 d 只需点击几下鼠标，s c e n a r i o3 6 0 中的二维地 图就可以转化为逼真的三维场景，有利于决策者更好地把握方案中对象的相互空 间关系和对比不同方案所产生的影响。 本文在国内首次详细、完整地介绍了c o m m u n i t y v i z 软件3 3 版本应用步骤、 技术路线、辅助决策工具及结果分析，还探讨了其在我国的城市规划工作中应用 该系统的可能性和实效性。最后，将c o m m u n i t y v i z 软件应用于某地的两个规划 方案的对比分析中，全面展示了其在定量和可视化方面的优势。 关键词：c o m m u n i t y v i z ，规划支持系统，城市规划，g i s ，辅助决策工具 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 a b s t r a c t g i sp r o v i d e sas t r o n gs u p p o r tf o rt h ei n c r e a s i n g l yc o m p l e xu r b a np l a n n i n g i t h e l p sp l a n n e r st o s o l v ep r a c t i c a lp r o b l e m s b u tg i si sn o tg e n e r a t e df o ru r b a n p l a n n i n g i tc a nn o tb ed i r e c t l yu s e df o rp l a nd e c i s i o n sa n dg i s c a nn o tm e e ta l lt h e n e e d so ft h eu r b a np l a n i tp r o m o t ean e wg e n e r a t i o no fc o m p u t e ra i d e dp l a n n i n g s y s t e m - p l a n n i n gs u p p o r ts y s t e mw i t ht h ed i f f e r e n tm e t h o d sp a r t i c u l a r l yn o n g i s m e t h o d s f r o mt h ed e v e l o p m e n th i s t o r yo fp l a n n i n gs u p p o r ts y s t e m ，p l a n n i n gs u p p o r t s y s t e m sa r eb a s e do nt h ec o n c e p to fg i st od e v e l o p e d b u s i n e s sp l a n n i n gs u p p o r t s y s t e ma r eb a s e do ns e c o n d a r yd e v e l o p m e n t o fm a t u r eg i s p l a t f o r m t h ep a p e rw i l li n t r o d u c et h r e ep l a n n i n gs u p p o r ts y s t e mt h a ta r eb r o a d l ya p p l i e d i nt h ew o r l d t h e ya r ei n d e x ，“w h a ti f ? a n dc o m m u n i t y v i z c o m m u n i t y v i z i st h eo b j e c to ft h ep a p e r c o m m u n i t y v i z3 3 ，a l le x t e n s i o nf o re s r i sa r c g i sp l a t f o r m ，c o n s i s t so ft w o c o m p o n e n t s ：s c e n a r i o3 6 0a n ds i t e b u i l d e r3 d s c e n a r i o3 6 0i sa ne x t e n s i o nf o ra r c g i sd e s k t o p p l a n n e r s ，r e s o u r c em a n a g e r s ， l o c a la n dr e g i o n a lg o v e m m e n t s ，a n dm a n yo t h e r su s es c e n a r i o3 6 0t oh e l pt h e mm a k e d e c i s i o n sa b o u td e v e l o p m e n t ，l a n du s e ，t r a n s p o r t a t i o n ，c o n s e r v a t i o na n dm o r e a g i s b a s e dd e c i s i o n - s u p p o r tt o o l ，s c e n a r i o3 6 0 s h o w s ”y o ut h ei m p l i c a t i o n so f d i f f e r e n tp l a n sa n dc h o i c e s b o t hf l e x i b l ea n dr o b u s t ，i ts u p p o r t ss c e n a r i op l a n n i n g ， s k e t c hp l a n n i n g ，3 - dv i s u a l i z a t i o n ，s u i t a b i l i t ya n a l y s i s ，i m p a c ta s s e s s m e n t ，g r o w t h m o d e l i n ga n do t h e rp o p u l a rt e c h n i q u e s i t sm a n yl a y e r so ff u n c t i o n a l i t ym a k ei tu s e f u l f o raw i d er a n g eo fs k i l ll e v e l sa n da p p l i c a t i o n s s i t e b u i l d e r3 dc a nt r a n s f o r m2 dm a p si n t o3 ds c e n e sd i r e c t l ya n da c h i e v e a r c g i sm a pt ot h ev i r t u a lr e a l i t yi nt h ed i r e c tc o n v e r s i o n j u s tc l i c kaf e wo ft h e m o u s e ，s i t e b u i l d e r3 dq u i c k l yc r e a t e sr e a l i s t i c ，i n t e r a c t i v e ，g e o s p a t i a l l ya c c u r a t e3 d s c e n e sf r o m2 dm a p s i th e l p sd e c i s i o n m a k e rt og r a s pt h ep r o g r a mi no b j e c ts p a t i a l r e l a t i o n s h i pw i t he a c ho t h e ra n dc o m p a r et h ei m p a c to fd i f f e r e n to p t i o n s i nt h i sp a p e r , i ti st h ef i r s tt i m et h a td e t a i l e da n dc o m p l e t e l yi n t r o d u c e dt h e c o m m u n i t y v i z3 3v e r s i o ni no u rc o u n t r y i ta l s oi n t r o d u c e ds o f t w a r ea p p l i c a t i o no f c o m m u n i t y v i zs t e p s ，t e c h n i q u e ，d e c i s i o ns u p p o r tt o o l sa n dr e s u l t sa n a l y s i s t h e i i 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 p a p e r d i s c u s s e dt h ep o s s i b i l i t yo fu s i n gt h es y s t e mi no u rc o u n t r y su r b a np l a n f i n a l l y , c o m m u n i t y v i zs o f t w a r ew a su s e di naw a yc o m p a r i s o no ft h et w os c e n a r i o s ，a n di t s h o wa d v a n t a g e so fq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sa n dv i s u a l k e yw o r d s - c o m m u n i t y v i z ，p l a n n i n gs u p p o r ts y s t e m ，u r b a np l a n ， g i s ，s u p p o r td e c i s i o nt o o l i i i 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 目录 第一章绪论1 第二章c o m m u n i t y v i z 软件介绍1 1 2 1 概况一1 1 2 2 特色概念1 2 2 3 操作界面1 5 第三章c o m m u n i t y v i z 的辅助决策工具1 8 3 1s u it a b ilit y 分析1 8 3 2b u ii d - o u t 分析2 0 3 3t i m e s c o p e 分析2 6 3 4c o m m o ni m p a c ts 分析2 7 第四章综合应用案例3 0 第五章结论与展望4 1 5 1 论文工作总结4 1 5 2 不足之处及进一步工作4 1 参考文献4 2 后记4 5 1 2 9 o 义 ， 一= 恳一 和 景状容构背现内结 究究究文研研研论 l o 厶q u ，11l 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 1 1 研究背景 第一章绪论 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，g i s ) 是处理地理空间信 息的综合性技术，城市规划是对城市、区域空间进行管理与协调，两者的相互结 合、相互促进是天然的，也是自然的。g i s 为日益复杂的城市规划工作提供了 强有力的辅助工具，可以协助城市规划工作者解决很多实际问题。 城市规划包括规划管理和规划编制两个方面的内容，前者是日常性的工作， 后者则往往包含非常规性、战略性的内容。g i s 技术几乎可以应用到城市规划与 管理的每一个环节中，对提高规划设计的质量、规划管理的效率都具有明显作用。 g i s 在城市规划与管理中可以有力推动规划的合理性、决策的科学性、管理的严 密性。g i s 在城市规划设计中的应用将有助于信息载体数字化、数据动态化、业 务规范化、管理网络化。在对规划数据进行综合分析和深层次的数据挖掘的基础 上，g i s 还可以对整个城市的发展趋势做出预测和模拟，为决策者提供科学和理 性的依据。 在规划管理中，传统的工作模式下，规划部门或者是利用文件的方式，或者 采用目前流行的数据库来管理规划数据。前者的缺陷是规划数据的空间实体与属 性信息脱节，数据更新、维护、查询比较困难：而后者的缺陷是不具备根据数据 库信息定义相应实体的能力；两者共同的缺陷是不具备空间查询、空间分析能力。 而g i s 强大的空间数据管理能力可以解决上述问题，使其在规划数据管理上有着 广阔的应用前景。 在规划编制中，从城市规划的内容上看，g i s 技术在城市规划相关的土地管 理、交通、住房、土地开发、市政建设、环境保护等方面都有广泛的应用，典型 的例子包括公共服务设施选址规划，土地适宜性评价，道路交通的网络分析和路 径选择，公共服务设施和市政设施的容量配置及选址，环境规划与管理等。从城 市规划的过程上看，g i s 几乎可以应用到规划的各个阶段中，包括基础资料调查、 分析现状和历史、建模和预测、方案优化选择、规划实施、实施后的评价、监督 与反馈等。 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 通过在规划中引入g i s 技术，可以在基础资料调查方面节省大量时间，利用 g i s 强大的空间数据储存、处理能力，可以对土地现状进行分析，将土地开发状 况和土地适宜条件相叠合，找出未来土地发展的合适空间；利用g i s 的建模和预 测功能能够模拟远景发展设想方案，并通过其可视化技术以专题图形式显示，便 于规划人员制定多套方案，并通过优化模型、多准则决策分析与g i s 的结合进行 方案比选与制定；在规划实施过程中，g i s 可对开发项目的环境影响进行评价， 对如何减轻环境影响提出政策上的建议；最后，g i s 与遥感技术的结合可以实现 对土地利用和环境变化的监测，从而实现对规划的评价、监测和反馈。 g i s 技术发展到今天，有了很强的通用性，给城市规划带来很大的便利，但 是单靠通用技术也有不足，在城市规划相关领域的背景分析、预测、评价、决策 支持以及日常行政管理中，已经显露出局限性。将各种不同的方法，特别是非 g i s 的方法和g i s 结合起来，服务于城市规划，是近年来国际、国内学者探索的 重点。目前，以面向对象程序设计技术、组件技术、数据库技术、网络技术、g i s 技术和可视化技术等为代表的计算机技术同益成熟，这也促进了新一代计算机辅 助规划系统规划支持系统( p l a n n i n gs u p p o r ts y s t e m ，p s s ) 的产生。 1 2 研究现状 1 2 1 规划支持系统概念及辨析 规划支持系统( p l a n n i n gs u p p o r ts y s t e m ，p s s ) 这个概念是在1 9 8 9 年由 美国学者布里顿哈理斯( b r i t t o nh a r r i s ) 首先提出。哈理斯将规划支持系统 定义为：一种合适的模式，能将一系列计算机为基础的方法、模型组合为一个综 合系统，使之能够支持空间规划功能。规划支持系统将g i s 、模型、可视化功能 组合起来，在规划过程中收集、组织、分析和交流信息晗3 。2 0 0 3 年，我国同济 大学的硕士研究生刘锴在国外城市规划杂志上发表了a w a i sl a t i fp i r a c h a 等人撰写的“p l a n n i n g s u p p o r ts y s t e ma sa ni n n o v a t i v eb l e n do fc o m p u t e r t o o l s ：a na p p r o a c hf o rg u i d i n gd e c i s i o n so ni n d u s t r i a ll o c a t i o n si np u n j a b p r o v i n c e ，p a k i s t a n 一文的译文“与计算机技术创造性结合的规划支持 系统一巴基斯坦旁遮普省引导工业定位决策的研究案例 ，首次在公开发表刊物 上将规划支持系统的概念引入国内口1 。 2 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 p s s 一般是以g i s 和规划专业模型为核心的集成系统，用于实现特定的规划 辅助功能，它通常通过一个共用的界面和一套工具集的集成环境为规划者提供相 关支持。g i s 是通用的空间数据生成、处理、编辑和表达的平台，包括众多的空 间分析模型，兼具空间表达功能。大多数情况下，实现特定功能的g i s 是p s s 的重要组成部分。在欧洲有一种观点，将p s s 称之为空间决策支持系统( s p a t i a l d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，s d s s ) ，事实上二者既相互联系又各有侧重。p s s 和 s d s s 最主要的共同特点就是应用强大的信息技术和已有的专业知识帮助规划者 和决策者了解规划和决策环境，从而提高规划和决策的效率和准确率h 1 。而二者 的区别在于： 1 、p s s 一般应用于对重大问题和未来发展战略提供多种可能性的分析，而 s d s s 则侧重于为具体问题和目标提供决策方案； 2 、p s s 的使用者一般是具有规划技术背景的规划师和对规划感兴趣的公众 群体，而s d s s 的使用者一般是决策者或决策分析者； 3 、p s s 侧重于计算、表达等功能，而s d s s 则侧重于决策的制定。 总体上p s s 与g i s 、s d s s 的主要区别在于：p s s 是“量体裁衣”专门用于支 持规划相关任务的计算机系统。 1 2 2 国际典型系统 从p s s 的发展史来看，p s s 都是基于g i s 或g i s 理念进行开发的；同时，商 业化的p s s ( 如c o m m u n i t y v i z ) 都是基于成熟的g i s 平台( 如e s r i 公司的a r c g i s ) 进行二次开发的啼1 。下面将分别介绍具有代表性且应有广泛的3 个p s s ：i n d e x 、 “w h a ti f ? ”、c o m m u n i t y v i z 。 ( 1 ) i n d e x i n d e x 是目前美国使用最广泛的商业性分布式规划支持系统之一，该系统由 e s r i 公司于1 9 9 4 年开发完成。目前有面向不同领域客户的三个版本，分别是绘 图版( p a i n tt h er e g i o n ) 、规划设计版( p l a n b u i l d e r ) 以及定制版 ( c 1 i e n t s p e c i f i cc u s t o mv e r s i o n s ) ，主要用于土地利用规划、交通运输规划、 建筑设计、环境规划等领域，此外，在水资源规划、能源利用规划、公共财政规 划、非点源污染控制规划、洪涝灾害防治规划等方面也有应用。 3 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 髀”* l ，- _ * l i m ”曲 图卜1i n d e x 操作界面 以p l a n b u il d e r 为例，介绍i n d e x 的系统界面和主要功能。 在i n d e x 工具条中，包括“s t u d i e s 、“c a s e s 、“i n d i c a t o r s ”、 “c o m p a r i s o n s 、“h e l p 五个下拉菜单，在i n d e x 指标库中，包括7 5 个以 上多层次指标，可以计算不同规划方案对环境、交通、能源、公共财政等方面的 影响，并利用多指标评价理论和方法，根据各方面的指标值，定量地评价各个规 划方案。 c u r r e n tc a s ed e s i g n e r 矿c a s ed e s i g n e rt o o l b a r 箩宙墨雹墨盏墨臣一澎p 枞p a i e t t e t o o l b a r 奠、 妒f e a l - u r ei n s p e c t o r u p d 咖l a n d 恤t 0 p o i o g i 一一| 釉盔墨葛曼盘墨_ 8 l a n d u s e $ f e e t u r eg e n e r a l i z a t i o n 窜g e n e r e l t ：o - d e t e dd e m o g r a p h i cp u s h i 图1 - 2i n d e x 工具条 4 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 i n d e x 主要包括以下功能模块 1 、利益相关者目标模块( s t a k e h o l d e ro b j e c t i v e s ) 规划者可以通过等级 加权工具( r a t i n ga n dw e i g h t i n g ，r a w ) ，制定规划目标和重要方针的优先执行 等级，从而反映决策者的价值取向。 2 、数字化设计工具( c a s ed e s i g n e rf o rd i g i t a lc h a r r e t t i n g ) 为使用者 提供了在屏幕上绘制和编辑对象空间特性的功能，并能在画板中设置和选择与规 划目标相匹配的对象特征。 3 、指标专题制图( i n d i c a t o rm a p p i n g ) 提供了直观的图形化界面表示空间 对象的指标数值，以便使用者对指标的执行和完成情况一目了然。 4 、多模式的交通网络( m u l t i m o d e lt r a v e ln e t w o r k ) i n d e x 利用独立的 流通网络，把真实的土地利用和交通数据整合在一起，从而精确完整地反映了二 者之间的相互关系。 5 、后续发展评估模块( i n c r e m e n t a ld e v e l o p m e n te v a l u a t i o n ) 如果某方 案被采纳后还有其他的增建计划，i n d e x 能够评估该增建部分是否与原规划目 标一致。 与其模块设置相对应，i n d e x 包括以下几个主要的规划支持功能。 l 、设计功能( d e s i g n ) 输入设定参数，生成即时交互式的假定方案和指标。 2 、浏览功能( v i s u a l i z e ) 采用图像、3 d 、视频以及其他多媒体方式对已有 成果进行浏览。 3 、分析功能( a n a l y z e ) 利用所拥有的专业的数据分析工具对特定的数据进 行分析。 4 、评价功能( s c o r e ) 计算和评价不同假定方案对指标所产生的影响。 5 、比较功能( c o m p a r e ) 比较不同方案的可替代性以及分析各方案的可行性。 6 、监控功能( m o n i t o r ) 对规划实施跟踪和监测。 北京市总体规划修编前期，丁成同、宋彦等运用i n d e x 从城市经济、社会、 环境、交通、土地消费等方面所产生的影响，对北京2 0 2 0 年城市空问布局的三 种规划模拟方案进行比较和评估。 ( 2 ) w h a ti f 7 “w h a ti f ? ”是美国理查德克洛斯特曼( r i c h a r de k l o s t e r m a n ) 教 5 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 授与e s r i 公司联合开发的商业化交互式规划支持系统，该系统主要是在e s r i 公司m a p o b j e c t s 组件的基础上用v b 语言编写而成的，并在开发过程中吸取了其 他诸多系统的规划思想，主要应用于土地利用规划、城市规划等领域，此外，在 财政、运输、环境等部门也有应用。 该软件主要是基于情景规划思想( s c e n a r i op l a n n i n g ) 开发的，正如“w h a t i f ? ”的名称所要表达的那样：“i f 表示“如果对于未来规划的假想或政策选 择是正确的话 ，“w h a t 表示“在这种选择下会产生的结果”。因此，“w h a t i f ? ”所提供的不是单一而准确的预测，而是在政策方针可以选择的情况下，对 不同选择情况所可能产生的不同结果的合理评价，以引导规划者做出合理的方案 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 1 、土地适宜性评价模块( d e t e r m i n i n gl a n du s es u i t a b i l i t y ) 确定土地 适宜性要素及要素的权重和等级，给出土地适宜性空间分布图。 2 、土地利用需求分析模块( p r o j e c t i n gl a n du s ed e m a n d s ) 分别从住宅、 工业、商业、生态保护地等几方面计算土地的需求情况，根据对不同分析因子的 计算，得出不同用地类型的供给和需求结果。 3 、土地利用需求分配模块( a i l o c a t i o np r o j e c t e dl a n du s ed e m a n d s ) 在 土地利用需求分析的基础上，对不同类型土地根据一定的标准进行空间分配，并 通过设置优先级的方式优先满足某种土地类型的需求，得出相应的分配方案。 “w h a ti f ? 也有一些明显的缺点：系统不能反映空间对象之间的相互吸 引和干扰情况；也不能模拟城市参与者如家庭人员、商业人员、城市开发人员行 为活动的影响情况；在技术操作上，“w h a ti f ? ”采用g i s 数据作为数据源， 但不能自行处理和修改g i s 数据，这无疑给后期操作带来了不便。 图卜4 “w h a ti f ? ”操作界面 2 0 0 5 年，我国武汉大学的杜宁睿和李渊在武汉大学学报( 工学版) 发表 了“规划支持系统( p s s ) 及其在城市空间规划决策中的应用”一文，将目前主要 的规划支持系统之一“w h a ti f ? 应用于我国西部某县城的规划实践中。 ( 3 ) c o m m u n i t y v i z c o m m u n i t y v i z 规划支持系统是o r t o n 家族基金组织在美国环境模拟中心 ( e n v i r o n m e n t a ls i m u l a t i o nc e n t e r ，e s c ) 支持下开发的，其目的是为土地利 用、城市规划等市政部门提供革命性的规划支持软件组，为所有公众提供便利的 7 量篙巨量詈 “10口bn厶臣 亡二口口口【二codn口 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 规划决策参与平台。c o m m u n i t yv i z 被用于综合规划、交通运输、农业、土地多 样性、环境、防洪、能源等多个领域。尽管c o m m u n i t yv i z 的开发目的是非盈利 的规划支持系统，但因为种种原因，其尚未实现完全免费，属于商业软件。 c o m m u n i t yv i z 是基于g i s 的规划支持系统，以交互式分析、模拟3 d 现实 环境以及协作式的社区理念而著称。人们可以利用c o m m u n i t yv i z 对可选择的决 策和规划行为进行权衡，分析其潜在的影响，对假定的情景从环境、经济、社会 等不同角度进行决策分析。 c o m m u n i t y v i z 软件3 3 版本由两个运行于a r c m a p 环境中的工具条插件组 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 1 3 研究内容和意义 自2 0 世纪7 0 年代末经济改革与8 0 年代土地改革以来，中国经济以前所未 有的速度快速发展。伴随着这种大规模经济发展浪潮的是城市规模的快速扩张， 主要表现在城市人口、建成区的增长。这使得城市规划需求量激增，刺激了规划、 设计市场的繁荣，但同时也给城市规划带来了巨大的挑战1 。城市规划传统的技 术方法已经很难跟上现实的需要，国内学者开始使用国际上较流行的规划支持系 统辅助规划工作。成功的案例有：北京市总体规划修编前期，丁成日、宋彦等运 用规划支持系统i n d e x 从城市经济、社会、环境、交通、土地消费等方面所产生 的影响，对北京2 0 2 0 年城市空间布局的三种规划模拟方案进行比较和评估。杜 宁睿、李渊将目前主要的规划支持系统之一“w h a ti f ? 应用于我国西部某县 城的规划实践中。 而在国际上广泛使用的商业性规划支持系统c o m m u n i t y v i z 在我国的运用至 今仍是空白。通常，一个国家或地区的规划体制、决策机制在一定程度上决定着 规划支持系统的运用所能发挥的作用。国外开发的每一个土地利用规划支持系统 都产生于某种特定规划体制、决策机制的背景下。中国的规划体制、决策机制， 乃至法律法规、经济发展水平、参与规划的条件都和西方国家有很大差异。所以， 国外的规划支持系统无法直接套用在我国的规划编制上。 本文的主要研究内容： 1 、研究规划支持系统c o m m u n i t y v i z 软件的应用操作技术路线以及数据构 建的关键技术。 2 、深入探讨c o m m u n i t y v i z 软件的辅助决策工具理论、方法，挖掘其满足 我国规划体制和机制的应用可能性和有效性。 3 、综合运用c o m m u n i t y v i z 软件的辅助决策工具，对某地的两个规划方案 进行深入全面的剖析、对比。 9 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 1 4 论文结构 论文共分为六章。第章为绪论，介绍了文章的研究背景、研究现状以及研 究内容和意义。 第二章详细介绍了c o m m u n i t y v i z 软件的概况和特色概念，并从软件的操作 界面入手，分别介绍了c o m m u n it y v i z3 3 版本的两个工具条组件s c e n a r i o3 6 0 和s i t e b u i l d e r3 d 。 第三章从原理和方法上深入解读c o m m u n i t y v i z 软件四个辅助决策分析： s u i t a b i l i t ya n a l y s i s 、b u i l d o u ta n a l y s i s 、t i m e s c o p ea n a l y s i s 、c o m m o n i m p a c t sa n a l y s i s ，并且立足于我国城市规划实践对这四个辅助决策分析的应用 前景加以阐述。 第四章将c o m m u n i t y v i z 软件四个辅助决策分析应用于某地的两个规划方案 的对比分析中，全面展示了c o m m u n i t y v i z 软件在定量和可视化方面的优势。 第五章为结论与展望。对本研究做出总结，对今后需要进一步深化研究的内 容进行展望。 1 0 华东师范人学2 0 1 0 届硕上学位论文 第二章c o m m u n i t y v i z 软件介绍 2 1 概况 c o m m u n i t y v i z 软件是美国0 r t o n 家族基金组织在美国环境模拟中心 ( e n v i r o n m e n t a ls i m u l a t i o nc e n t e r ，e s c ) 支持下由p l a c e w a y s 公司开发出品 的规划支持系统，3 3 版本由两个运行于a r c m a p 环境中的工具条插件组成： s c e n a r i o3 6 0 和s i t e b u i l d e r3 d 。 ( 1 ) s c e n a o3 6 0 s c e n a r i o3 6 0 是a r c g i sd e s k t o p 的一个扩展模块。规划人员、资源管理者、 地方政府可以使用s c e n a r i o3 6 0 ，以帮助他们在地区发展、土地利用、交通、生 态环境保护等方面做出决策。s c e n a r i o3 6 0 通过基于g i s 的决策支持工具，将不 同规划方案的影响直观地展现出来。既灵活易用又功能强大，s c e n a r i o3 6 0 支持 情景规划、适宜性分析、影响评估、增长模型和其它流行的技术。s c e n a r i o3 6 0 的多层次功能使得它具有广泛的应用范围。 s c e n a r i o3 6 0 主要具有以下功能： 1 、可用于模拟土地利用假定方案，输出可视化的2 d 图形，并对所需要讨 论的模拟方案从经济、社会、环境等方面给出直观的评价结果，这些评估结果不 仅包括直接影响，还包括潜在影响，不仅包括积极的效果，还有消极的影响，决 策者能够在对假设情景进行模拟和评估结果的基础上，在宏观上把握全局； 2 、为用户提供易于操作的界面，能够在同一窗口中并行察看、比较两种以 上的方案，方便地生成方案报告； 3 、能与s i t e b u i l d e r3 d 无缝整合，它所生成的2 d 图像在s i t e b u i l d e r3 d 里 面都可以被转换成3 d 。 总之，s c e n a r i o3 6 0 是一种有效、易用、可视化强的规划支持组件，用 c o m m u n i t y v i z 总裁d o u g w a l k e r 的话来说，“比起前代同类产品来说，s c e n a r i o3 6 0 在方案可视化和定量评价方案影响方面前进了一大步”。 ( 2 ) s i t e b u i l d e r3 d s i t e b u i l d e r3 d 是一款直接把二维地图转为三维场景，实现a r c g i s 中地图向 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 虚拟现实直接转换的软件。s i t e b u i l d e r3 d 作为a r c g i sd e s k t o p 的一个扩展模块， 只需点击几下鼠标，s c e n a r i o3 6 0 中的二维地图就可以转化为逼真的三维场景， 有利于决策者更好地把握方案中对象的相互空间关系和对比不同方案所产生的 影响。在s i t e b u i l d e r3 d 中，配有超过3 5 0 种房屋、建筑物、树木以及街道的 模型库用来帮助用户填充三维场景。 总的来说，c o m m u n i t y v i z 软件具有以下几方面优点： 1 、结构清晰，晃面友好，而且提供了丰富的教程、素材和案例，简单易学， 不仅专业人员可以使用，非专业人员也可以通过简单学习很快地掌握软件的基本 操作，因此具有广泛的公众参与基础。 2 、提供了丰富的对象和场景模板，系统的功能都能整合于a r c g i s 工具栏中， 对有a r c g i sd e s k t o p 操作经验的用户来说使用起来非常方便。 3 、尚有很大的应用开发潜力，工具属性值的设置选项很丰富，用户可以根 据自身需要随意设定。 2 2 特色概念 在c o m m u n i t y v i z 的软件体系中，有它自己独特的一些概念。这些概念体现 了c o m m u n i t y v i z 软件的分析思路，如果不了解这些概念，在使用c o m m u n i t y v i z 软件时就会遇到一些困难和障碍。以下将逐个介绍c o m m u n i t y v i z 软件的特色概 念。 ( 1 ) s c e n