3S技术在区域规划中的应用

3、技术在区域规划中的应用摘录日期:2007/8/270:00:00出处：（作者）梁勇林祥国 阅读:90摘要：空间规划成为今后区域规划的重心之一，解决建设项目的空间布局、专题规划之间的彼此矛盾成为空间规划的主要任务。3S技术的发展与成熟为空间规划的实施奠定了良好的基础，基于3S技术的区域规划系统不仅便于统计数据的栅格化处理，还可以实现规划方案的辅助设计、规划对象的时空属性数据管理、规划方案的空间效应分析、规划方案的综合评价和比选等。本文以泰安市为例，介绍了3S技术在区域规划中的应用。关键词：3S技术；区域规划；空间信息；空间分析；三维分析引言区域规划是对区域内未来一定时期经济社会发展和土地利用的总体部署。长期以来，由于规划体制不适应区域发展的客观要求，区域规划的成果在实施过程中存在许多问题，主要表现在：国民经济与社会发展中长期规划往往侧重于对统计型经济社会发展指标的制定，而忽略了产业、建设项目空间布局的科学性、合理性，存在建设项目的区位与区域承担的生态功能等相冲突的情况；部门独立进行的专项规划，但不同部门的规划内容在空间上往往存在较大的矛盾，如城市规划与土地利用规划中土地利用性质的不一致。为此，国家发展和改革委员会正在对“十一五”地区国民经济与社会发展规划进行规划体制的重大改革，改革的重点之一就是突出强调空间规划的内容。区域规划中诸多与空间位置相关的问题完全可以借助先进的3S（GPS,GIS,RS）技术加以克服，而且3S技术为区域规划的开展提供了一个崭新的平台。遥感（RS）获得的影像资料可以揭示当前的土地利用总体情况和提取多种专题数据，如道路分布、水系分布、矿产资源分布、公矿企业分布等；全球定位系统（GPS）可以确定影像数据校准所需控制点和重要地物的空间坐标；地理信息系统（GIS）为影像数据和各种专题数据提供了公用的平台，不仅可以进行经济社会统计数据的栅格化处理，如格网人口、GDP数据，而且还可以进行规划方案的辅助设计、规划对象的时空属性数据管理、规划方案的空间效应分析、规划方案的综合评价和比选等。同样，长期以来，泰安市在区域规划中也存在城镇规划、经济功能区划、生态区划、城市规划以及土地利用规划彼此空间上重叠、偏离、矛盾等问题，严重影响了规划的实施。正在进行的泰安市“十一五”规划中，吸收以往规划的经验与教训，充分利用3S技术解决各专题规划因脱节而造成的空间矛盾问题。基于3S技术的区域规划系统的实现过程2.1.系统的设计流程基于3S技术的泰安市规划系统采用了ESRI公司的ArcGIS进行二次开发的，主要是应用ArcMap、ArcCatalog和ArcScene，并利用可视化分析模块3DAnalyst对其进行三维功能扩展，然后在此环境下，应用ArcGIS的内置VBA进行客户化，添加面向区域规划的功能菜单和工具条，实现了面向区域规划的实用功能，系统设计流程图见图1。数据源及多元数据的集成基于3S的泰安市区域规划系统的制作数据有市域范围1：5万数字化地形图、市区1：1万数字化地形图、数字正射影像数据（DOM）、土地利用数据、经济社会统计数据、专题规划数据。数字化地形图是国家测绘部门生产的空间基础地理要素的数据，是实现泰安市区域规划系统的最基础的空间数据。它可以派生数字线划地图（DLG）和数字高程模型（DEM）。DLG包括了行政区划境界、河流、水库、道路、居民点等基础地理信息；DEM数据是区域地形的数字表达，是区域规划三维显示与表达的最基础数据。DOM数据包括航片和卫片。遥感数字图象是地面景观在成像平面上的投影，它客观的反映了某一特定时刻地表的真实景观，具有现实性强、色彩丰富、表现直观、信息量大等特点。遥感影像不仅是提取土地利用数据等的重要数据源，而且由于其有丰富的地表信息，用作三维显示时的地表文理效果很好。为此，我们集成了全市范围内中低分辨率的SPOT数据，并于2004年12月份接收了市区高分辨率的IKONOS数据。土地利用数据是区域规划的重要基础数据。我们集成了市域1：5万土地利用数据和市区1：1万土地利用数据，能满足土地利用总体规划和城镇体系规划的要求。栅格化经济社会数据。基于行政单元的统计数据是反映经济社会运行的主要数据，但这种数据对区域规划的需求而言存在很大的局限性。区域规划中，对基于非行政单元的经济社会运行数据需求很到，如按城市建城区、城市吸引范围、流域、交通干道沿线、经济功能区等统计的经济社会指标。目前，解决好这一问题的较好技术手段是将基于行政单元的统计数据进行空间离散化处理，生成一千米（或其他尺度）的栅格数据集。基于3S技术的泰安市区域规划系统集成了1千米格网的人口、GDP等数据，可以在此基础上进行任意类型的区域数据的查询汇总。专题规划数据集成了各个政府部门进行的各项专题规划，包括2005-2010年的泰安市交通规划、旅游规划、经济区域功能划分和协调空间开发秩序规划、电力规划、燃气管线规划、生态环境保护规划等各专题的规划。基于3S技术的区域规划系统的功能实现三维立体显示及模拟飞行观察该系统以数字高程模型为基础，提供了强大的三维交互地形可视化环境，利用DEM和DOM，可以生成三维透视景观，包括以下功能：DEM显示。在ArcMap、ArcScene下，对grid或tin都可以全方位的观察，见图2。系统还支持灰度或分层设色（彩色）显示、放大、缩小等功能。DEM数据与专题数据的迭合显示。将地形数据与DOM数据迭合显示可以生成立体地面实况图，见图3。使用该功能，不仅能察看地形特征，还能查看地表道路、水系、建筑物、植被等特征。另外，地形数据还可以与土地利用图、城市规划图等专题图像迭合，生成专题立体图，便于分析、研究（图4）。三维飞行鸟瞰。该功能使观察者任意或沿既定的路径动态的、多方位的观察感兴趣的地段，有逼真的、身临其境的感觉，从而为决策者和市民提供全方位的观察条件，实现足不出户即可巡视泰安。规划数据的时空数据管理GIS系统为属性数据和空间数据的一体化管理提供了可行的解决途径。在该系统下，可以灵活的实现空间数据、属性数据的互查询，还可以随时的修改和添加属性数据。规划方案的辅助设计图4泰安市主城区的电子沙盘Fig.4ElectronicSandTableofainCityofTaianArcGIS强大的空间编辑功能可以对交通线路等规划对象进行创建、修改和删除。而其完美的空间分析功能，如表面分析、缓冲区分析、重分类、单元统计、坡度分析、等值线分析、最短路径分析、成本分析等功能为交通线选址、建设项目选址、有机蔬菜基地选址、城市污水处理厂、汽车站选址等提供了强有力的工具，可以帮助规划者确定最合理的规划对象的区位。规划方案的空间效应分析各专题规划涉及空间区位的部分可以通过叠置分析、拓扑分析来发现矛盾，并利用辅助设计功能修改局部的规划对象。泰安市开发区区位专题与水文专题叠置后，发现规划的磁窑经济功能区与大汶河的空间距离过近，将来可能形成大汶河及东平湖的潜在污染源，建议功能区南移。另外通过可视性分析，可以确定待建的工程项目是否影响了其周边的观察点与泰山之间的通视性，为泰安市“城中见山”城市发展战略的实施提供了可行的解决途径。空间效应分析还可以帮助规划者及时发现地区规划与国家或省级区域规划或专题规划相矛盾的地方，及时纠正问题。通过空间分析，国家的待建京沪高速铁路将严重制约泰安市的中心城区的西部发展空间，发现问题后，市委市政府通过多方面的说服工作将待建京沪高速铁路西移数千米，为泰城的城市发展赢得了空间。规划方案的综合评价与比选做出优化的规划方案是区域规划的主要目标。由于区域发展过程的不确定性和复杂性，规划工作往往通常提出多种规划方案以供比选。方案的比选通常有对不同规划方案的定量评价、公众参与投票、专家评审等多种方式。不同于传统的规划手段，基于3S的区域规划系统，不仅能可视化的展示每个区域规划的效果，还可以借助网络发布技术（如结合ArcGIS的ArcIMS）可以很容易的实现把各种规划方案发布在网上，为社会各界参与规划方案的制定提供了强有力的手段，保证规划的科学与民主。此外，网络发布还可以使更多的人了解规划地区的资源环境、经济发展、文化背景等；还可以做成多媒体教材，声形并貌，易于接受，进行基础地理知识的普及和教育⑵4.结论与展望基于3S技术的泰安市区域规划系统是一个基于ArcGIS平