3S技術的發展趨勢與在城市規劃中的應用前景

■王亞雄

（青海省第二測繪院青海西寧810001）

3S技術的發展趨勢與在城市規劃中的應用前景

■王亞雄

（青海省第二測繪院青海西寧810001）

隨著各種高新科技的不斷飛速發展，信息化和數字化正越來越多地引入建設當中。"3S"技術，即GIS（地理信息系統）、RS（遙感）、GPS（全球定位系統）作為支撐信息化和數字化的重要技術手段，作為新興的具有極大應用價值的信息科學技術在最近十余年的發展近乎神速，已經廣泛地應用到城市規劃與建設當中，在國民經濟和社會發展中發揮出越來越大的作用。文章簡要闡述了"3S"技術的基本原理，城市規劃概念發展歷程及發展趨勢；主要論述了地理信息系統、全球定位系統、遙感的發展趨勢，并分別詳細介紹了GIS、RS、GPS及"3S"技術在城市規劃中的應用前景。"3S"技術應用到城市規劃中使城市建設信息化，使得規劃更具科學性、實用性和可操作性。

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1　“3S”概念

“3S”技術是地理信息系統、遙感技術和全球定位系統的統稱，是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術。

RS是指從高空或外層空間接收來自地球表層各類地物的電磁波信息，并通過對這些信息進行掃描、攝影、傳輸和處理，從而對地表各類地物和現象進行遠距離控測和識別的現代綜合技術。遙感技術可用于植被資源調查、氣候氣象觀測預報、作物產量估測、病蟲害預測、環境質量監測、交通線路網絡與旅游景點分布等方面。

GIS就是一個專門管理地理信息的計算機軟件系統，它不但能分門別類、分級分層地去管理各種地理信息；而且還能將它們進行各種組合、分析、再組合、再分析等；還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。地理信息系統還有一個特殊的“可視化”功能，就是通過計算機屏幕把所有的信息逼真地再現到地圖上，成為信息可視化工具，清晰直觀地表現出信息的規律和分析結果，同時還能在屏幕上動態地監測“信息”的變化。總之，地理信息系統具有數據輸入、預處理功能、數據編輯功能、數據存儲與管理功能、數據查詢與檢索功能、數據分析功能、數據顯示與結果輸出功能、數據更新功能等。

GPS是美國從20世紀70年代開始研制，于1994年全面建成，具有海、陸、空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。GPS是由空間星座、地面控制和用戶設備三部分構成的。GPS測量技術能夠快速、高效、準確地提供點、線、面要素的精確三維坐標以及其他相關信息，具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，廣泛應用于軍事、民用交通（船舶、飛機、汽車等）導航、大地測量、攝影測量、野外考察探險、土地利用調查、精確農業以及日常生活（人員跟蹤、休閑娛樂）等不同領域。隨著“3S”技術的不斷發展，將遙感、全球衛星定位系統和地理信息系統緊密結合起來的“3S”一體化技術已顯示出更為廣闊的應用前景。以RS、GIS、GPS為基礎，將RS、GIS、GPS三種獨立技術中的有關部分有機集成起來，構成一個強大的技術體系，可實現對各種空間信息和環境信息的快速、機動、準確、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技術集成在城市規劃管理中的綜合應用

2.1城市規劃管理基礎數據的獲取、管理與更新

通過利用遙感、空間定位技術快速準確地獲取城市信息，為城市規劃管理提供豐富、翔實的空間信息，獲得如數字線劃圖、正射影像圖等數字測繪產品。建立地理信息數據庫對城市信息進行管理實現空間數據與屬性信息一體化管理，為城市規劃管理提供數據支持，提高了城市規劃管理的工作效率。利用遙感技術對城市內部建筑密度、植被、交通、環境等信息進行周期性、快速地采集，并以影像為基礎對城市地物地貌進行采集對地理信息數據庫進行更新，可為城市規劃提供有效的數據支持。

2.2規劃管理、輔助決策

利用3S技術、數據庫技術、網絡技術建立整套規劃管理系統，如辦公自動化系統、電子報批系統、規劃信息系統等一系列子系統涵蓋規劃管理的各個業務流程，輔助城市規劃者進行城市規劃管理。GIS具有強大的空間分析功能，可以利用空間分析工具對城市信息進行分析，以獲得城市規劃所需的各類信息，如城市人口密度、城市綠化覆蓋率、交通情況等，幫助城市規劃者找出城市發展規律及存在的問題，進而更為有效地進行城市規劃和管理。此外，3S與虛擬現實技術、網絡技術等技術相結合所構建的虛擬城市三維系統可為城市規劃管理、城市規劃審批提供一個全方位、多角度、多層次、多維度的技術手段，可以實現對不同規劃方案的比較、調整、分析，從而提高城市規劃管理水平，輔助規劃者做出正確的決策。

2.3公眾參與、執法監察

3S技術的集成促進了土地利用的動態監測和規劃執法檢查。通過建立歷史影像數據庫，定期對城市遙感影像進行采集更新，并采用遙感數據和歷史影像數據進行復合分析，同時利用GPS測量土地利用的變化數據，再根據現場勘察資料，利用GIS技術進行準確詳查，增加了監測的主動性、及時性和客觀性。此外，通過網絡技術將規劃信息進行公示，采用虛擬現實手段將規劃方案及城市的各類規劃成果進行網上公示，征求公眾意見，吸引公眾參與城市規劃管理，不僅提高了城市規劃管理的透明度，也提高了城市規劃管理的群眾參與度，輔助決策者制定科學更為有效的城市規劃管理決策。

3　結語

21世紀我國城市必將進一步迅速發展,隨著城市現代化建設與管理的加強,各大中城市建立城市地理信息系統將是必然趨勢。目前北京、上海、廣州等大城市均已提出建立數字城市的規劃，3S技術的發展與應用將推動數字城市規劃技術從定性到定量的飛躍和理論從經驗到科學的轉變。

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[2]戴德藝.基于景觀生態分析的城市綠色天際線規劃研究 [D].中國地質大學,2014.

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[文獻碼]

1000-405X（2016）-7-285-1