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3S技术在国土空间规划中的应用前瞻

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发表时间:2018-12-26 10:51作者:孔垂锦来源:云南省城乡规划设计研究院网址:http://www.yncityplan.com


3S技术是遥感(RemoteSensing,RS)、地理信息系统(GeographicalInformationSystem,GIS)、全球定位系统(GlobalPositionSystem,GPS)的统称。随着城市的发展,以GIS为核心的“3S”技术逐渐成熟,提供了全新的信息识别、空间分析技术和方法。GIS强大的数据分析整合能力在国内外有着广泛的应用,但面对不同的用户有着较大差别。

作者:孔垂锦


在国土空间规划中,构建空间规划治理体系是实施国土空间用途管制的基础,空间治理体系从国家到省、市县有不同要求,主要如下:


资料来源:梅耀林(江苏省城乡规划设计研究院)


3S技术在数据管理分析、集成可视化等方面有较大优势。数据管理方面,3S技术拥有海量空间数据的定位、存储、空间数据处理与分析以及快速三维计算与显示。数据集成方面,其空间数据库可以将数字模型、图形矢量库、影像栅格、DEM数字高程模型等多库集成。3S技术快速、高精度、信息实时采集的特点完全符合国土空间规划治理体系的内容要求,已经成为国土空间规划中最重要的技术支撑。

在此通过一些案例的分析来简述3S技术的应用。

1、现状调研数据库的建立


基于卫星影像底图,将调研中拍摄的照片通过GPS的位置获取技术准确落在底图上;结合Arc-GIS软件可视化展示,构建现状照片调研数据库、生成现状调研路线。照片调研数据库可以精确定位到每一张照片的拍摄地点,后期使用查看时大大提高工作效率。它可以使用常见的内置GPS设备(智能手机等)轻松实现,如图所示:



2、基础地形分析


项目开始初期,经常会遇到没有测绘地形图的情况,可以通过DEM高程数据来提取大量地表信息。DEM数字高程模型常用来研究分析地形、水文等。目前研究分析中常用的DEM数字高程模型来源有地理空间数据云和地理国情监测云平台。DEM基础信息为:空间参考:




GCS_WGS_1984、分辨率30米。

通过下载的DEM数字高程模型可以得到前期的基础分析,如高程、坡度、坡向、。




3、构建场地及周边地表模型



地表模型(作者自绘)


在尚未获取测绘高程数据或者规划数据不全的时候,可以采用地表DEM数据构建地表模型,结合地表模型进行基于山体高度的城市天际线研究、城市空间景观视线分析等工作。


4、遥感影像翻译


遥感数据分为三种类型:卫星遥感、航天遥感、地面遥感。城乡规划中最常用的是卫星遥感数据,常见的有LANDSAT数据、ASTER数据等,其中以LANDSAT数据最为普遍。目前国内公开下载的卫星遥感数据大多自地理空间数据云。

目前最常用的数据来自于LANDSAT-8卫星,空间参考为GCS_WGS_1984,精度为30米。

可以通过对历史遥感影像数据的用地翻译,实现城市的空间演变、城市用地性质变更等分析。


图片来源:地理空间数据云


通过对遥感影像的用地翻译,可以得出昆明市主城区2000年到2018年用地变更和城市空间演变,如下图所示:


昆明主城区2000年遥感影像



昆明主城区2018年遥感影像




5、城市基础信息获取


百度地图/高德地图/谷歌地图拥有庞大的城市基础信息,通过ArcGIS对数据识别,可以准确得到建筑外轮廓、建筑层数、道路、公交线路、绿地、水体等城市分析数据,快速构建城市基础信息模型。如下图的昆明市中心城区的数字模型:



6、其他应用


设计过程中可以使用Arc-GIS分析软件和City Engine建模软件对设计进行多维评估。如用地适宜性评价、居住用地评估、城市街道功能评估、城市通勤成本分析、交通可达性分析、城市联系度分析等。


基于铁路数据的2017年中国城市通勤成本分析(作者自绘)





结合大数据,3S技术在国内被越来越多地运用于智能方向分析研究,如城市大脑、智慧城市等;在国外,EsriCityEngine已经为电影的三维场景提供建模。



小结


3S技术作为信息化、数据化时代的技术产物,已经成为构建空间治理体系的重要技术保障,在国土空间规划的各个环节体现其重要的应用价值。随着技术的发展,还有更多的研究等着我们去探索发现。





编辑制作:云南省城乡规划设计研究院 信息网络图文中心