3S技术在城市绿地系统规划中的应用-以岳阳为例

3S技术在城市绿地系统规划中的应用——以岳阳市为例杨帆，xxx，xxx(中南大学。。。,长沙。。。)摘要:为了推动3S技术在城市绿地系统规划过程中全面、系统的应用,本文在介绍3S技术应用基本情况的基础上,对3S技术在城市绿地系统规划中的研究应用及其主要功能做了简要分析；同时提出了城市绿地系统规划引入3S等新技术和新理论的必要性和可行性，以此为基础提出了3S技术支持下的城市绿地系统规划理论与方法体系，并在岳阳市绿地系统规划编制中进行了应用实践。研究表明，3S技术及其相关理论在城市绿地系统规划中的应用，合理有效，实用性较强，弥补了传统城市绿地系统规划理论与方法的不足，探索了一种新的规划途径。最后提出3S技术在城市绿地系统规划应用中还存在如下问题:(1)3S技术在城市绿地系统规划中存在理论、方法和技术不完善、不系统的情况；(2)缺乏3S技术与国家法定的城市绿地系统规划规范、标准和内容的对接性研究；(3)3S技术与其他相关理论的结合研究较少。关键词:3S技术;城市绿地系统规划;空间分析;岳阳市中图分类号：文献标识码：文章编号：Abstract:inordertoapplyinthecitygreenspacesystemplanningprocess,promotethecomprehensivesystemof3Stechnology,basedontheintroductionofthebasicsituationoftheapplicationof3Stechnology,theapplicationof3Stechnologyinthecitygreenspacesystemplanninganditsmainfunctionsarebrieflyanalyzed;atthesametime,thecitygreenspacesystemplanningandtheintroductionofnewtechnologiessuchas3Sandthenewtheoryofthenecessityandfeasibility,putsforwardthecitygreenspacesystemplanningtheoryandmethodsystemsupportedby3Stechnology,hasbeenappliedintheplanningofgreenspacesysteminYueyangcity.Researchshowsthat,application,3Stechnologyanditsrelatedtheoryinthecitygreenspacesystemplanninginrationalandeffective,strongpracticability,makeupforthedeficiencyofthetraditionaltheoriesandmethodsofcitygreenspacesystemplanning,toexploreanewwayofplanning.Finally,3Stechnologyalsohasthefollowingprobleminthecitygreenspacesystemplanningapplications:(1)the3Stechnologytheory,methodandtechniqueisnotperfect,nosysteminthecitygreenspacesystemplanninginthecaseof(2)lackofdockingstudyof3Stechnologyandastatutorycitygreenspacesystemplanningnorms,standardsandcontent(3)basedontheless3Stechnologyandotherrelatedtheory.Keywords:3S;citygreenspacesystemplanning;spatialanalysis;YueyangCity随着城市化进程的加快，一方面城市环境问题日益突出，在有限的城市空间环境中拓展绿地范围，改善城市人居环境，已成为一项关系到城市可持续发展的迫切任务。城市绿地系统作为城市景观的主要类型，在维持和改善城市的生态环境中起着极为重要的作用。另一方面加强新技术和新理论在城市绿地系统规划中的应用研究，既是城市人居环境建设的需要也是城市绿地系统规划学科发展的需要。为此，本文针对当前我国城市绿地系统规划编制中存在的主要缺陷，从提高规划的合理性和科学性出发，对以3S技术为代表的新技术新理论在城市绿地系统规划中的应用进行了探讨，试图丰富和完善在3S技术支持下的具有普遍指导意义的城市绿地系统规划理论与方法利用3S技术结合景观生态学基础理论通过对城市绿地系统的景观格局、城市生态环境及其与各景观要素之间的相互联系进行了相应的绿地系统规划。以达到城市绿地率提高、保证城市居住质量，使城市绿地系统建设速度与城市发展相匹配13S技术简介1.13S技术的组成(1)遥感(remotesensing,RS)是指使用某种遥感器,不直接接触被研究的目标,感测目标的特征信息(一般是电磁波的反射辐射或发射辐射),经过传输、处理,从中提取人们所需的研究信息的过程[1]。遥感可分为航空遥感、航天遥感等。遥感技术具有探测范围大、资料新颖、成图迅速、收集资料不受地形限制等特点,是获取批量数据快速、高效的现代技术手段。(2)地理信息系统(geographicinformationsys-tem,GIS)是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地表层(包括在大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、查询、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统[2]。它将空间位置概念引入,使原来抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解。作为一种综合、优秀的数据采集、分析处理技术,GIS现已广泛运用于测绘、国土、环保、交通及城市规划等许多领域。(3)全球定位系统(globalpositioningsystem,GPS)(如图1)是建立在无线电定位系统基础之上的空间导航系统,由空间卫星、地面控制站、用户设备三部分组成,利用卫星信号来准确测定待定点的位置,具有全球性、全天候的连续定时定位能力。主要用于实时、快速地提供目标的空间位置,为所获取的空间及属性信息提供准时或准实时的空间定位及地面高程模式[3.]。图1GPS空间示意图1.23S技术的结合利用RS获取影像,通过影像处理输入GIS,GIS实现对数据的有效管理,GPS获取准确的定位。3S技术作为一个有机整体,利用RS和GPS为GIS提供高质量的空间数据,而GIS是综合处理数据的理想平台,反过来提升RS与GPS获取信息的能力,所以将三者统一运用,能够大大提高成果精度和工作效率,同时节约大量人力、物力和时间[4]。23S技术在城市绿地系统规划中的引入2.13S技术在城市绿地系统规划中的应用分析在国外以计算机为支撑的“3S”(RS，GIS，GPS)技术，在城市绿地系统等相关景观规划领域有着广泛的应用[5]，随着国内外交流的深入，我国的专家学者也对3S技术在城市绿地系统规划的应用进行了大量的探索，其作用也越来越得到更多专业人士的认可。（1）资料收集、数据共享与信息交流在城市绿地系统规划中，基础资料特别是城市绿地数据资料的实时性、准确性是规划编制成功的关键所在。利用3S技术，可以获取卫星影像图、航测图、GPS定位数据等最新、最准确的地面数据信息[6]。例如，人们可以站在地球上的任何一个位置从仪器上精确地读出所在的经度、纬度和高程，并且随着位置的移动，还可以自动绘制出移动的轨迹，这对基地信息的实时准确收集工作由此将变得更为轻松。（2）信息提取与空间分析地理信息系统(GIS)为风景园林专业人员提供了直观而理性的空间分析工具。通过GIS对遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS等收集来的各种资料进行绿地相关的各种信息进行提取分析，可以在绿地评价和规划中建立所需的空间数据库，并可以对各种信息进行查询，将反映基地的各种绿地要素信息进行统计，以及对各种地图要素进行操作、编辑和输出等。运用GIS图层叠加功能，可以得到城市绿地系统具有多重属性的新层。这种技术在城市绿地系统规划过程中，可以通过对用地不同属性的分解与统计，形成专题图层，再根据不同的专题图层进行用地开发的适宜性评价，从而为规划提供依据。另外，缓冲区分析、数字地形模型分析、网络分析等GIS所具有的强大分析功能，使城市绿地系统规划能在复杂的数据集合中提取有用的信息用于绿地的选址、规划范围的划定、休闲设施的布点等规划设计过程，并绘制各种分析图件[7]。利用RS技术和GIS技术还可准确测定绿地范围、面积、树种结构、种类，甚至树种的生长状况。例如，根据遥感图像的色调、纹理、形状，可以分析出哪些图像表示绿地，哪些图像表示不同的树种。甚至，利用GIS并根据专家的识别经验编制相应的计算机程序可用于遥感图像中树种的比较、分析与识别等。（3）规划效果模拟与评价运用3S等多种技术，可将规划的山、水、树、路、建筑等要素置于基地场景中，并通过视线的分析、光线的变化、气象模拟、植物生长模拟等手段，方便地分析出规划的不足，并及时作出调整。在强调大众参与决策的今天，这种方式更为理性。用RS、GPS获取的地形、地势、植被、水体、地质等数据通过GIS空间分析，可评价城市绿地植被景观质量，自动做出评价[8]。（4）动态监测与规划利用不同时期的遥感图像，通过GIS软件的叠加分析，可以对区域绿地变迁、城市绿地发展、园林绿地建设进行动态监测，对于各种类地类型，综合运用“3S”技术，还可以建立城市绿地管理系统[9]，以便对城市绿地系统进行高效、动态的监测和管理。（5）虚拟园林绿地技术如今，3S融入多媒体动画的虚拟现实技术已开始渗入城市规划相关领域。运用这种技术，人们带上特制的头盔(或眼镜)与数据手套等传感器，就可以置身于虚拟的场景之中进行各种操作，以达到学习知识、训练技能等目的。在城市绿地规划领域，同样可以通过建立虚拟园林绿地来表达规划成果或满足虚拟模拟的要求。目前这种技术在风景园林领域尚处于探索阶段[10]。（6）远程管理与施工通过计算机网络及相关技术，园林设计师可以方便地进行千里之外的基地设计、施工与管理。在信息技术的支持下，通过异地的合作者，可方便地通过GPS或RS系统进行异地测量，并将测得的电子数据借助于网络技术导入本地的CAD系统或者GI系统。这个过程用传统的方式费时又费力，而应用这种技术可以在短期内完成[8]。设计完成后，可以将在CAD中设计的图纸调入GPS系统，相应的远程控制系统将自动地进行小品、道路、树木等景观元素放线工作。在施工过程中，可以随时了解施工进展情况，以便动态的完善设计以及提出管理意见，特别是对于那些敏感的文物古迹或古树名木等[11]。33S技术支持下的城市绿地系统规划理论与方法体系城市绿地系统规划编制纲要（试行）》明确指出了城市绿地系统规划的主要任务是在深入调查研究的基础上，根据《城市总体规划》中的城市性质、发展目标、用地布局等规定，科学制定各类城市绿地的发展指标，合理安排城市各类园林绿地建设和市域大环境绿化的空间布局，达到保护和改善城市生态环境、优化城市人居环境、促进城市可持续发展的目的；而且详细列出了城市绿地系统规划的主要内容。因此，3S技术支持下的城市绿地系统规划必须与《城市绿地系统规划编制纲要（试行）》相对接，编制出具有可操作性的城市绿地系统规划成果，本研究才具有现实意义。城市绿地系统规划的编制主要通过四个步骤来完成：资料的调查与整理、调查结果的分析与评价、绿地系统规划目标与指标的确定和空间布局以及规划成果的完成（文本、图件、规划说明书和资料汇编等）。城市绿地系统规划的重点和难点主要是有：①对城市绿地现状信息的调查和分析。城市绿地现状信息的准确与否关系到规划目标和指标的科学性；②能否最大可能的提高公园绿地的使用公平和效率是公园绿地体系规划成功与否的前提；③把绿地系统布局到城市最需要、最