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第1页建筑与城市规划系景观学专业1112班学号1120122210姓名钱梦菲┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉密┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉封┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉线┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉试卷类型:A苏州科技学院城市地理信息系统试卷使用专业年级2011级城市规划、建筑、园林考核方式:课程论文共1页题号合计得分题目:大数据和地理信息技术在智慧城市规划(景观规划/建筑设计)的应用(根据自己专业选择题目)内容要求:1、运用所学GIS理论、技术与方法,结合案例,分析GIS技术在本学科的主要应用领域;2、应用电子期刊数据库进行文献检索;3、可以适当借鉴文献内容,但是禁止剽窃,引用部分标注出处。格式要求:4000字左右,课程论文封面应包括内容:课题论文题目,院系、专业、班级、姓名、学号和日期。论文必须包含:题目、中文摘要、关键词、论文主体和参考文献。论文题目小三宋体加粗居中;摘要、关键词五号宋体单倍行距;一级标题小四宋体加粗1.5行距;二级标题五号加粗;正文五号宋体单倍行距,段落首行缩进。A4纸单面打印。第2页大数据和地理信息技术在智慧景观规划的应用院系:建筑与城市规划学院班级:景观1112姓名:钱梦菲学号:1120122210日期:2014年12月28日第3页大数据和地理信息技术在智慧景观规划的应用摘要:地理信息系统(GIS)具有强大的空间数据处理和辅助决策能力,通过它的数据采集、分析评价、实时可视性以及便于公众参与等功能,必将在园林规划设计革新中发挥越来越重要的作用。关键词:GIS理论与技术、景观规划、案例应用景观是指土地及土地上的空间和物体所构成的综合体。它是复杂的自然过程和人类活动在大地上的烙印。景观设计学是一门建立在广泛的自然科学和人文与艺术学科基础上的应用学科。尤其强调土地的设计,即:通过对有关土地及一切人类户外空间的问题进行科学理性的分析,设计问题的解决方案和解决途径,并监理设计的实现。古人云:“知己知彼,方能百战不殆”。要想做出成功的景观设计,首先我们就要对要设计的对象有深刻而全面的认识,然后通过专业的设计手法和科学的设计手段才能实现。在科学技术迅速发展的当今社会,不断革新的现代技术正纷纷投入到社会各方面建设中来,这些技术拓宽了我们的思维与视野,也提高了我们的工作效率与质量。景观设计作为人类社会的一项重大事业,也脱离不了现代技术的强力支持。GIS技术作为一个收集、存储、分析和传播地球上关于某一地区信息的系统,就承担起了这项使命。一、GIS理论地理信息系统(GIS,GeographyInformationSystem)是一门由信息科学、计算机科学、现代地理学、测绘遥感学、空间科学、环境科学和管理科学等多门学科综合而成的新学科,其核心是计算机科学,基本技术是数据库、地图可视化及空间分析技术。简单地说,GIS是处理地理数据(信息)的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。地理信息系统中“地理”的概念并非指传统的地理学,而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标(空间)数据、属性数据以及以此为基础的各种应用技术。1963年,加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出了地理信息这一术语,他指出“要把地图变为数字形式的地图,以便计算机进行分析与处理”的新概念,从此开创了利用计算机技术处理地理空间数据的先河。1971年他主持建立了世界上第一个GIS———加拿大地理信息系统(CGIS),用于自然资源的管理和规划。空间位置、属性及时间是地理信息的三个基本要素。地理信息既有空间特征,又有各种属性特征,并随时间而变化,具有海量数据量。例如车辆导航系统,与导航相关的信息如城市建设、道路建设、路况均随时间而变。另外,系统所用导航地图中应包含景点、超市、加油站、餐馆、旅馆、停车场等空间属性供用户查讯,且这些属性亦随时间而变化。古往今来,几乎人类的所有活动都是发生在地球上,都与地球表面位置(即地理空间位置)息息相关,随着计算机技术的日益发展和普及,地理信息系统以及在此基础上发展起来的“数字地球”、“数字城市”在人们的生产和生活中将会起着越来越重要的作用。二、GIS技术2.1组件式GIS的研究建立一个小型的GIS己不是一两个人所能完成的,“数字地球”的建立更是一个极为庞大的系统工程,需要世界各地的人们参与。因此,把庞大的GIS软件系统分解成众多的GIS“元件”,可按应用需要将这些“元件”组装成“定做系统”。怎样将这些GIS“元件”通过标准的系统环境(如OLE和OpenDOC)与其它非GIS的“元件”嵌接,有效地实现系统合成,就成了GIS的研究方向。一旦实现了这一步,全世界的人都可以参与GIS的建设,完善数据库,建立丰富的元件库,用户可根据需要拼装调用。这种组件式的GIS的各元件或数据应该是分布式的存贮,通过分布式对象管理系统进行管理。2.2三维GIS技术三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求。三维GIS和二维GIS相比,可以帮助人们更加准确真实地认识我们的客观世界。以前的三维显示只能应用在大型的主机和图形工作站上,且只在极少数的部门如地震预测、石油勘探、航空视景模拟器中得到应用。随着计算机技术的发展,硬件成本不断地降低,一台普通的PC机就可以很轻松地进行真三维显示和分析。以前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和第4页操作功能,但这与真三维表示和分析还有很大差距。现在,三维GIS可以支持真三维的矢量和栅格数据模型以及以此为基础的三维空间数据库,解决三维空间操作和分析问题。2.3多媒体GIS技术多媒体技术正在进入GIS中,以改善GIS的数据采集、数据处理以及成果表达与输出的效能,发挥声、像等多媒体的应用。目前,图形、图像的立体显示己成功地融入数字摄影测量系统(DPS)中,DPS与GIS的集成和多媒体技术的应用将把我们感兴趣的东西变成一个虚拟实体。还可以将GIS以“虚拟现实”的方式输出,人们可通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等来感知GIS的输出。由上可见,地理信息系统已在人类生活和国民经济中起着十分重要的作用,预计地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头,成为高科技领域的核心技术,并已被公认为21世纪的支柱产业。三、GIS在景观规划中的应用GIS在景观规划中的运用主要有以下几点:用地适宜性分析评价,环境廊道分析,地势地形分析,坡度坡向分析,景观视线视域分析,三维显示。用地适宜性分析在景观规划和场地分析设计中是一种运用范围十分广的理论方法,由麦克哈格提出的用地适宜性分析理论核心是对自然、政治、经济、文化等要素进行定量的分析,从而在了解当地情况、现有政策、经济现状、环境科学及在适宜的开发实践的基础上,对土地适于不同开发利用的能力做出相关评价。GIS中的对矢量图层和格栅图层均有叠加分析的功能,可以满足评价的实现。在现实实践中,已有公园选址评价模型、土地利用分析模型为规划提供服务。地势地形分析是景观规划设计中的一个重要环节,只有掌握地势地形特点才能够在规划时对不同的用地作出合理布局,使规划更满足实际情况。对于地势地形的分析需要对规划地段进行数据采集工作。GIS中对于地势地形的分析,可先根据采集的数据对规划地区建立平面地形图,在平面图的基础上,建立数字高程模型,通过三维透视,直观的观察地形,再针对不同的地形做相应的安排。对规划地区进行地形分析中的重要的一方面是坡度坡向分析。区域的坡度大小直接影响到其在景观规划中的利用方式及施工时的工程量,坡向则影响着建筑的通风和采光以及植物的选择和布置。因此,在景观规划中,坡度坡向分析也是一项重要的工作。GIS中的3D分析拓展模块有坡度坡向分析功能,将其与DEM结合,生成坡度坡向分析图,为规划人员对于场区的布置及植物选择提供直接参考网。三维技术对规划设计进行观察的作用是不可忽视的,对规划设计者来说,通过对景区三维显示可以更好看到规划效果,以便在初步成果基础上对结果修改调整,对社会大众来说,将成果做成三维效果图在网上公布,大众参与评分,对成果进行及时反馈,是对传统从规划到实施流程的一种创新。在GIS中,通过在二维图层上对要素上叠加数字高程,实现从二维到三维的转换,初步实现三维虚拟场景的制作,通过配色,选择合适的符号等工作,可进一步使三维虚拟场景美观、真实。四、案例:北京香山滑雪场4.1概况:该场地占地6公顷,甲方为海南宝康实业有限公司。该项目的特色和规划思想是保护香山植物园的自然与文化氛围,减少景观的改变游园环境的冲击,创造良好的体育休闲环境。在一个象北京香山这样一个生态、文化和视知觉都很敏感的地段建设大型的体育运动项目必会对香山特有的生态、文化和感知氛围造成冲击,所以,系统的景观分析和评价,以便尽可能减少其对环境的不良冲击,不但对本项目设计中具有重要意义,对类似项目的规划也必有可借鉴之处。香山滑雪场规划探讨了如何在一个极敏感地段进行项目规划的研究程序,特别讨论了地理信息系统支持的景观安全格局设计途径。4.2研究目的与方法4.2.1研究目的北京香山滑雪场位于北京植物园西区待开发预留地,毗邻卧佛寺,其建设涉及局部景观改变,如果不对场地进行认真的规划与设计,必然会对周围景观的生态过程、视知觉过程和文化氛围带来不良的冲击。同时,不良景观改变还有可能对投资者造成不必要的浪费。所以,如何合理利用场地,维护景观的生态、感知及文化过程的安全,关系到该敏感地段的景观保护,也与投资者的经济效益有直接关系。因此,本研究有两主要个目的:第5页(1)通过场地分析,为在场地设计和景观规划中减少项目对环境的负面影响提供科学依据。(2)为充分利用自然地形进行场地规划设计,减少工程量,节省投资,提供科学依据。4.2.2研究内容围绕以上两个目标,研究内容包括三部分:第一部分,景观过程的分析包括自然的地质、地貌、水文和生态过程;景观感知过程,主要是视知觉过程;文化过程,包括历史遗址和文物及风水景观所形成的文化氛围。第二部分,基于景观过程分析的景观安全格局的判别包括:工程安全格局――工程上不可行的地段;生态安全格局――维护生态过程所需的战略性景观格局;视觉安全格局――维护使用者或游客的视知觉过程所需的战略性景观格局;文化安全格局――维护场地及周围文化过程所需的战略性景观格局。第三部分,基于景观安全格局的工程建设规划方案。4.2.3研究方法本研究组织城市规划、地理信息系统(GIS)、环境、生态、风景园林、建筑、地貌、土地规划等多学科的专业人员参加,尤其充分发挥GIS这一重要工具在评价与规划过程中的作用。具体研究步骤和工作流程见下图:香山滑雪场景观安全格局判别和场地规划过程框图4.3香山滑雪场景观过程分析4.3.1GIS数据库与景观表述用来建立GIS数据库的主要信息源包括:a)1:500和1:2000场地所在的香山植物园实测地形图b)1:8000航摄图,c)现场踏探资料、现场照片d)相关文字资料等。对场地及周围景观分为六个层次来表述:a)地形高程b)水系c)建筑d)道路e)文物f)植被。4.3.2景观过程分析利用GIS对场地和周围景观的过程进行了四方面的建模和分析:(1)自然过程,包括地质、地貌、水文、植被和生态过程应用GIS分别进行了场地的地形分析,包括三维地形模拟、坡度分析、坡向分析(图2,图3和图4,场地坡向图略)。就地质地貌而言,场地位于山前台地之上,背依西山,俯樱桃沟,植被茂密。场地东北侧为一大型冲沟,由此向南整个场地台面被四条冲沟分割为四块。场地呈扇形由西北向东南倾斜。场地的台面坡度平缓,坡度主要在5度左右,冲沟下切明显,沟壁陡峭。第6页地质地貌:场地位于山前台地之上,背依西山,俯樱桃沟,植被茂密。场地东北侧为一大型冲沟,由此向南整个场地台面被四条冲沟分割为四块。场地呈扇形由西北向东南倾斜。场地的台面坡度平缓,坡度主要在5度左右,冲沟下切明显,沟壁陡峭。地表径流分析:在地形分析基础上进行地表径流分析,计算出流域场地的主要径流和汇水面。流经场地的径流主要通过4条大小不等的冲沟排出场地。这些冲沟两侧的植被良好,对场地的生态和感知过程具有重要意义。场地及周围地表径流的分析,为场地的合理利用和保护提供科学依据(图5)。植被和生态过程:与上述地质地貌和水文过程
本文标题:城市地理信息系统论文
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