城市地理信息系统应用.doc

 城市地理信息系统应用 牛雪峰 杨国东 ( 长春科技大学工程技术学院, 长春 130026) 摘要 针对近年来国内外城市地理信息系统的应用成果, 从城市规划、城市环境、城市 灾害、城市土地利用等方面加以总结。 同时提出, 当前一个国家和地区城市化的发展规划决 策中必须应用地理信息系统, 作为一项系统工程, 只有结合城市遥感、多元信息复合等相关 学科, 才能发挥其优势, 为政府及有关部门决策提供有力的依据。 关键词 城市地理信息系统 城市遥感 城市规划 作为现代化城市信息系统基础之一, 城市地理信息系统 (U G IS) 始终伴随着一个国家或 地区城市化的进程而不断发展。作为一项系统工程, U G IS 是当代城市建设中一项重要的基 础设施。U G IS 具有综合处理和分析有关城市生活各方面空间数据及属性数据的能力, 十分 符合城市信息多尺度、大空间的特点, 而且 U G IS 还可以充分吸收、处理和分析多源信息的 能力, U G IS 如果与 U R S (城市遥感) 相结合, 就可以更快捷、直观、动态地显示和分析多时相 空间信息。 随着人口的增长和经济的腾飞, 城市化进程必将更快, 从而使城市化产生的一系 列社会问题在社会经济可持续发展中更加突出。如在节约能源、控制污染、缓解热岛效应、提 高绿化、改善交通、清洁生产及文明施工等现代化城市的动态监测和管理中, G IS 与 R S 将 发挥其巨大的、不可替代的作用, 将成为规划、管理和决策的常规技术和规范化业务。作为现 代化城市的重要支柱, 开发城市信息系统的意义已逐步被各级各部门领导所认识, 甚至被认 为是衡量城市领导人现代化意识的重要指标。 地理信息系统在城市规划和决策中的应用 1 与一般社会经济系统相比较, 城市系统的主要特点是空间性, 它反映城市现状、规划和 变迁的各类数据 (如地形、地貌、建筑、道路、综合管线等) 都是空间信息, 因而, 空间信息的表 示及其规律的探讨自然成为许多城市数学模型的主要研究课题。 目前许多城市模型对空间 的表示仍只停留在简单化阶段, 空间的概念只是通过数学等式所包含的简单距离变换来反 映, 这不能反映空间过程的复杂多样性, 这主要是由于传统的数据采集和处理技术落后所造 成的。而另一方面, 城市系统又不是一个固定不变的系统, 城市系统是一个由人流、物流所构 成的动态的开放系统, 这样, 传统的数学模型就更加无法适应。因此, 现有的城市数学模型在 处理现代化城市动态空间过程面前无能为力, 这就为 U G IS 的出现和发展提供了良好的客 观环境, 而地理信息系统 (G IS) 技术的迅速发展则使城市信息的处理技术发生了革命性的 第一作者简介 牛雪峰 男 27 岁 讲师 硕士生 测量工程专业 收稿日期 1997 10 14 变化, 为我们更好地研究动态的空间过程提供了强有力的分析环境。 联系 G IS 与城市模型之间的桥梁就是各种空间特性指标的度量、空间距离、空间相邻 关系、相间机会梯度、非聚合性空间单元等1 。通过这些空间特性指标, 可以提取出重要的空 间概念, 使城市模型更客观地反映动态空间过程, 而这些空间指标的获得, 必须依赖 G IS 技 术 的空间分析功能。 空间分析功能是 G IS 所独有的, 与一般的管理信息系统 (M IS) 相比, G IS 具有无可比拟的优势, 它即包含空间信息, 又包含属性信息, 可以任意叠合、分制、撷取 和统计分析2 。 G IS 采用网络技术、数据库技术、图形图像技术、多媒体技术等必威体育精装版科技成 果, 能够对动态的空间过程作出生动、直观的描述, 把空间分析结果迅速地以图、文、表、声、 像等形式传递给用户, 辅助决策3 , 因此, 特别适合于具有空间特性的城市信息。 另一方面, 城市系统又是一个动态的开放的系统, 城市信息的更新是迅速的、永无止境的, 人们时刻面 临着掌握的资料已经过时、陈旧的尴尬, 这正反映了信息时代的特点, 而 R S 技术的日趋成 熟又为我们展示了美好的前景, 各种平台、各种传感器的 R S 以其动态宏观性为我们提供了 大量的多时相、多波段、高分辨率的丰富的空间信息。随着 R S 的发展, 可以更加方便地获得 满足需求的信息, 更加容易适应城市活动的动态过程。因此, 在应用 G IS 进行城市规划的决 策时, 只有与遥感技术相结合, 才能不断地适应空间的动态的城市系统, 才能发挥其优势4 。 国内外很多城市都针对自身特点, 建立起服务于不同目的的专题系统, 比如上海市的环 卫 G IS 系统 (SE SG IS) 及上海市 110 接警系统, 海口市城市规划信息系统 (HU IS) 也正在实 施。 泰国曼谷应用 G IS