城市设计数据分析范文

导语：如何才能写好一篇城市设计数据分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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城市轨道交通综合监控系统软件平台主要分为系统平台层、支撑平台层和应用层。系统平台层提供不同硬件平台、不同的操作系统支持；基本服务和开发工具支持的平台提供了一层系统，为用户提供第三方接入应用系统支持两开发支持；应用层包括 FAS、BAS和其他应用软件和仿真培训软件的用户。数据库软件作为支撑平台层，对综合监控系统从现场采集的大量数据进行数据存储、数据分析、数据查询以及数据转发等。

2 数据库设计

综合监控系统中数据库模块发挥至关重要的作用，而传统的关系数据库在过程控制应用中是非常无力的，而国外一些成熟的实时历史数据库价格昂贵，可处理的点数少。为了满足信息实时性、一致性、大容量、大吞吐量要求，必须针对轨道交通的特点，综合监控、设计和开发自己的实时、历史数据库。

2.1 数据流设计

软件平台的数据流主要有三个环节：FEP、服务器、工作站。外部系统数据经过 FEP 到服务器后在工作站上显示；工作站上的操作经过服务器发到 FEP，然后发布到外部系统。

2.1.1 数据采集流程

数据采集是指数据从现场设备至 ISCS 系统的数据流。如：断路器的状态改变将由系统通过数据遥测接收。ISCS 在控制中心与车站都配有两台服务器，PSCADA、BAS 等子系统的数据通过 FEP 同时发送到 2 台服务器。

2.1.2 命令下发流程

控制中心操作员有权对车站设备进行控制，控制中心操作员的控制命令无视目标设备位置，可以直接通过控制中心 FEP 发送至子系统，然后通过子系统下发给现场执行设备；或通过 ISCS 网络发送至车站 ISCS 服务器，再通过车站 FEP 发送至子系统，在由子系统将命令下发给具体执行设备。

2.1.3 数据发布流程

数据发布是指将服务器处理过的数据发布至工作站的人机界面上，向操作员进行显示或产生报警等功能的过程。软件在设计时，为减少不必要的数据传输，保证网络带宽的高效利用。一方面，工作站可主动向服务器“要”数据。另一方面，为了保证变化数据在人机界面上的快速反应，服务器也会对一些变化数据采取“推”的方式，主动发送到工作站。工作站收到这些被“推”来的数据后，如果与当前显示的人机界面相关，立即更新人机界面内容；如果无关，则直接将这些数据丢弃。因此软件平台的数据发布是采用“推”、“要”相结合的方式。数据发布包括发布到 HMI 和发布到应用程序，而发布到HMI 又包括实时数据发布到 HMI、历史数据发布到 HMI 两个方面。

2.2 数据库功能设计

实时数据库：

实时数据库是整个系统处理实时数据的核心，管理在线运行的数据。其目标是保证实时性、一致性、访问的高性能。实时数据库应具有以下功能：

* 面向对象、具有设备的概念、支持图模一体化；

* 分布式结构，便于实时数据库节点的增减；

* 可跨平台，支持所有主流的操作系统；重建在线数据库时，现有的数据不能丢失；

* 确保数据库一致性；

* 确保系统的安全；

* 支持 SQL 语言。历史数据库历史数据库主要用于存储采样数据、告警、事件日志等数据，但读写频率较低。数据库的设计目标是优化和扩展数据库应用程序开发人员的能力，提供了简单、灵活然而功能强大的 XQL 查询引擎，产生内存内的访问结构，实现对所需要信息的快速检索。历史数据库应具有以下功能：

* 可跨平台，支持多种主流厂商的硬件平台及操作系统平台；

* 支持各种网络通信协议，如 TCP/IP、SPX/IPX、X.25、SNA、Net－BIOS、ANSI/ISO SQL-92 等协议、标准；

* 数据库系统应具有良好的伸缩性；数据库能够在 SMP 系统中配置生成多个引擎，能够绑定 CPU 给用户和应用程序；

* 具有良好的开放性，支持异种数据库的互访；* 支持分布式事务及两阶段提交功能；

* 在网络上的异构数据库之间的数据冗余复制；多个复制模式（如一点对多点、多点对一点、点对点以及双向复制），支持基于事务日志的复制，保证复制事务完整性；

* 数据库服务器系统参数允许进行动态设置，不须重启系统；可对高速缓存进行命名管理并且与数据库对象绑定；

* 随着快速的并发访问操作，并发控制是稳定的和可靠的，并支持多进程和多线程；

* 具有在联机状态下对大容量数据的并行、压缩备份功能。

2.3 数据库核心模块设计

数据库的核心模块设计为三个模块，即点管理、实时数据管理和历史数据管理。

2.3.1 点管理模块

点（记为 point）是一个独特的表示不同的数据流，如电压和电流值，开关的状态，温度计的数量等。任何可测量的设备属性都可以定义为“点”。点类型主要包括数字量和模拟量。在轨道交通综合监控系统中，数字量的变化较低，仿真的频率较高，因此对历史数据的分析主要是模拟的。

“point”是一个 18 位字符串，独特的身份，称它为标签。单点信息一般包括点标签、类型、单位、描述、死时间值、是否保存历史数据、B+树根节点等。所有的“点”信息是一组点，所有在内存中。

点管理主要是指对点表的维护，包括点的增加、删除、修改信息的点、点的快速搜索等。点是数据管理的基本单位，各种操作的数据都是以点进行的。因此，快速的点查询对提高系统的性能有着重要意义。实时历史数据库采用哈希表索引方法进行点查询，可以快速查找指定的信息点。

2.3.2 实时数据管理

实时数据是最近一段时间的一个点的瞬时值，它是时间相关的数据。每个实时数据记录都有一个时间戳，并记录实时数据的采样时间。一个实时数据记录包括四个组成部分，如标签、时间戳、状态、值等。根据数据集成的交通监控系统的特点，即数字、模拟、数字模拟特性变化缓慢，变化很快，为了更好地实时数据转化为历史数据，采用双缓冲方法的设计，即：

（1）为每一个“point”建立一个比较大的缓存（如 100 记录的缓存），记为 cache_1。数据库服务器接收实时数据，不能直接进入 B+树，但根据名字直接写入到相应的 cache_1 点；当数存储在 cache_1最大记录，统一包装到 B+树。单元点到海量存储，大大降低了写 B+树的数量，降低了树的高度，增加了写和查询速度，并得到了一组数据点，也可以进行有效的数据压缩。在一些特殊情况下（如 50 万点），你可以打开一个一定规模的 max_cache1 缓冲区。当缓冲区满，然后转移到 cache_1 新点，对于那些指出，长时间不使用的内存使用LRU 置换算法。由于数字量的缓慢变化，模拟量变化快，所以模拟量更频繁访问的 cache_1。但比例数字集成流量监控系统，和一个相对小的数目的模拟系统，允许 max_cache1 尺寸接近模拟 *sizeof 的数量的情况下（cache_1），具有很高的命中率。

（2）根据内存的大小，为每个点设置一个比较小的缓存，记为cache_2，确保所有点的 cache_2 可以放入内存 。 实时数据来的cache_2 缓存对应点第一，当记录数 cache_2 存储达到上限，然后写cache_1。设置缓存 cache_2 的目的也是提高速度。由于慢的数量的变化（一天可能只有几个数据），较小的高速缓存的数量是足够的，以应付很长一段时间。通过 cache_2 批量处理，大大减少了访问cache_1 数量，也降低了节目的数量访问磁盘的写入速度提高。

双缓冲技术是为每一个点建立一个比较大的和小的存储缓冲区。一个小的缓冲区总是在记忆；和缓冲可以转移到内部和外部存储之间转移，使用 LRU 置换算法。缓存技术大大提高了数据库处理历史数据的性能，然后可以支持更多的点。

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1　空间信息技术与城市开放空间系统

1.1　空间信息技术

信息和信息技术对当代的经济、社会、文化、生活等产生了巨大的影响。空间信息技术是20世纪60年代以来逐步发展起来的以获取、管理、分析与地理位置相关的空间信息为主的信息技术的总称。它包括遥感（remote sensing，RS）、地理信息系统（geography information system， GIS）、全球定位系统（global positioning system， GPS）（简称3S技术）等。利用遥感技术可以远距离无接触地快速获取地面各种地物的实时信息；借助地理信息系统技术对整个或部分地球表面与空间有关的数据进行采集、存储、管理、分析、显示和应用；全球定位系统能在任何时刻为全球任何地方的用户提供三维位置、三维运动速度和精确的时间等信息。遥感技术的优势在于它的短周期、视野广阔、信息量丰富及可定时定位观测；地理信息系统的强大之处在于它将空间信息的处理与属性信息完美结合起来，为用户提供了空间检索和分析功能。以“3S”技术为代表的空间信息技术不再局限于数据的采集，而是强调对地球空间数据和信息从采集、处理、量测、分析到管理、存储、显示和发布的信息流全过程[1]。空间信息技术把整个人类的生活环境作为主要的研究对象，具有信息获取的客观性、信息定位的准确性、信息管理的灵活性、信息分析的空间性、信息表达的直观性等特点[2]。

3S技术集成已成为现代空间信息技术发展的必然趋势。全球定位系统的组合技术系统为遥感对地观测信息提供了准实时或实时的定位信息和地面高程模型，遥感对地观测的海量波普信息为目标识别及科学规律的探测提供了定性或定量数据；遥感、全球定位系统、地理信息系统的集成将使地理信息系统具有获取准确、快速定位的现势遥感信息能力，实现数据库的快速更新和在分析决策模型支持下，快速完成多位、多元复合分析[3]。遥感、全球定位系统和地理信息系统的集成技术将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统，形成快速、高精度的信息处理流程。

在自然、经济、社会中出现更多的是空间数据，空间数据是指与空间位置和空间关系相联系的数据。数据库是20世纪后期迅速发展起来的、应用范围广泛的计算机数据管理技术。地理信息系统数据库是地理信息系统的关键支撑技术，它具有数据量特别大、地理要素的属性数据和空间数据结合紧密、数据应用面广等特点。以地理信息系统数据库为依托，社会、资源、环境、经济等多种信息可以组成更庞大的空间信息数据库。空间信息数据库的主要任务是建立资源、环境、社会、经济等多种信息资料的采集、传输、处理、分析、分发、反馈、决策的网络服务体系，它是信息社会和知识经济时代必不可少的基础设施[4]。很多国家和地区已经建立了自己的空间数据库，但是技术平台的差异导致数据很难实现共享，这在GIS数据库中尤其突出。为了实现GIS数据的共享，有关专家学者提出了建立分布式多空间数据库系统来实现异构空间数据源的互操作，以达到空间信息共享的目的[5]。

1.2　城市开放空间与城市开放空间系统

现代城市开放空间系统的建构是在生态概念的思想基础上产生的，是生态规划设计观的表现之一。具有现代意义的城市开放空间概念大约出现于1887年的英国，之后人们出于不同的目的分别从不同的角度对其进行了诠释和应用。城市开放空间是指在一定的城市地域内，具有一定结构和多重功能的存在于城市建筑实体之外的开敞空间体[6]。它包括绿地、河湖水体、待建与非待建的空地、广场、道路及农林地、山地、滩地等空间。它们担负着城市多样的生活、活动、生物的自然消长、隔离避灾、通风导流、表现地景以及限制城市无限蔓延等多种功能，是城市生态与城市生活的多重载体。这就意味着城市开放空间是一个空间体概念、一个载体概念，它具有生态、娱乐、文化、美学等多重目标和功能。开放空间研究与可持续发展的概念相一致[7]。

城市开放空间系统则是具有一定要素构成、结构形态和功能组合的各类开放空间的集合体[6]。系统的构成要素按照基本功能的不同可以分为绿色开放空间系统和灰色开放空间系统两大类。绿色开放空间包括绿地、园林和水体，灰色开放空间包括对外交通空间、对内交通空间、广场、未绿化的闲置空地等。城市开放空间系统与城市的生态系统、经济系统、社会系统相互支撑、相互交叉重叠共同构成城市巨系统。城市开放空间系统具有实用功能、生态功能、文化功能、景观功能和调控功能等，它是城市地域内人与环境协调共处的空间前提，是改善城市结构和功能的空间调节器，也是城市建设体现生态思想、促使城市发展进入可持续状态的重要空间载体[7，8]。

1.3　建立城市开放空间信息系统的必要性

城市化浪潮席卷全球，与城市化迅速发展并存的是城市的可持续发展问题，建设生态城市是实现城市可持续发展的重要支撑，城市开放空间系统是城市系统的重要组成部分，又是城市生态与城市生活的重要载体，它与城市建筑空间之间存在耦合互动关系，从而又是城市生态和城市生活的重要反映，通过对城市开放空间系统的研究人们可以对整个城市系统进行明晰的解剖和辨识。同时，城市环境的空间布局是一项刚性很强的战略任务，一旦确立了空间布局的框架并将其落实到用地上，就很难在短时期内将其改变[6]。而作为城市巨系统的重要组成部分，城市开放空间系统内部要素的变化不但会导致城市开放空间系统的变化，而且会导致整个城市巨系统的变化，而系统变化的程度和结果却正是人们想预知的。以飞速发展的计算机技术和空间信息技术为支撑的城市开放空间信息系统，可以获得确定空间区域的实时空间信息数据、实现对区域空间信息数据和属性数据的各种分析、实现对城市开放空间系统的空间模拟和发展模拟等功能，并进一步实现城市开放空间系统的空间布局、社会经济发展对城市生态环境后果的预测与模拟。这样，人们就可以借助城市开放空间信息系统预测城市开放空间设计方案，从而可以实现城市开放空间系统的优化，这对实现城市的可持续发展具有重要意义。

2　设计思想、可行性研究与开发流程

2.1　设计思想

信息系统设计采用原型法思想。原型法的基本思路是：先确定部分基本要求，设计一个初步的原型，并用较短时间开发出一个实验性的简易原型，投入试运行；根据运行中出现的问题进行修改补充；然后再运行，再修改；如此反复迭代，不断完善原型（本质上称为进化型原型），最终开发成完善的信息系统[9]。

2.2　系统开发的可行性研究

在进行信息系统设计之前，首先要进行系统分析，包括任务的提出、初步调研和可行性分析等[10]。城市开放空间信息系统的可行性论证包括4个方面：通过初步调查和对本部门业务工作的分析研究，确认信息系统近期和远期应用目标的可行性；论证项目的投资规模（包括硬件、软件、数据和人力资源的投资），编制预算，并估计实施后带来的经济、社会效益和实施中可能遇到的风险；论证几种可供选择的实施方案，确认技术上的可行性，确定最终方案；编制项目初步实施计划，确认实践上的可行性。

2.3　系统开发工作流程

城市开放空间信息系统设计是在可行性研究的基础之上进行的，基本上可分为城市开放空间信息系统总体设计、子系统设计及系统评价等3个方面， 在对信息系统各项评价结果基本满意的基础上，可对城市开放空间信息系统的功能模块进行进一步的扩展与优化。具体工作流程如图1。

图1　基于原型法的城市开放空间信息系统设计基本流程 (略)

Fig.1 Steps of design of urban open space information system with prototype method

3　总体设计

城市开放空间信息系统总体设计为全系统确定了整体框架和结构，它是系统研制工作的核心和系统开发的依据。信息系统总体设计流程如图2。

图2　城市开放空间信息系统总体设计流程 (略)

Fig.2　Steps of general design of urban open space information system

3.1　用户需求调查分析

用户需求调查分析是对用户现行业务运行管理系统的现状和用户对系统的要求进行详细的调查和分析，是系统设计和开发的准备阶段。用户需求调查分析要弄清楚包括潜在用户在内的所有用户对系统的功能、数据内容、应用范围等方面的要求，并详细考察用户原来的业务范围、工作流程以及部门之间的分工和相互关系等。

转贴于 3.2　系统逻辑设计

在用户调查分析的基础上，提出系统的逻辑模型，即确定系统的功能。逻辑模型的基本成分是逻辑结构、子系统划分和子系统功能分析。逻辑结构包括硬件、软件、数据库和人员等。硬件主要指信息系统运行的设备环境，包括计算机、输出输入设备以及网络；软件主要包括系统软件和应用软件，系统软件主要指计算机操作系统如WINDOWS系列，UNIX，LINIX等。城市开放空间信息系统的应用软件主要指遥感软件和地理信息系统软件如CAD，ERDAS，GeoWay Image Station，EPSCHECK，ARC＼INFO，MapGIS，SuperMap GIS等。它们可以实现数据采集与输入、数据存贮与管理、数据处理与分析、成果生成与输出等功能。数据库是信息系统的核心部分，主要存贮城市开放空间的各种数据信息、城市的各种相关社会经济信息等。人员包括系统设计开发人员、系统运行和维护管理人员、操作人员和最终用户。城市开放空间信息系统（图3）包括专题信息子系统和应用信息子系统等2个一级子系统。专题信息子系统主要用于某一专题信息的管理和应用，并将获得新的信息数据返回城市开放空间信息数据库，进行必要的信息数据库更新与维护。具体而言，城市开放空间信息系统的专题子系统包括绿色开放空间信息和灰色开放空间信息等2个二级子系统。绿色开放空间信息子系统包括绿地信息、园林信息和水体信息等3 个三级子系统；灰色开放空间信息子系统包括对外交通空间信息、对内交通空间信息、广场信息、未绿化的闲置空地信息等4个三级子系统。 绿地信息子系统用以处理城市开放空间中与绿地相关的信息数据，它可以实现城市开放空间中绿地的布局分析、规划分析，并可以预测城市绿地布局对城市开放空间系统乃至城市巨系统造成的生态后果，从而为城市开放空间设计乃至城市整体规划中的绿地设计提供有价值的参考；园林信息子系统用以处理与园林相关的信息数据，分析园林规划的各种可能性，进一步分析园林布局变更造成的生态影响，为城市园林设计提供一定参考；水体信息子系统用以分析水体质量及其对开放空间环境质量的影响，并根据现实数据预测未来时段水体环境质量的变化情况及对开放空间环境质量的可能影响，为城市各种水体的管理提供信息和帮助；对外交通空间信息子系统用来进行城市实施对外交通时所需城市内部空间的预测与布局分析，并根据现有的信息数据进一步预测布局的可能后果；对内交通空间信息子系统基于分析现实交通线路状况的基础之上，依据现有的信息数据为未来的对内交通线路布局提供参考方案和相关分析；广场信息子系统用以分析开放空间内广场布局的合理性，进一步提供广场的需求信息，并为开放空间的广场布局提供参考方案；未绿化的闲置空地信息子系统基于各种信息数据分析闲置空地的可能用途。应用信息子系统是在综合各种因素的基础上向用户提供有关城市开放空间系统的查询和运算结果，它将专题信息子系统的运算结果进行进一步的综合、分析，得到城市开放空间中某一个或几个因子布局对于城市开放空间系统的效应，进一步预测其布局改变或者社会经济状况改变对其他因子、城市开放空间系统乃至城市巨系统的影响及其生态响应，以最终满足用户需求；可以将最终查询结果或运算结果输出成图。借助大量分布的城市开放空间信息系统的客户端，公众可以了解自己所在的城市开放空间的各种信息，了解开放空间内正在进行的某一项建设对城市造成的诸多影响，借此也可以提高公众参与城市建设的积极性。

图3　城市开放空间信息系统组成 (略)

Fig.3　The structure of urban open space information system

3.3　数据组织与数据库设计

具体包括数据库实体设计、标准化设计、软硬件配置、系统开发计划、经费预算和组织实施。数据库是城市开放空间信息系统的核心部分，其设计质量的好坏直接影响到系统的应用、维护管理和数据更新。数据库设计的基本要求是：对数据体用非冗余结构定义；在插入、修改和删除冗余数据元素时，数据元素的结构、相互关系和从属性应保持不变；数据独立；保持数据的安全性；系统要保证数据在逻辑意义上的正确性、有效性和兼容性；要有利于数据库维护以及经常性的组织和必要的数据库操作辅助程序；要便于用户对数据的独立写入、修改、补充和删除；要有不断的扩充和更新的能力。城市开放空间信息系统数据库包括社会经济信息数据、空间信息数据、元数据和其他信息数据等。社会经济信息数据主要属于非空间型属性数据，主要包括开放空间所在城市的社会经济文化等信息数据；空间信息数据主要包括城市开放空间地形图、政区图、交通图、各类地物的空间分布图等空间型数据及其附属的属性数据等，也包括经过处理的遥感影像数据。元数据是关于数据的数据，是关于数据的质量、内容、条件和其他特性的数据，其在数据的共享中具有重要作用。所有的数据库都可以归结为地理信息系统基础数据库、元数据库和综合信息数据库。数据的管理模式为GIS管理空间数据、DBMS管理属性数据，并通过关键字段在空间和属性数据间建立关联，这种模式为空间和属性数据的单独处理提供了较大的灵活性，能发挥空间数据和属性数据管理系统各自的优点。

4　子系统设计

城市开放空间信息系统详细设计是根据总体设计方案确定目标的阶段开发计划，对子系统进行详细设计，指导子系统的开发[10，11]。子系统设计以对用户需求作进一步的详细调查分析为基础，子系统设计的内容包括：子系统逻辑结构设计、数据库设计、功能模块设计和用户界面设计。

4.1　子系统逻辑结构设计

每个子系统的逻辑结构包括硬件、软件、数据库和人员。软硬件应根据子系统的功能和规模并兼顾到与其他子系统的兼容来购买，城市开放空间信息系统的系统软件一般采用WINDOWS系列或者国产的LINIX系统，应用软件主要为ERDAS，ARC／INFO系列，CAD及其MapGIS系列软件；城市开放空间信息系统数据库包括社会经济信息数据、空间信息数据、元数据和其他信息数据等；人员包括子系统开发人员、运行人员、维护管理人员、操作人员和最终用户。

4.2　系统数据库设计[12]

主要内容包括数据源的分析与选择；数据采集方式的确定；数据更新的技术方法；数据采集前的预处理；数据采集技术要求和技术规定；数据编辑处理和拓扑关系建立；属性项的选择、定义和属性文件的建立，与已有关系数据库的连接；数据质量控制和检查验收；平面坐标的配准、投影参数设置、与国家统一坐标系间的转换；数据接边问题；其他有关问题等。

4.3　系统功能模块设计

系统应具有数据输入、图形或属性信息的查询检索、数据处理与分析、坐标变化和投影转换、图形图表显示或输出以及数据更新等功能，还应针对不同的专题子系统，涉及专题应用和辅助业务管理功能。

4.4　系统用户界面设计

用户界面设计应该体现友好、方便、快捷的原则，采用汉化的菜单式用户界面，用户只需进行简单的操作就可以实现相应的功能。具体地，在系统维护管理、操作等的用户界面应该具有用于数据库维护与管理的数据输入与修改模块、数据查询模块、图形查询模块、运算结果的输出包括图形打印模块等，而在面向公众的用户查询界面和前者相比减少了数据库的维护与管理模块，数据的输出模块的功能也相对简单，其他基本相同。

5　城市开放空间信息系统评价

城市开放空间信息系统评价是从技术和经济的角度对信息系统进行功能和效益评定，基本做法是将系统的运行和预期目标进行比较，评价主要包括以下项目[11，13]：系统效率评价、系统可靠性评价、系统的可扩展性评价、系统的可移植性评价、系统效益评价等5个方面， 信息系统评价可采用定量评价和定性评价相结合的方法进行。

5.1　效率评价

信息系统的各种功能指标、技术指标和经济指标均是系统效率的反映。初期的评价主要为城市开放空间信息系统的各项功能是否可以实现，是否可以满足用户的各项需求，所提供数据的质量是否达到了预期的设想；然后根据信息系统设计方案中系统的技术指标和经济指标体系进行城市开放空间信息系统效率的评价。

5.2　可靠性评价

可靠性评价主要考察城市开放空间信息系统在运行时的稳定性、系统的数据文件和程序是否妥善保存以及系统是否具备后备开发体系等，并要进一步评价系统运行期间出现事故的可能概率、信息系统出现事故后的自我恢复状况、系统事故恢复后继续运行的稳定性等。此外，还要评价信息系统出现事故后对运算结果的处理状况，特别是对数据库文件的处理结果。

5.3　可扩展性评价

城市开放空间信息系统基于原型法的设计思想，系统功能模块的开发是基于由少到多、由简单到复杂的设计思路进行的。首先开发出一个功能简单的信息系统，然后在此基础之上增加其他的功能模块，完善系统的功能。在已有信息系统的基础之上增加其他的功能模块时，不需要进行大的改动或者不影响整个信息系统的结构，不会影响整个系统运行的稳定性，是对城市开放空间新型系统设计的基本要求。

5.4　可移植性评价

可移植性是包括城市开放空间信息系统在内的所有信息系统是否具有开放应用价值的关键指标。可移植性要求城市开放空间信息系统不仅能在本机上运行，而且还可以在其他型号的机器上稳定运行。要实现此功能就要求系统的设计必须基于国家标准规范或通行的标准进行，以保证软硬件、数据的匹配和共享，这也是不同城市的开放空间信息系统之间实现连接、数据共享的重要保证。

5.5　效益评价

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关键词：城市规划；三维GIS；空间分析

中图分类号：F49 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2012）15-0101-02

一、项目建设背景

2009年末，哈尔滨市委在十二届七次全会中提出了“北跃、南拓、中兴、强县”的城市发展战略，并明确提出建设项目必须进行城市设计，着重强调了城市设计的重要性。按照“特色、和谐”的理念以及总体设计的要求，为提高哈尔滨市城市设计水平，哈尔滨市在深入研究当前国内外先进技术的基础上，组织引进并开发了哈尔滨市城乡规划科学决策系统，先后为哈尔滨市松花江沿岸景观设计及哈尔滨市百日城市设计等省市重点项目提供了相关的技术支持，并将100余项中观及微观城市景观设计纳入系统，加以三维辅助分析，为城市设计提供了更加科学化的依据，起到了重要的辅助决策作用，从而提高了规划审批的工作效率，系统成果总体达到了国内领先水平。

哈尔滨市城乡规划科学决策系统是运用计算机虚拟现实技术，实现对城市空间实体的重建和模拟，准确地描述城市立体空间布局，实现对城市建筑形态、单体建筑立面及色彩等多要素的有效控制。目前，北京、南宁、广州、厦门、重庆、武汉等国内大城市都已超前谋划并大力投入，将该技术广泛应用于规划、建设、管理、交通、旅游等行业中，让城市空间信息在服务、分析、决策和展示能力方面上一个新的台阶，取得了良好的效果。

二、项目建设解决的问题

哈尔滨市城乡规划决策系统的建设，可以将规划局目前建筑方案的二维审批模式转变到三维审批并辅助规划决策，并可利用GIS和VR技术，以3D建模互动技术和虚拟现实技术，如实表现三维信息；建成后的系统可应用于城市街景景观设计和规划方案成果的比选，通过调整建筑单体的纹理、位置、形体、高度、然后输出规划效果图，甚至是多媒体的动画展现，决策者还通过在三维的场景中任意漫游，可以发现许多不易察觉的设计缺陷，减少由于事先规划不周全而造成的无法挽回的损失与遗憾，从而打破规划设计在地理空间信息表达和处理方面的限制。

一是通过城市三维规划辅助决策支持系统，可以应用于规划局业务审批系统，利用GIS和VR技术，以3D建模互动技术和虚拟现实技术，辅助建筑单体设计方案审批。

二是通过城市三维规划辅助决策支持系统，可以实现对规划方案、建筑方案的多屏比较，城市景观设计的直观比选。

三是通过城市三维规划辅助决策支持系统，可以辅助城市街景景观设计和方案审批，在真三维立体空间中实现城市道路景观规划，对城市街道设施和广告等街道小品进行空间信息化管理，辅助城市色彩和灯光照明效果分析等三维街景信息化管理。

四是通过城市三维规划辅助决策支持系统，可以用于公众服务，将城市三维数据和重点项目的规划方案及成果进行网络。

三、科学决策系统功能及特点

科学决策系统具有模型编辑、空间测量、查询统计、动画导航、交互浏览、鹰眼导航、控高分析、日照分析、通视分析、视域分析、指标分析、拆迁分析、绿地分析、方案对比、视觉走廊、设施管理、色彩分析、街景断面分析、三维、搜索定位、项目评价、二三维联动规划审批等二十多项功能。系统对于直观展示城市规划及现状提供了丰富的手段。

系统对客观世界的表达能给人以更真实的感受，它以三维立体视角给用户展现地理空间现象，不仅能够表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达它们之间的垂向关系。三维实景数字化模型辅助系统是从数据结构到空间查询和建模分析都建立在三维数据模型基础上的地理信息系统。三维实景数字化模型辅助系统通过有效集成各种现有规划管理服务，并逐步融入传统的规划审批流程中。

主要特点如下：

一是系统将二、三维GIS结合到一起。将传统的二维GIS中的一维、二维对象置于三维立体空间中，存贮它们的真实几何位置与空间拓扑关系，以表现这些对象在垂直方向上的变化和与其他对象之间的拓扑关系。无论在对象的建立、编辑、修改、存储的过程中，还是在对它们进行空间操作或输出分析结果时，系统都提供可视化的支持，从而创建真正的基于问题域的交互式可视化场景。

二是系统具备三维空间数据库管理。三维GIS的核心是三维空间数据库。它可由扩展的关系数据库系统或由面向对象的空间数据库系统来存储和管理三维空间对象。

三是三维空间分析。在二维GIS中，空间分析是GIS区别于CAD和科学计算可视化的特有功能。在三维GIS中也同样如此。空间分析三维化，也就是直接在三维空间中进行空间操作与分析，使三维GIS明显地不同于二维GIS，同时在功能上也更加强大。

四是该系统与现有规划业务流程较好地结合。

五是系统具备较好的人机操作界面。规划者能够简单、便利地使用系统，对建筑、环境的规划审批提供辅助支持。

四、三维数据模型分类

第一，地形模型，包括：地形三维模型建模包含山体、水系和植被等地形地貌。

第二，建筑模型，包括：各类地上建筑物、各类地下建筑物、其他建（构）筑物等。

第三，交通设施模型，包括：道路、铁路及桥梁、道路附属设施等。

第四，其他模型，包括：其他模型主要包括除地形、建（构）筑物、交通设施以外的城市要素，可分为辅助系统和美化系统等两个大类。

五、网络平台数据更新与维护

网络平台实现海量影像数据、地形数据、三维场景模型的网络和应用服务。实现城市级海量影像数据、地形数据的更新与维护。

一是对影像、地形的增量与批量服务、管理。包括：城市级海量影像数据、地形数据的与管理；城市分区影像数据、地形数据的增量与管理；城市分区影像数据、地形数据的批量与管理；对已的地形数据的删除管理；

二是三维模型数据增量与更新。系统应具备全场景模型和局部场景模型增量能力。增量时，系统仅将新增的或被编辑过的模型数据进行网络处理，从而仅更新制作平台中有变化的数据。

三是属性数据单独更新与维护。在网络平台数据库中，二维属性信息与三维模型信息是分别存储的。对属性信息的更新，用户可以在后台进行属性信息的编辑。还可以通过网络，更新全部属性信息或部分属性信息，使网络平台与制作平台的属性信息保持一致。

六、项目建设的作用

一是运用现代科技手段服务于“北跃、南拓、中兴、强县”发展战略，为各级领导决策提供科学决策及三维展示平台；

二是哈尔滨市今后城市规划、建设、管理、交通、旅游等行业实现数字化、可视化管理的基础；

三是城市规划、建设、管理等各类业务和会议的交流平台；

四是全面展示城市总体规划、详细规划、专项规划、城市设计等各层面规划成果；

五是哈尔滨市城市规划展馆数字沙盘建设的前提条件；

六是将成为哈尔滨市提升城市形象和招商引资的重要展示手段；

七是公众参与城市规划，作为爱城市、爱家乡的载体；

八是系统作为城市信息产业的重要组成部分，将在城市道路、交通、旅游、应急、电信、医疗、商业、公共安全、数字警务、市政管线、数字国土、数字房产、数字城管等方面发挥重要作用；

九是保留城市发展和变迁的轨迹。将城市发展和建设的历史、现状和规划通过三维系统进行表现和保存，对城市的发展进行对比，展现城市建设发展的辉煌成就，是城市发展的宝贵历史资料。

七、系统与城市设计的关系

系统将城市设计概念引入规划建设管理，从空间尺度、形体尺度、色彩关系等方面，以城市三维空间的角度，利用三维辅助决策系统在空间环境中分析建设项目的功能，协调交通布局，建设项目与周边的相互关系，使项目功能性与审美性相统一，并与整体环境相一致。系统面向城市规划和城市设计，借助基础三维数据库、城市规划管理信息库等海量数据，虚拟再现城市真实环境，利用空间三维分析功能，让城市空间信息在服务、分析、决策和展示能力方面上一个新的台阶。

城市设计是从宏观、中观和微观三个层面实现城市规划布局、城市面貌、城市功能以及公共空间的和谐布局和分布的。三维虚拟空间的构建，保障了系统与城市设计空间关系的匹配；同时，通过时间序列的引入，使三维虚拟现实空间与时间完美结合。城市三维空间展示与辅助系统的基础来源于对现实的再现和对未来的正确推演，针对城市设计的三个层面，构建了合理的功能体系。

第一，宏观层面。系统用模拟的方式引入时间序列，通过模型时间属性的变换，重现城市过去、展示现状及推演未来。同时系统对单一场景也纳入了季节天气等因素，力求多时态、多视角、多方位地展示城市风貌，以变化的眼光去认识城市、读懂城市，以动态的应用去辅助城市设计。

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关键词：城市 地下管线信息系统 功能 数据库

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（c）-0079-02

城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市赖以生存和发展的生命线。由于资金和技术等原因，管线数据长期以来以图表和文字资料形式保存，管理手段落后，管理效率低下，对城市的建设与发展造成严重影响。近年来虽然采用计算机辅助制图（CAD）等手段，仍不能适应信息时代城市规划管理和建设的需求。随着GIS、空间数据库、计算机网络等技术的发展与成熟，基于GIS技术建立的城市地下管线管理系统综合了计算机图形技术和数据库技术，实现了对繁杂的管线数据进行现代化科W管理，达到管线数据的可视化和实时更新，并进行动态综合规划管理和分析。

1 系统建设目标与体系结构

1.1 系统框架

系统逻辑上从下到上依次为数据层、中间层、应用层。

1.1.1 数据层

系统采用关系数据库管理系统Oracle管理空间数据和属性数据，确保了空间和非空间数据的一体化集成，还可实现事物处理、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能。

1.1.2 中间层

采用ArcSDE作为空间数据库的引擎，将应用层提出的请求转换为服务器数据层的请求，并将数据层返回的结果提交应用层。

1.1.3 应用层

应用层是用户直接接触的部分，提供给用户的是整个系统的最终表现，用户通过应用层实现数据入库、查询统计、图层管理、空间分析、成果输出等功能，完成系统应用。

1.2 系统结构

在系统的应用结构设计上，采用基于分布式GIS的结构设计方案，采用C/S和B/S相结合的结构体系。这样一方面可以保证内部业务的处理和数据安全性，另一方面又可实现数据共享和综合应用。具体设计如图1所示。

2 数据库设计

数据是地下管线信息系统的核心，数据库的建立是实现地下管线信息系统功能的关键所在。

2.1 数据库结构设计

地下管线数据库结构如图2所示，包括属性数据库设计和空间数据库设计，其中空间数据库包括地下管线图形信息和1∶1000基本比例尺地形图，属性数据库分为管线线数据库和管线点数据库。

2.2 数据模型

管线数据由管点和管线组成。

2.2.1 管点的定义

包括一般测量点（位置点）、特征点（依管线种类不同而异，如给水有：弯头、三通、四通等）、附属物点（依管线种类不同而异，如给水窖井、消防检、阀门等）。

2.2.2 管线的定义

两相邻管点之间的连接。可作为管线起点和终点的管点类型有特征点（三通、四通、人孔）、附属物（阀门、消防栓、窖井、接线箱、污水箅、手孔、上杆）、变径点/变材点、埋设年代变化点、权属单位变化点、报建案号变化点、测量任务变化点。

2.3 数据组织

系统数据包括管线图形数据和属性数据，图形和属性数据统一存储在关系型数据库中，通过ArcSDE访问，避免了以往图形和属性数据分离存储的缺点。整个城市的数据以管线种类进行分类，每一类管线占用两个数据表（管点表和管线表）。这种数据组织方式的特点是数据不再需要特定的GIS格式数据，更易于数据的社会化共享。特别是能与规划管理办公自动化系统紧密结合，相互共享数据库。

3 系统功能设计

3.1 基础GIS管理

该模块提供了对GIS数据管理的一些基本功能，包括文件和网络管理、基本绘图和图形编辑、数据查询和统计、数据输出、数据转换、符号管理和系统管理等。

3.2 管线查询统计

该模块可使管理人员快速方便地得到想要的资料和信息，统计所需要的数据，从而能够帮助管理人员高效率、正确地进行管理和抉择。功能包括管线及附属设施的快速查询、符合条件查询、管线及附属设施信息的统计分析、最近设施搜索等。

3.3 管线数据动态更新

该模块提供管线工程竣工测量成果与普查成果的合并功能，包括误差分析与冲突处理、管线数据的修改、管线数据批量导入、多样化的管线数据增加、设计及竣工数据回贴、管线数据删除与废弃等。

3.4 管线综合分析

该模块可以帮助人们较直观地了解到地下管线的现状、分布和走向以及管线间的相互关系，并且可以在发生管线事故时为制订处理方案提供技术支持。分析功能包括：管线的横、纵断面图分析，管线的三维浏览和查询，管线碰撞分析，管线爆管分析和关阀搜索，抢险分析，最短路径分析，管线上下游追踪、管线预警分析等。

3.5 管线工程辅助设计

根据国家规范和其他标准、现状管线之间的关系，限定规划管线的布设界限。通过系统实现对涉及信息的处理，完成管线设计、统计计算、分析、绘图及方案比较以实现规划报批、管线设计紧密结合。

4 青海某市地下管线信息系统实现及应用

本着界面友好、操作简便的设计原则，系统采用了 Window界面风格，主界面包括菜单栏、工具栏、图层控制栏、状态栏、视图窗口5个部分组成。

4.1 管线查询应用

该系统提供了多种方式的查询功能。主要有图幅号、道路名、单位名、索引号以及包括红线区域、坐标精确定位和道路的交叉路口等多种的查询方法。在所有查询过程中，所有被选中的管线或管线点，都将被高亮显示，并即刻在信息属性窗口中显示其相关的属性数据和空间信息。

4.2 管线统计应用

系统可以根据需要选择一个或多个管线点图层进行管线点数量的统计分析，并将统计结果以“图表统计”和“报表统计”两种方式显示。当用户选择“图表统计”时，当前窗口将跳转至“图表统计”窗口。

4.3 管线抢险分析应用

抢险分析提供了分析点到抢险地点的最佳路径的功能。例如：当某处管线出现故障时，系统根据分析点进行抢险分析，寻找出能避开该故障点的另外一条可以连通分析点的最短路径管线，并高亮显示。抢险分析包括选择分析点、选择障碍点、显示分析结果和清除分析结果4个操作步骤组成。

4.4 数据导出应用

在成果表输出的过程中，系统可根据相应的成果表模板文件，对当前选择集中的管线和管线点数据，进行匹配处理，进而查找计算各个属性数据，把逐个属性地读出并填写到 Excel文件中。

5 结语

将GIS引入到城市地下管线的管理中，对于提升城市地下管线的现代化管理水平有着重要的意义。但还必须意识到系统的动态管理与运行是系统能否成功应用的前提，在实现了城市地下管线信息系统的基础上，建立城市地下管线数据的动态更新机制，实现管线数据实时动态更新，是保证系统生命活力和管理有效性的唯一途径。

参考文献

[1] 区福邦.城市地下管线普查技术研究与应用[M].南京：东南大学出版社，1998.

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【关键词】地下管线;数据结构;管线分析

The Construction of City Underground Pipeline Information Management System

LIU Jia-jun

（1.Tongji University， Shanghai 200000， China;

2.Shandong Zhengyuan Geographic Information Technology Co.， Ltd.， Jinan Shandong 250101，China）

【Abstract】This article according to ideas of Digital City and city information， combined with integrated pipe network Information System of Zibo City， described the general idea and the building framework of the system， analyzed the pipe and point data structure design， basic data about the system Management， the focus of analysis of pipe burst，fire rescue and analysis of functions， realized the integrated management of geographic information based on network information system.

【Key words】Underground pipeline; Data structure; Analysis of pipe

0 引言

城市地下管线是城市的重要基础设施，是城市赖以生存和发展的物质基础，也是城市生存和发展的血脉。但由于多方面的原因，我国现有地下各类专业管线的资料残缺不全，且有关资料精度不高或与现状不符，造成在建设施工中时常发生挖断或挖坏地下管线，造成停气、停水、停暖、通信中断、污水四溢等严重事故。另一方面，我国现有的地下专业管线的资料都以图纸、图表等形式记录保存，采用人工方式管理，效率低下。采用科学、准确、完整的综合管线信息系统是地下管线安全、高效运营的保障，而维系地下、地上空间，保证其整体运行的基础设施仍是综合管线。

淄博市地下管线信息管理系统建设是专业的综合管网信息系统，它涵盖了地下管线信息的查询、统计、分析和编辑等功能。淄博市综合管线信息系统建设完成后，将可以时时根据管线的更改和建设更改管线数据，进行相关的抢险、爆管等分析，并且根据即时的管线信息规划城市的建设，对淄博城市发展起到一定的指导作用。

1 系统开发环境

在Windows 7操作系统下，采用Visual C#为开发语言和Visual Studio 2010 集成开发环境进行系统开发。GIS开发平台选用目前主流的二次开发组件 ArcEngine10，以ArcSDE为数据库引擎，Oracle 11g为数据库平台。

2 系统总体架构

2.1 系统框架

本系统采用Arcgis平台和Oracle数据库平台开发的综合管线信息系统，系统建设框架包括数据层、连接层、应用支撑层、应用层四个部分，如图1所示。

图1 系统框架

1）数据层

以基础地形数据、基础设施数据和综合管线数据为基础，依托成熟的oracle数据库系统和ARCGIS平台，按照统一的数据标准，建立淄博市综合管网数据库，为综合管网的管理和系统的建设提供数据支撑。

2）连接层

ArcSDE，即数据通路，是ArcGIS的空间数据引擎，它是在关系数据库管理系统（RDBMS）中存储和管理多用户空间数据库的通路。ArcSDE可以提供空间和非空间数据进行高效率操作的数据库服务。ArcSDE采用客户/服务器体系结构，所以众多用户可以同时并发访问和操作同一数据。ArcSDE还提供了应用程序接口，软件开发人员可将空间数据检索和分析功能集成到自己的应用工程中去。用户通过ARCSDE连接服务器端空间数据。

3）应用支撑层

建立综合管线系统常用功能模块，包括：视图显示、地图定位、信息查询、数据统计、分析功能、数据输出、辅助工具、数据编辑、系统管理和帮助。功能模块如图：

图2 系统功能模块

4）应用层

开发淄博市综合管网地理信息系统，实现综合管线的查询、浏览、分析和系统管理等，方便用户操作和管理。

图3 系统架构模式

2.2 系统架构模式

淄博市地下管线信息管理系统建设采用C/S机构模式进行管线信息化管理，即客户端/服务器模式。服务器端用来接收客户端请求运行服务器端数据。用oracle数据库作为存储空间数据的数据库，Arcsde作为空间数据和连接oracle数据库的引擎。此结构模式是城市综合管网信息系统方面比较成熟的体系结构，被大多数用户接受和采用的信息管理模式，具体架构如图3。

3 管网数据结构设计

在设计综合管网对象数据结构时，应根据其专业性质和使用要求设计若干个属性数据项，其中专业信息对象的属性设计必须满足管网维护和网络分析两方面需要，应全面而详细，如配水管线的属性项中管径、管长、管材等就是维护工作中不可缺少的信息。此外，在设计管网对象数据结构时，还要考虑到管网中对象的关系，以便进行数据分析。比如用户提出要能按管线所属的街道、权属单位、埋设类型、材质等条件进行查询，因此这些属性项成为管线数据表结构中的一部分。

3.1 管点数据表结构

管点数据表有分类代码、管线点编号、物探点号、图幅编号、道路编号、管线点序号、管线附属物、地面高程、X坐标、Y坐标、图上注记点号、特征等属性。其管点的数据表结构设计如下。

表1 管点数据表结构表

3.2 管线数据表结构

管线数据表有分类代码、起点物探点号、终点物探点号、道路编号、埋设方式、起始管顶标高、起点的管线点序号、起始端埋深、终止管顶标高、终点的管线点序号、终止端埋深、流向、权属单位、埋设日期、压力、材质、管径和沟宽、管块根数等属性。其管线的数据表结构设计如表2。

4 系统功能

城市地下管线系统把基础地形，地下管线、建筑设施等信息以数字的形式获取、存取、管理、分析查询、输出、更新，为城市地下管网管理提供决策支持。系统以基础地形、道路、市政设施、地下管网等数据为基础，集成了GIS基础管理功能、数据统计功能、分析功能、数据编辑功能、系统管理等功能，其中分析功能为本系统的核心功能。

4.1 基础数据管理

基础数据包括地形数据和专题设施数据，基础地形数据是城市最基本的地理信息，包括各类控制点、水系、工矿设施、交通设施、道路、境界、居民地、管线设施、地貌、植被、及某些属性信息等，用于表示城市的基本面貌并作为各种专题信息空间的载体。专题设施数据是指与各应急系统相关的重要设施信息，包括工业设施、给水、排水、燃气、电力、通讯、热力等管线信息。

对系统涉及到的基础地形数据和专题设施数据进行管理，功能包括：文件管理、视图显示、地图定位、信息查询、数据统计、数据输出、辅助工具、数据编辑等。

4.2 管线分析管理

分析功能模块是本系统的核心功能模块，其功能包括：横断面分析、纵断面分析、垂直净距分析、水平净距分析、覆土深度分析、管线三维分析、管线联通分析、缓冲分析、爆管关阀分析，火灾抢险分析、管线规划设计、道路扩建分析、范围拆迁分析、共通横断面分析、排水阻塞分析等。

4.2.1 管网断面分析

系统可根据在任意位置生成管线的横断面图。系统会自动根据管线数据内插出剖线处的相关数据，然后依据这些数据自动生成横切剖面图。它直观地反映出各管线间的空间相互位置及在地下埋深的情况。

系统可根据管线数据生成一段到多段管线的纵断面图。直观地查看某几段连续的管段在地下相对于地面的走向及埋深情况。

图4 横断面分析

图5 纵断面分析

4.2.2 净距分析

垂直净距分析可对埋设于地下的交叉走向的管线进行分析，判断其在地下的上下关系，计算其在投影交叉处的坐标、高程、相距距离等，最终判定其埋射是否符合国家规范。

水平净距分析可对两条埋设于地下的平行走向的管线进行分析，判断其相距距离等，最终判定其埋射是否符合国家规范。

4.2.3 覆土深度分析

功能直观地查看某几段连续的管段在地下相对于地面的管顶埋深信息，自动计算与该剖面相交的管线。

4.2.4 管线三维分析

查看地图上某个区域内的地下管线三维图形，查看管线、管点在地下空间布置，位置关系、管线走向及其相关管线的属性，并可以人眼的角度进行动态模拟。

图6 管线三维分析

4.2.5 管线联通分析

利用该功能对地图上两个管点间的管线进行联通分析，查看两个管点间是否连通，并在空间位置上高亮显示其联通线路。

4.2.6 缓冲区分析

缓冲区是地理空间目标的一种影响范围或服务范围，具体指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边行，缓冲区分析对地图任意区域进行缓冲分析，通过设置距离查询任一区域在缓冲距离内查看其缓冲范围，并查看范围内的相关信息及属性。

4.2.7 爆管关阀分析

爆管是给水、供热、供气、输油等管网中常见的事故。爆管发生时，不仅造成水、气、油等资源大量流失，而且会影响到人们的正常生产和生活，乃至危及其他管线设施，如造成停电、中断通讯等突发性事件。因此当事故发生后进行高效的事故处理是必不可少的。

爆管分析的一般步骤包括探知事故、分析事故地点和计算关阀方案。在目前技术条件下，事故地点分析还需要在实地探测的基础上确定。确定了事故地点后，下一步就是确定关阀方案，最后根据关阀方案派人进行维修。

当城市内某段给水或燃气管线发生爆管事故时，您可利用系统爆管关阀分析功能在地图上搜索需要关闭的阀门，并用表格记录所有受影响的阀门的坐标，所在道路，以及到爆管点的距离等属性。

图7 爆管关阀分析

4.2.8 火灾抢险分析

当城市某地发生火灾事故时，可利用该功在地图上搜索火灾事故附近的消防栓，为抢险提供决策依据。系统会自动搜索一定半径范围内的所有消防栓，并标注在地图上，同时系统主窗口下方会弹出火灾抢险分析结果表格，表格中记录了所有范围内消防栓的坐标，所在道路，以及到火灾发生点的距离等属性。

图8 火灾抢险分析

4.2.9 道路扩建分析

当城市内某条道路要进行扩建时，利用该功能可对因道路扩建影响到的房屋、绿地、管线等进行分析，分析其空间位置、数量、面积等，为道路扩建决策服务。

图9 道路扩建分析

5 总结

随着城市化进程的加快，城市的地面空间已经显（下转第171页）（上接第86页）得越来越拥挤不少城市已经陷入地面空间不足的窘境，21世纪是地下空间开发的世纪，地下空间开发李不开地下综合设施信息的支持，本系统为综合管线规划建设和管理部门的决策提供科学的信息参考，设计了基于数字城市理念的城市综合管网信息系统框架，实现了管网信息建库和管理等功能，并对管线规划、抢险等进行了分析和研究。

【参考文献】

[1]余慧明.城市地下管网综合地理信息系统的设计与实现[D].郑州：中国人民信息工程大学，2007，04.

[2]李鸿雁.依托信息技术创建长治市综合地下管线动态管理模式的成功实践[J].城建档案，2006（4）：26-27.

[3]盂亚锋，张淑英.城市地下综合管网地理信息系统[J].工程设计CAD与智能建筑，2002（2）：7-10.

篇6

关键词 GIS 城市规划 数据

中图分类号：TU984 文献标识码：A

0前言

随着社会经济的快速发展，城市化的发展越来越大，城市发展也越来越需要综合考虑到更多的信息，对于信息的复杂度也越来越大。这就需要城市发展的过程中进行规划，并且这种规划需要以信息化的手段来科学的进行。本文在介绍我国部分城市的信息化发展的现状与计划的基础之上，对GIS应用于城市规划信息化建设的下一步发展做出了展望，以期为城市规划信息化建设有所贡献。

1城市规划系统的需求特点

1.1数据特点

1.1.1数据的多元性

城市规划涉及人文、经济、交通、安全等多个领域，这些领域的数据在地理空间上有相同的位置属性，然而又有其各自明显独立于其他领域的特点。各个领域的数据自身也有不同粒度的时间特性。这些数据既有矢量图形数据，又有栅格图形数据，还有大量的属性数据。随着现代化建设的发展，城市建设规划要涉及的领域也越来越多，数据的多元性会越来越显著。

1.1.2数据的多层次性

由于城市信息化建设涉及的数据的多元性，使用者的多样性，数据需要满足不同群体的需求――主要是公众、行政办公人员、规划编制人员以及领导决策人员等四种不同的团队，对应的是对数据的不同程序的调阅查询权利，对于数据的整合和统计要求也不同，因此城市规划信息化系统对于使用者的多层次性提出了很高的需求。

1.1.3数据的实时性

城市建设的脚步从来不会中断，城市每天都在进行着各种私宅、工程、市政建设。数据的实时更新时非常的重要，以免出现类似于将一块在建工程用地审批给一个新的建设项目的事件。

1.1.4数据的精确性

由于城市建设的快速发展，尤其是像我国这样一个人口众多的大国，土地可谓是“寸土寸金”。怎样最大化地利用土地，使得城市建设的过程中既不会出现大量的冗余间隔或者规划空隙，又不会使得建设过于集中而影响城市的美观、经济或者其他需求，就需要城市规划建设信息化的过程中，对于数据的精度提出了极高的要求。

1.1.5数据应用的智能化

由于数据的多元性和实时性，城市规划的过程中涉及到大量的数据。怎样对这些数据进行快速的查询和统计并将结果直观的表现出来，同时满足数据多层次性的要求，就要求城市规划信息化系统对于数据的应用有极高的智能化。

1.2业务特点

1.2.1跨行业跨地区交流

城市建设的发展越来越快，对于城市规划建设的要求越来越高，城市规划建设需要涉及的领域越来越多，涉及的地区也由原来的主城区逐渐扩展到整个行政区，以避免出现城市规划建设过程中由于信息的堵塞而造成规划编制不符合现状的情况。

1.2.2公众参与规划

随着我国教育事业的发展，公民的整体素质越来越高，公民意识越来越强，对于与自身息息相关的城市规划也具有越来越多的积极性以及参与的意愿性。为了社会的和谐发展，同时也由于公民的参与也有助于将城市规划建设进行得更好，在设计城市规划系统的时候必须考虑公民的参与。

1.2.3规划管理业务

规划管理业务涉及城市建设用地、 建设工程、 市政工程、 环境艺术工程的报件审批等方面的内容，为城市化建设提供合理合法的管，同时为城市规划信息化建设提供第一手的数据。这些数据有助于城市规划信息化建设的发展，反过来城市规划信息化建设又为相关的职能部门提供更好的帮助。

1.2.4网上办公

通过网上办公，极大的减少报建单位和个人去相关部门的次数，也为相关职能部门的工作窗口减少压力。在网上办公的另外一个好处是，业务的处理过程能够实时的在网上进行查询，实现政务公开和业务监督。

1.2.5图文一体化

城市规划离不开城市地图。城市规划信息化建设涉及的数据的多元性导致规划成果和对规划成果的利用都比较复杂，最直观的的展现方式还是结合地图。无论是公民的查询还是工作人员或者领导层作决策都是首先想到去看看相关区域的地图。因此城市规划信息化系必须实现图文一体化，使得空间数据与其他数据实现无缝的连接。

2城市规划系统的建设现状

2.1系统设计

原型系统包括展示层 、逻辑层和数据层 。展示层根据城市规划建设的多层次性，包括公民、行政办公人员和领导决策三个界面。

2.2数据库设计

数据库包括规划建设管理数据库、空间数据库、法律法规数据库。法律法规数据库为业务审批提供法律依据，并在业务审批的过程中帮助行政办公人员提供帮助；规划建设专业数据库存储规划建设审批的相关表单以及规划编制的各种成果数据；基础空间数据库是整个数据库的骨架，提供准确的空间信息以及满足要求的地图影像信息；跨行业数据的融合是现代化城市规划的要求。

2.3功能设计

城市规划信息化系统主要分为两个部分：规划业务系统、GIS辅助系统。

规划业务系统又分为：公文办理，主要处理相关职能部门之间的公文处理；档案管理，处理规划审批以及成果编制过程中产生的各种数据及最终结果；规划业务审批，处理各种类型的项目审批程序。

GIS辅助系统分为：基础地图功能，主要包括地图的展现以及基本操作，实现一些依赖于空间位置信息的简单查询功能；GIS分析功能，根据各种空间信息，结合规划行业其他的属性数据以及跨行业数据对城市进行智能化GIS分析，最简单的毕业道路拓宽功能的实现，还有其他一些复杂的分析功能。

3 GIS应用于城市规划系统的建设展望

笔者曾参与某市规划局信息化平台建设项目的相关工作，结合查阅的资料认为现今的城市规划平台信息化建设仍然有以下几个比较大的发展空间：

3.1真正的数据综合

我国城市规划从上世纪90年代初，经历了计算机辅助、规划成果信息化管理两个阶段，自21世纪初才开始进行开始进行规划成果信息集成研究。大部分城市信息平台规划数据都是单独的使用规划局自己的规划数据，并没有实现真正的跨行业跨领域的数据综合。近年来，已经有地区开始有意识的建立综合城市平台，先将城市的规划建设信息与联系最紧密的几个领域的数据进行综合管理，如环保数据、国土资源数据。通过以GIS空间数据串联对城市规划相关的各类空问信息进行了系统性的收集与整理。从根本上解决规划之间相互衔接、协调的问题。同时为规划编制、管理提供真实、唯一的技术依据.避免了由于规划成果的多样性造成的信息混乱的局面。

美国南加州在2002年已经完成了规划数据与商业数据的综合管理，而这一点也应当作为城市规划建设的进一步发展方向，实现将规划信息平台应用于商业等其他领域，以创造更多的市场价值并实现数据资源利用率的最大化。

3.2空间分析能力

从本文2.3功能设计结构图可见，我国城市规划信息建设的GIS分析功能应用最成熟的是道路拓宽，这个功能只是简单的缓冲区分析功能，以解决规划过程中的道路压线或者让线不足等问题。

GIS分析在城市规划信息平台中，还应当完成进一步的功能，如错误分析图形定位、冗余点自动检测等。这些功能点虽然并不完善，但是可以根据规划业务的需求，进行定制式的完成。

只能完成针对某个特定功能点的分析，并不能满足城市规划系统的辅助决策的要求。规划建设的下一步目标，应当在建立好了完整的数据标准与关联检索的基础之上，提供一些综合性的GIS分析，如通过对比总体规划与最新的规划现状的地图数据及相关指数信息，自动分析出总体规划计划的完成度并确定下一步的重点发展方向及需要注意的问题。如下图：对于某市用地平衡的规划建设实现一键分析

3.3三维模拟城市

三维虚拟城市可以直观的给人以整体印象，而ArcEngine的最新应用又让三维虚拟城市变得更加经济且能够实现，只需少量编写工作便可实现虚拟城市的自动建模。部分城市规划信息平台已经开始三维虚拟城市的建设。然而，尽管数字城市已经在部分软件中实现，但是城市规划领域数据的特殊性的使得在此领域内的虚拟城市的建设又有所不同。大部分城市规划信息平台的三维虚拟城市，并没有完全发挥其数据的效能，只是做出了简单的城市观光效果。

针对于城市规划建设的虚拟城市，应当充分发挥其数据特点，并能做到直观的辅助决策。如：通过建立虚拟太阳的环绕函数，直观地看到建筑物的退让和高度是否满足采光度的条件，是否影响周围建筑的合理采光，并 形成关于不同建筑模型的采光指数表格，为制定建筑物的设计要点提供便利，或者在商业领域内为已建设好的楼盘形成各房间采光度表格，为群众购房提供免费或收费服务。

4结语

“城市规划信息平台”的建设将帮助城市规划在信息空间中构造城市发展的蓝图，并通过建设者在现实世界中实现。本文针对规划信息领域的需求和发展现状，对GIS在规划领域内的不足提出了一点改进意见，希望能够抛砖引玉使得GIS在规划领域内发挥更大的作用完善城市规划建设。

参考文献

[1] 杨昆，张光宇.WebGIS在美国南加州数字城市建设中的应用实例分析[J].测绘与空间地理信息，2005（5）.

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城市公共安全；公共安全评估；智慧城市；大数据

This paper describes the prospect of constructing and improving a public safety assessment system under the concept of smart city. The level of traditional safe city construction can be improved and the traditional city public safe system can realize the entity， modeling and computable relay on the internet of things， cloud computing， and big-data technologies. In this way， city safety system， which is sensible and automatically measured， is constructed.

city public safety； public safety assessment； smart city； big data

当前，智慧城市的建设已经从理论层面落实到中国很多城市的实际建设层面。中兴通讯作了不少实践，并有一些自己的提炼思考。在智慧城市中，城市公共安全的建设作为基础性需求，不容忽视。为有效预防、减少和降低城市公共安全风险，保护人民生命财产安全，实现经济社会可持续发展，有必要规范城市公共安全风险评估工作。

本文从智慧城市建设的实际出发，探讨基于智慧城市建设理念的城市公共安全建设与评估体系，为具体智慧城市系统建设提供借鉴。

1 智慧城市建设理念

智慧城市理念论述众多：从城市管理者角度来看，智慧城市意味着一种发展城市的新思维、新策略，是新型城镇化的必然需要，是一种在新一代信息技术支撑下，实现城市全面数字化后可视、可测量的智能化城市管理和运营模式，可以推动城市服务能力和管理水平的跨越式提升。从信息化专家的角度来看，智慧城市是城市信息化发展到高级阶段的一种形态，是城市的信息化经历数字化、智能化后的必然结果。从市民角度来看，智慧城市意味着生活品质、民生服务、居住环境等得到极大提升，新一代信息技术深入渗透到市民的衣、食、住、行等各个方面，智能、便捷与舒适成为城市生活的典型特征。

智慧城市是借助信息技术，把已有的各种生产要素优化组合，以更加精细和动态的方式管理生产和生活，形成技术集成、综合应用、高端发展的集约、智能、绿色、低碳的城市。基于此，我们认为智慧城市具有信息（Information）、智能（Intelligence）、创新（Innovation）、市民与城市互动（Interaction）的“4I”特征。

城市作为人类社会高度发展的组织形态，作为众多个人构成的集体活动实体，实际上在城市整体需求上也体现出了与个人需求相对应的层次需求模型。马斯洛理论把人的需求分成生理需求（Physiological Needs）、安全需求（Safety Needs）、爱和归属感（Love and Belonging，亦称为社交需求）、尊重（Esteem）和自我实现（Self-actualization）5类，依次由较低层次到较高层次排列。由此，安全需求不论对个人还是一个城市都是仅次于“活着”或者“存在”的基础性需求。

一个城市的安全需求是众多个人安全需求的集合，是一种公共安全的需求。城市安全关系到城市中的每个人。在智慧城市建设中，安全是一个基本模块。进行安全城市建设，必须坚持安全建设与评估两条腿走路，相互促进，共同发展[1-15]。

2 智慧化的安全城市系统

构建

在智慧化的城市公共安全建设中，物联网是城市公共安全基础信息采集、汇集的基础架构，大数据分析则是对海量基础数据进行模型分析的基本技术支撑，而云计算架构则为高强度的、成本可接受的柔性计算能力获取提供了基础保障。这些新技术的成熟应用是使整体城市公共安全体系构建成为可能的关键。

2.1 城市公共安全建设现状

近些年，城市公共安全的信息化建设主要落地到平安城市建设方面。构建平安城市业已成为政府建设共识。但当前平安城市的建设尚存在如下具体问题：

（1）信息系统缺乏整合

相关信息主要为公安等具体部门服务，缺乏从城市层面的共享与整合，其他城市管理部门建立了大量“烟囱式”的监控系统，缺乏标准互不相通；部门间的信息没有实现共享，“信息孤岛”现象非常普遍。基本上各方各自建设，各自享受自己的建设成果；各城市的电子防控系统多呈现分而治之状态，一个平安城市系统中有几种甚至十几种安防平台，且大多数之间没有实现互联。

（2）信息系统与城市中其他系统联动较少

缺乏业务的有机整合，视频监控系统自成一体，覆盖面小，应用面窄，缺乏与应急联动、警务指挥、城市管理等业务的高效整合，视频监控信息与警用地理信息系统（PGIS）及其他公安信息没有进行关联。

（3）各城市普遍存在“重建设、轻应用”的现象

智慧城市建设过程，对与智慧城市建设相配套的运作管理机制、服务模式、政策措施，要进行妥善的分析和梳理。建设与管理并重才是实现智慧城市最终目标的重要保障。信息化部署完成了，它只是个系统，是工具。此后，需要相应的城市管理人员和市民一起使用这套系统，并从中汲取“智慧”的价值，这才能达到真正意义上的智慧城市。

2.2 智慧理念下城市公共安全实践

当前，依托智慧城市理念和物联网、大数据、云计算技术，从技术角度看，城市公共安全建设可有如下升级方向：

（1）大联网平台建设

随着GB/T28181-2011《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》于2012年6月1日正式生效，大联网平台建设已经成为未来几年平安城市建设的首要任务。城市公共安全建设的视频监控联网管理平台，必须开放系统能力，能够与主流监控厂商前端设备进行信息对接及互操作，可进行不同平台和设备之间的业务组合和调用，实现不同平台信息的往来交互。

（2）信息全网可调用

通过视频监控系统大联网平台建设的逐步深化，使得区域内经过授权的监控平台的操作台，均能够在区域范围内自由调动信息。同时，以上的互联和共享将完全在权限可控的状态下进行，以最大限度保证海量数据的有序使用。

（3）业务流程实战整合

发展应用型的城市公共安全建设专业化系统。城市公共安全系统的核心在于系统与警务的日常工作紧密结合，这样视频信息才能成为真正的“大数据”。和警方已经建设或者正在建设众多数字化的业务信息系统有效关联，使得平台系统更加贴近公安部门的实际业务应用，做到“三实”，即实际、实战、实效，从而贴近公安实战，促进信息共享，提高工作效率。

（4）高清设备的大量使用

公安对于城市公共安全系统建设从追求数量转变为追求质量的阶段。更高的清晰度成为提升视频监控质量的首要诉求。高清摄像机和高清编码器等被平安城市建设大量引入，同时移动高清摄像机也被各方案补充引入。

（5）视频智能分析深度应用

海量的视频文件、日志信息的挖掘、分析，可以有效提升治安监控系统的工作效率。通过对视频内容进行视频诊断、视频浓缩、视频检索、视频压缩等先进视频处理技术等，使视频资源从粗放无序的数据真正转化为精细可用的信息，并最终实现高效应用。

（6）云计算的大量使用

高清视频的广泛使用及城市级视频网络的完善将会产生大量视频数据，只有云计算的强大架构扩展能力，高可用性将使海量视频数据的有效处理成为可能。这对于对城市安全管理意义重大。

基于以上对城市公共安全系统建设的理解，中兴通讯提出了自己的平安城市解决方案，总体架构如图1所示。

3 安全城市的评估和实践

从实践中看，无论在之前的平安城市建设还是最新智慧城市架构下的智慧公安系统建设，不少地方都已经构建城市公共安全类相关系统，在不少城市也已经初步形成较完整的体系。但在这些系统建设中，是否有从城市公共安全评估的角度出发，更严谨地在事前基于评估数据更合理规划整体方案，在系统建成后根据实际使用情况评估城市安全水平的提升或变化，从而适度调整相关系统侧重或在后续建设中更加科学地、有针对性地对重点地区、重点问题进行安全系统规划和实施，这是需要考虑的问题。

实际情况中这方面通常被忽略。很多系统的规划设计，往往是侧重在“设计”系统本身，说明系统本身要解决的问题。而对系统所要解决的真正问题缺乏量化。相当于说，事先缺乏定量评估问题，事后缺乏定量评估成效。很多系统上马了，只能笼统地说“有了提升”，最多总体而言某个指标提升或下降了之类。而这些和城市公共安全评估应达到的“以评估指导规划，以评估调整布设，以评估安排升级”的要求有很大差距。

3.1 城市公共安全风险识别方法

影响城市公共安全风险评估进展的主要因素包括：评估时间、力度、展开幅度和深度，所有这些因素都应和城市实际安全状况和城市特性的不同点相符合。对不同的城市而言，应该选择适合本城市特性和发展水平的风险评估方法。这样的评估过程与正在进行的平安城市或智慧城市安全建设是一个并行关系，相互吸收经验，相互促进。

根据对各要素的指标量化及计算方法的不同，城市公共安全风险分析可分为定性分析、半定量分析和定量分析，或这些分析方法的组合。

3.1.1 城市公共安全的定性分析方法

定性分析方法是一种被广泛应用的风险分析方法，在城市公共安全分析中也同样如此。定性分析方法对风险产生的可能性和后果可用如“低、中、高”这样定性表达程度的表示方式。

但在城市公共安全风险的实际定性分析过程中，有时仅仅使用“低、中、高”这样的程度表达并不能显著分辨不同风险值间的差别，因此，在实践中，有时会考虑给这些主观判断的值设定一个数据化的结果，比如，设“高”为“3”，“中”为“2”，“低”为“1”。该“3”、“2”、“1”，并非一个客观的实验值，相反只是一个相对值。对本意仅用来确定等级的对应等级数据进行过度解读，可能会导致错误的决策。

城市公共安全风险的定性分析常用于：在开始细致风险分析前的最初风险鉴别，以找出可能需要更细致分析的风险；或者相关风险可能不值得花更多资源去进行更充分分析；或者实际具备的数据不足以进行更细致定量分析的场合。

城市公共安全的定性分析是基础性的分析方法。即使在可采用更进一步评估方法的场合，定性分析依然是非常重要的选择。

3.1.2 城市公共安全的半定量分析

半定量分析是在定性分析基础上的提升，同时也是对花费更大的完全定量分析的妥协。在半定量分析中，定性分析的某些定性分析数据可能已是确定数字，但每个子项所确定的数字并不一定与具有非常精确的对应关系。

在应用半定量分析时需要小心，因为半定量分析可能不能正确地区分各种不同风险，尤其是当分析结果或可能性处于极端状态的时候。因此，在实际分析时可将“可能性”分解成两个要素“暴露频率”和“概率”。所谓暴露频率是风险来源存在的程度，而概率是当相应风险源存在时产生后果的可能性。在上述两者间关系不是完全独立时需要审慎对待分析结果，因为相互干涉后的分析结果可能产生偏差。这是半定量分析需要注意避免的问题。

3.1.3 城市公共安全的定量分析

城市公共安全的定量风险分析主要关注两个基本数据：风险事件发生概率和风险对应可能损失的资产。这两者相乘的结果称为年度预期损失（ALE）或年度成本估算（EAC）。理论上可依据ALE计算威胁事件的风险等级并有针对性地做出相应的决策。

ALE的具体计算方法是首先评估城市单项资产的价值V；然后根据客观数据计算威胁的频率P；最后计算威胁影响系数μ：

ALE=V×P×μ

显然的，城市公共安全整体ALE值应该是各单项ALE的总和。

但上述方法存在数据可靠性问题。定量分析依赖准确数据，而准确数据整体上依赖于人类的科学发展水平。对于某些安全威胁，人们确认已可掌握相应数据信息，但对于另一些威胁来说，可能还无法掌握实际数据。这是定量分析当前的局限性。

在定量分析实际应用中，对于这样定量化的困难，可尝试使用客观概率和主观概率相结合的方法进行。客观概率用于有人们已经掌握客观数据的情形；主观概率则针对尚无法掌握直接根据数据的情况，此时将利用包括经验数据、主观判断等进行替代。举例来说，在社会稳定度评估中，对于攻击行为的威胁可考虑如动机、手段和机会等要素。

总体而言，完全定量分析方法的使用是有相当难度的。但从城市公共安全精细化、智能化及未来发展来说，定量分析毕竟是城市公共安全最希望采用的方法。

3.2 “全生命周期”公共安全评估实践

我们认为，一个真正的智慧城市公共安全系统在城市公共安全评估价值这方面应具备“全生命周期性”。所谓“全生命周期性”，是指应在智慧城市公共安全系统建设的规划设计、实施部署、使用运维、系统升级4个阶段全面引入城市公共安全评估方法，通过评估数据的变化指导上述4个过程形成闭环，不断提升整体城市安全系统的水平及有效性。

具体来说，在系统规划设计阶段，首先要做的是基于现有信息系统形成的各类数据，有针对性地对待建系统所要解决的公共安全问题现状进行评估，形成各类辅助决策分析结果，指导规划设计体现出应有的重点问题的侧重性、区域的差异性等。

针对平安城市的高清智能卡口布设问题：

（1）规划阶段进行风险识别和定量分析

利用比如历史报警数据、案事件区域数据、车流量数据、人口分布数据等计算出整体区域风险度分布图。将该数据所体现的区域差异性和整体卡口布设其他因素进行叠加，最终确定实际卡口布设位置、区域密度方案。

（2）在实施部署阶段多次联调测试及系统试运行

获取相关测试数据，进而评估系统整体有效性，发现系统不足，及时调整、改进系统本身及相关部署。

（3）运维阶段进行长效的公共安全评估

系统将在这个阶段持续给出城市公共安全状况评估，这不仅是给决策者对城市整体安全管理所用，也是给系统运营维护方面甚至于系统自身进行系统参数调整的必要依据。如果说决策人根据相关评估进行决策和调整是传统安全系统应做到的，那么系统自身根据自身产生的安全评估在事先系统设计模式下进行相关参数调整才是真正“智慧”城市公共安全系统的智慧体现。

毫无疑问，如果安全评估体系长效机制建立起来的话，系统升级参考相关评估进行就是非常自然的事了。系统的自我调节总是有效有限的，社会状况的变化、科技水平的提升则是永远的，所以，在反应现实公共安全状况的评估持续给出情况下，规划新的系统升级就是水到渠成的事情。系统升级某种意义上又回到了“规划设计”阶段，在持续评估的机制下，整个城市的公共安全体系将形成这样一个全生命周期、不断螺旋式提升的正向轨道。辅助这个全生命周期循环的形成，也正是智慧城市公共安全评估最大价值所在。

4 结束语

当前中国智慧城市建设方兴未艾。智慧城市建设投资巨大、影响深远，而城市公共安全是城市基础性需求之一，因此非常有必要在智慧城市的规划阶段就将城市公共安全评估体系纳入其中。传统上城市公共安全定量评估分析的方法，可以应用最新的物联网、大数据、云计算技术，从而降低评估的成本。这正是我们在后续智慧城市建设中需要不断探索、落实的事情。

参考文献

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篇8

近年来，我国进入城市化快速发展的阶段，城乡建设规模达到空前的程度，引发的种种经济社会问题给城市造成越来越大的压力，城乡空间规划、决策、管理的工作负荷急剧加重，城市和区域空间结构优化与应用现代信息技术辅助规划决策管理的需求日趋强烈。伴随着科学技术的进步，GIS通过不断改进分析工具、不断完善各项分析功能，从而将在城市规划决策管理等越来越多的领域，胜任更多更复杂的分析任务，提供更加客观准确且及时的分析结论。

现象

GIS应用范围越来越广、程度越来越深

随着城市规划信息系统日益完善，越来越多的规划工作者开始将“地理信息系统”（Geographic Information System或 Geo-Information system，GIS）应用于规划编制研究的过程中。

GIS是能够搜集、存储、操作、分析、管理，并展现空间或地理数据的信息系统。基于计算机硬、软件系统支持下，GIS可对整个或部分地球表面（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述。GIS自诞生至今，其应用领域已经由自动制图、资源管理、土地利用发展到与地理位置相关的水利电力、环境保护、金融保险、地质矿产、交通运输等多个领域。

纵观国内近期在将GIS技术用于规划编制相关领域的研究，大都属于总体规划层面，如：《北京城市总体规划（2004-2020年）》中应用GIS多因子分析技术，综合生态规划对城市空间发展进行生态限制性区分。《深圳市城市总体规划（2007-2020年）》根据资源环境、工程地质等城市安全条件，结合城市可持续发展目标，建立评价指标体系，基于GIS进行多因子综合评价，将城市用地规划定为禁建区、限建区、已建区和适建区，并加强对四区的空间管制和建设引导。《无锡市总体城市设计》中利用GIS的空间分析能力，对影响城市环境的因子进行量化分析与综合评价，最终建立基于空间分析的高度与开敞度控制模型，为城市总体形态控制给出理性分析依据。

在国家发改委指导下，江苏，河南，山东等省份依据主体功能区的科学内涵和划分原则，建构具有应用价值的分类指标体系，并应用GIS技术方法，根据指标的表征属性以及分类单元，对指标进行赋值和计算，得出主体功能区划的研究成果。《江阴市域主体功能区与可持续性发展研究》以GIS技术为平台，将江阴市的几十种社会经济数据和十余种自然地理数据统一落实到单元中，进行综合分析计算，将江阴市按行政区域界限划分为适合建设、优化建设、限制建设、禁止建设四种主体功能区。《京杭大运河遗产保护规划―常州段》建立了“大运河常州段历史遗产”数据库，以此为基础分析运河及其周边的地理、社会、经济稻荩综合判断大运河及其周边遗产的价值，探索合理保护的方法。

在城市空间分析与管理方面，GIS分析的对象是城市及区域空间的多种实体数据（如建筑、地块、街道等）及其关系，通过分析城市空间分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策、管理问题。在城市空间的规划与设计当中，可首先建立一个地理数据库，然后用GIS进行各构筑物的规划、选址，等等。

GIS具有计算机辅助设计的功能，能为设计人员提供车道、交叉路口等的设计工具，为城市空间的优化设计提供方便，大大提高了规划的工作效率，使规划研究人员从繁重的设计工作中解脱出来，将主要精力投入于方案的综合比选分析中。同时，GIS可直接用计算机对模型图进行各种修改，且非常简单明了，可提高规划设计的速度和质量。GIS在规划设计中主要解决了信息管理、提供分析工具并满足决策的要求。

背景

城市结构优化需求让GIS彰显神通

在中国经济快速发展的背景下，我国城市空间结构剧烈演变。一方面是城市空间向外的迅速扩展，其表现为用地扩展规模大，速度快；另一方面是城市空间内部的急剧变化，表现为城市空间结构的复杂化和空间结构的多样化。同时，城市界限日益模糊，主要表现为城市和乡村的交错。

我国城市空间结构的这些新特征，是在中国长期片面追求经济增长的制度机制下产生的。由于对社会、生态等外部成本的忽视，不可避免地出现了一系列“城市病”，对我国城市的进一步发展，乃至整个国民经济社会的健康和谐发展，造成了很大的威胁。

现在，通过城市空间结构的改善实现城市全面、协调、可持续发展，就是要在城市转型发展的背景下，实现优化城市空间的结构。眼下，我国城市空间结构优化主要包括两个层面的内容：平衡城市结构和重塑城市空间。

东南大学建筑学院城市规划系熊国平教授指出：平衡城市结构主要是从改善城市结构失衡现状的角度出发，实现城市内部各要素之间的均衡，像新区和老城的均衡发展，公共服务设施的均等化，以及如何实现城市与郊区、开发区与周边的融合。

伴随着中国经济的快速发展，城市规模迅速扩大，城镇化进程不断加快，引发的种种经济社会问题，给城市造成越来越大的压力，很多城市选择建设新区，缓解老城压力。一方面，处于城市中心地带的老城通常愈来愈难以满足居民的生活要求，尤其是无法与周边新区的快速发展相匹配，而全国各地的旧城区改造往往是“大拆大建”，导致老城原有肌理，包括很多珍贵的历史遗迹，都遭到严重的破坏。另一方面，新区建设主要来自于对已有开发区或其他城市功能区的重构和二次开发。然而，开发区和新区在开发初期通常都功能单一，例如依靠工业发展起来的经开区、只具备居住功能的大型住宅区，这些区域功能的单一化导致其缺乏活力，造成建设浪费，以及形成“钟摆式”交通。

公共服务设施方面，有的城市在缺乏统一规划情况下，公共设施建布局不合理、等级划分不清淅，相应的优质资源集中于部分地区，而忽视了大多数群众的需求，有的城市在政府引导缺位和经济利益作用背景之下，高档场所重复建设而公益性公共设施不足……一系列构成公共设施和服务种类不全、分级不清、体系不健、质量不佳、分布不均的问题，也对社会经济、文化生活的进步产生相当程度的阻滞。

多年以来，城市边缘区是城市空间扩张影响最集中的地方，受城区与农村两股力量的交互影响作用，在缺乏统一管理和有力领导之下“任性”发展，使得城市边缘区土地利用结构复杂，用地无序蔓延，土地利用效率低下；同时，开发区的地理边界几乎是严格封闭的（大部分开发区都是具有明确管理范围的独立行政区），忽略了与其周边地区的联系，与周边地区缺乏充分的协作和沟通，使得开发区呈现一种封闭式的高速发展，在空间上成为“孤岛”，而开发区周边地区由于缺少经济活力，发展缓慢，产生了区域增长的额“断层”。

重塑城市空间是眼下优化城市空间结构另一关键措施。熊国平教授指出，中国城市发展的多元化和多边形，减弱了城市形态的自组织能力，城市要素构成更为复杂、无序，导致城市空间失当。重塑城市空间就是梳理各类城市构成要素，完善各类城市空间功能，在城市建设中实现社会济的协调发展，实现人与自然的和谐发展。重塑城市空间主要包括：保护生态空间、完善休闲空间、混均居住空间、升级产业空间、共享交通空间等。

焦点 GIS既有的优势和不断增强的优势

在GIS技术应用于城市空间信息管理之前，城市规划师主要使用计算机辅助设计软件（computer Aided design，CAD）来处理空间信息。实际上，CAD目前仍然是国内规划制图时使用最普遍的软件。常用的CAD软件主要有AutoCAD MicroStation等。

CAD与GIS的基本原理迥异，尽管两者都有坐标系统，但CAD把世界看成是一个立方体，而GIS把世界看成一个球面。CAD的主要优点是编辑功能非常强大，可以非常方便地对研究对象进行拉伸、剪裁、复制，等等。相比而言，GIS的制图编辑功能则较弱。不过，CAD的主要功能在于辅助空间图形处理，其数据模型缺乏对属性数据的支持，因此在数据分析、统计和查询等方面远不如GIS。

GIS在城市空间分析与管理方面的应用具有非常显著的优势。GIS把其分析对象的空间位置和特征属性关联起来，极大方便用户查询“在什么地方某分析对象有什么特点”。GIS对空间分析对象的统计、分析功能极其全面，比如查找适宜位置，进行出行成本分析，确定两个位置间的最佳路径等。

美国北卡罗来纳大学城市与区域规划系的相关学者指出：GIS具备空间数据库的概念，可把空间数据和属性数据捆绑起来，创建中心数据库来储存和管理这两方面信息（用户可以通过电脑桌面、服务区或移动环境调用和存储这些数据）；GIS具备强大的空间分析功能，并且，其空间分析功能的开展是基于统计及数学的一系列量化模型，从而可对空间现象进行准确的描述与预测，并辅助城市空间政策的科学化决策。GIS可以提供对数据执行完整性检查的机制，由于其可进行拓扑分析，此外，还可以使用拓扑为要素之间的空间关系建模、为多种分析（如查找相邻要素、处理要素间的重叠边界，以及沿连接要素进行导航）提供支持；GIS可以高效快捷地对一个要素生成多张专题地图（例如人口图、经济状况图、设施数量图，等等），由于GIS的一个空间要素常常对应多个属性（譬如街道边界对应的街道人口、经济状况、设施数量，等等）。

当前，新互联网时代的来临更强化了GIS在信息查询方面的优势。很多城市或区域建立了在线交互式GIS信息共享平台，这些平台不但允许广大公众查询空间信息（如城市街道便利程度评分、地块法定用途，等等），用户还可以根据这些平台提供的人口、经济、社会等方面的GIS数据绘制专题地图。

随着大数据的深化发展，越来越多的GIS网络互动平台更是允许用户利用移动终端随时随地产生新的空间信息并上传至平台（如行为踪迹、服务评价，等等），进一步扩展了交互式GIS数据库的信息量及用途。

同时，GIS可结合虚拟现实技术使方案的筛选、优化显得非常形象、直观，直接用计算机就可对模型图进行各种修改（如各构筑物位置的布局、规模的大小、与其他构筑物的连接方式等），且非常简单明了，可提高规划设计的速度和质量。

此外，GIS还通过多种途径与许多相关专业软件实现了融合。ESRI公司开发的ArcGIS就成功地使GIS与CAD在采用通用的存储环境等方面实现了完美融合。ArcGIS与城市建模软件也能实现内嵌、耦合。（见表格）

启示

利用GIS更好地为城市结构优化服务

伴随着科学技术的进步，GIS不断改进分析工具、不断完善各项分析功能，其优势难以尽数，而相关学者更加重视的是如何利用GIS更好地为城市结构优化服务。

在规划编制阶段，规划部门需要根据城市一系列现状特征和发展趋势对城市空间进行合理布局，确定土地使用性质和强度。GIS的数据库和空间查询统计功能可以帮助规划师掌握城市社会、经济、人口、交通、土地权属等现状，并对未来的城市功能的空间分配进行规划；GIS的空间统计分析功能可以帮助规划师估测不同城市土地利用的规划方案给土地资源、环境和交通带来的影响；GIS的可视化表现功能可以帮助规划师快速生成情景规划图，并向公众展示这样的结果，有助推动规划编制阶段的公众参与。

篇9

1、排水管网管理的现状与存在的问题

城市排水管网系统是一个结构复杂、规模庞大、随机性强的巨型网络系统。因此，实现排水管网系统的科学管理与决策，需建立排水管网信息管理系统和动态水力模型，用计算机技术仿真管网的实际运行工况，辅助排水管网系统的决策和分析，这是当前排水事业新发展的需要，也是目前急需解决的一大课题。

1.1排水设施的管理与查询仍为手工操作阶段效率低下

以密山市为例，密山市排水系统包括各类排水窨井两万多个，明沟十几公里，管渠上百公里，此外还有污水处理厂等，这些排水设施均处于手工操作管理阶段。众所周知，城市的排水管网是一个纵横交错的巨型网络，尤其对于人口多、市政设施建设频繁且多处管理的城市来说，管网的规模和复杂程度是难以想象的，人工管理图纸和文本资料存在以下缺点：

(1)将管网分割在几张图上，不便于纵观全局，也不便弄清管线的来龙去脉；

(2)管线的属性信息只有一部分通过符号和标注反映在图纸上，其余大部分以文本资料(成果表和调查表)的形式保存，因而只看图纸并不能获得它的全部信息，若将图纸与文本资料对照起来看，既费时、费工，又使人感到难以掌握全局；

(3)用传统的管理方法，若要提高查询速度，则必须要求管理人员熟悉资料的存放位置，而且随着资料的增多还需增加管理人员。即使这样，其查询速度也无法与计算机相比：

(4)存储量大。存储图纸所占的空间要比存储到磁盘上大得多，这是显而易见的；

(5)难以保存。由于经常翻看，图纸破损非常快，而且由于环境温度、湿度的变化造成图纸变形进而影响图纸的精度。这些都给后期图纸维护造成很大的压力。

(6)基于现存的管网资料进行统计、综合分析、决策和预测时，更为困难，且不便于准确定量分析。

由此可见，如果用传统的管理方法来管理大城市的综合地下管网资料，难以进行科学有效管理。且近年排水管网建设频繁，更加大了图纸管理的难度，应对城市的排水管网建立统一的信息管理系统。

1.2资料缺乏，频繁发生施工事故

由于城市排水管网系统缺乏统一协调的空间描述性标注，空间定位精度不明确、不统一，甚至以施工图充当竣工图，或没有任何相关图纸资料描述等，给城市排水管网的管理带来了极大的不便，往往导致在施工过程中占用排水管道位置，甚至凿穿排水管线，造成重大的经济损失和严重的事故影响。

2、城市排水数字化管理与分析系统的目的与意义

2.1地理信息系统与优化分析系统

地理信息系统是对具有空间特征的管网信息进行分析、利用和管理的有效工具。管网信息获取与处理是最合适，也是最需要应用地理信息系统的领域之一。而优化分析系统，是给设计人员、管理者以及系统的维护人员、调度人员提供指导性建议、辅助决策和制定最优方案的一个工具。根据水力模型和优化运行模型的计算结果制定决策方案，将彻底改变人为经验决策和运行局面，提高管理和决策的科学性。

(1)利用地理信息系统的数据采集功能，可以提高排水管网信息获取的效率，方便地将多种数据源、多种类型的排水管网信息集成到地理信息系统的空间数据库中；利用地理信息的数据编辑功能，通过友好的用户界面可对图形和属性数据进行增添、删除、修改等操作以及复杂目标的编辑、图形动态拖动、旋转、拷贝、自动建立拓扑关系和维护图形与属性的对应关系；利用地理信息系统的信息查询功能，可以迅速提供用户所需要的各种管网信息(包括空间信息、属性信息、统计信息等)；利用地理信息系统的数据库管理功能，可自动管理大量排水管网数据，并进行管网数据库创建、数据库操作、数据库维护等工作，还可以调用任何连续空间的管网数据；利用地理信息系统的统计制图功能，可将大量抽象的管网信息变成直观的管网专题地图或统计地图，形象地展示出排水管网专题内容、管网空间分布与数据统计规律；利用地理信息系统的专业模型应用功能，可进行管网预测、评价、规划、模拟和决策；利用地理信息系统的演示输出功能，可支持多媒体演示及基于多种介质的管网信息输出，还可用可视化方法生成各种风格的菜单、对话框等。

(2)优化设计、节省投资。在传统的排水管网设计方法中，设计者虽然根据经验进行初步优化选择，并尽量使设计达到技术上先进、经济上合理，但其技术经济分析一般仅考虑几个不同布置形式的比较方案，且不考虑同一布置形式下不同设计参数组合的方案比较。欲从根本上解决排水管网设计优化问题，以节省投资，需建立数学模型进行优化设计。另外，排水管网的优化设计应从整个排水系统角度考虑，而不是单独某一管段的优化，因此需准确掌握城市整体排水管网系统的现状。

(3)科学决策与分析。只有建立优化分析系统，才能进行科学决策分析，这包括投资决策、事故分析和重大设计决策等。例如，在确定排水管渠系统投资标准时，应进行技术经济评价和风险性分析，投资决策部门或投资者要平衡提高投资标准获得的效益与降低投资标准可能造成的经济损失以及给社会造成的危害。

2.2建立数字化管理与优化分析系统的实践意义

对庞大复杂的排水管网系统实施科学管理是当前排水行业迫切需要解决的问题，建立与实际排水管网系统特征相符的微观动态水力模型是系统的核心。基于水力模型开发的一系列优化分析与辅助决策模块是解决问题的有效手段，是保证系统安全可靠、节省投资、减少运行费用的需要；建立的排水管网分析平台，是优化管网系统规划、优化改扩建以及优化运行的基础，是诊断异常、提高管理水平的保证。建立城市排水管网系统数字化管理与优化分析系统，可产生良好的效益，具有重要的实践意义：

(1)城市排水管网图文数据库的建立，可实现全市范围内管网图籍资料的计算机管理，便于资料的日常管理工作及管网的维护等；

(2)将城市排水管网系统信息输入计算机，建立起排水管网系统动态分析平台；

(3)可优化城市排水管网系统的设计和规划等；

(4)建立的管网水力模型，可指导投资决策、事故分析和重大设计决策等；

(5)是城市数字化系统建设的一个重要组成部分，可为城市规划、建设和管理等实现资源共享。

3、结语

城市排水数字化管理与分析系统是一项庞大而复杂的系统工程，需要投入大量的人力和物力，也需要一定的时间。该系统建成后，能使城市排水管网的管理水平、管网分析、规划设计、优化设计等方面登上一个新的台阶，使城市排水管网管理真正进入信息化的时代。

参考文献

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关键词：GIS城市规划应用发展

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着信息技术的日益发展和深入应用，信息化工程在整个社会中的地位日益突显，特别是作为国民经济和社会发展关键环节的城市信息化工程更是成为一项战略工作。在整个城市的信息化工程中，城市规划与管理的信息化建设又是重中之重，对城市规划与管理起着举足轻重的作用。

1 地理信息系统介绍

GIS（Geographic Information System）,中文译名“地理信息系统”，是国际上20世纪60年代以来发展起来的一门新兴技术。它是利用现代计算机图形和数据库技术来处理地理空间及其相关数据的计算机系统，是融地理学、测量学、几何学、计算机科学和应用对象为一体的综合性高新技术。其最大的特点就在于: 它能把地球表面空间事物的地理位置及其特征有机地结合在一起，并通过计算机屏幕形象、直观地显示出来。这一特点使得GIS具有更加广泛的用途。同时，它具有及时、迅速、准确、完整地查询各种资料信息，实现图形与属性数据的空间查询、分析计算及编制专题地图等功能，并具有良好的兼容性和资源共享等优点。完整的GIS主要由五个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员、过程，其核心部分是计算机软硬系统，空间数据库反映了GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

2 GIS技术在城市规划中的应用

2.1大、中城市应建分区规划信息系统

目前，各大、中城市已经编制或批准了改革开放后的第二轮总体规划，编制分区规划、建立分区规划信息系统势在必行.首先从规划的层次上看，总体规划是起战略性、结构性的指导作用，总体规划图带有示意性、夸张性的成分，输入计算机后，很难用它来控制具体建设项目的定位；控制性详细规划虽然很具体，但还存在引导作用不明显、覆盖范围不全等问题；因此，需要有分区规划才能和总体规划衔接.分区规划在平衡土地使用强度和基础设施之间的比例，协调非赢利性公共设施的分布配套方面作用明显，而这些又是当前快速发展的城市里比较普遍而又突出的问题.其次，建立分区规划信息系统可充分发挥现有的通用GIS软件的功能，技术障碍小，对于日常建设管理，分区规划比总体规划更具有法律上的可操作性。

分区规划信息系统主要包括以下内容：

(1)规划分区现状概况。

(2)规划条件：①规划依据；②规划分区发展条件分析。

(3)规划目标和原则；

(4)分区规划结构和空间布局：①空间形态规划的总构思；②绿化系统规划；③分区内各功能区的布局以及用地和人口规模；

(5)土地使用规划；

(6)公共服务设施规划；

(7)交通规划；

(8)市政公用设施规划；

(9)对实施规划的建设和分期建设计划。

2.2重要地段可建城市设计信息系统

在城市建设投资渠道多样化的形势下，传统的修建性详细规划往往难以发挥作用，需要另外的设计手段和管理手段来协调、制约各种行动.以上海浦东陆家嘴金融贸易区的中心区为例，该小区为上海一个建筑密集、交通复杂、正在快速形成的商务中心区，在控制性详细规划的基础上，陆家嘴开发区管理局编制了城市设计。依据控制性详细规划和城市设计，再制定出规划设计条件，作为旧区改造、土地批租的法定文件，对开发商进行约束、协调.凡建筑体形体量、室外场地、地下空间、地面以上空间容易与周围环境、规划的城市功能产生矛盾的，规划设计条件可起到较明显的制约作用.规划设计条件图上有专门的线条、尺寸注记、文字注记来表达各种制约意图，还附有简要的文本.对单体建筑师来说，在制约范围内仍有较大的自主设计的余地.现陆家嘴开发区尝试把GIS和城市设计、规划设计条件结合在一起，用计算机化的图形、属性、文本来辅助管理，除明显提高工作效率、减少差错外，也为建设单位及其委托的设计院提供更优良的服务，改善投资环境.虽然用计算机辅助设计(CAD)技术也可达到相似的效果，但是以GIS为依托，可以使城市设计和土地开发利用相结合，这是一般的CAD系统难以达到的效果。

2.3建立城市规划数据库

城市的规划就是以地理的空间数据作为其所设计和管理的基础，所以，要进行城市规划的信息系统建设就首先要建立起城市规划的数据库，从而动态地存储与管理城市的空间信息以及及各种各样的规划专题信息，最终为城市的规划提供综合性的信息服务，并且在此基础之上，建立起城市规划的空间分析模型，并提供决策上的支持，以实现城市规划管理的科学化和智能化。依据城市规划工作的业务性质与相关数据的结构特点，城市规划数据库主要包含3种类型的数据：基础地理信息，规划专业信息，规划文档信息。

(1) 基础地理信息:基础地理信息是进行城市规划的基础载体，它主要包括城市系列比例尺基本地形图和城市地下间信息等内容。在城市系列比例尺基本地形图中，大比例尺地形图主要指1:500和1:1000的城市全要素地形图，内容多、数据量大，是城市规划信息系统的核心数据，是规划师进行控制性详细规划的主要依据；中小比例尺地形图主要指1:5000和1:10000的城市全要素地形图，是城市进行宏观管理与总体规划、分区规划的重要依据，用于城市规划建设的多种应用需

要；地下管线作为城市建设的基础设施，在城市规划中占有重要地位，城市地下空间信息主要是1:500和1:1000的城市地下管线综合图，它为城市地下空间的统一规划设计与管理提供了科学依据。

(2) 规划专业信息: 城市规划专业信息的主要内容包括：总体规划、分区规划、控制性规划、专题规划。用地规划、道路规划等，以图形数据力主，基本涵盖了城市规划工作的全部内容(3)规划文档信息: 规划文档信息主要包括：规划管理、用地、建设工程、报建、法规、规划设计等，以文档信息为主，是规划业务办公

流程中的重要数据，一般以数据库方式进行管理是规划部门长期积累的成果资料。

2.4 GIS 在城市规划应用中应该注意的问题

在城市规划中要用好GIS, 需要不同的专业人员建立起共同的语言。让规划师熟悉GIS 技术是必要的。规划师本人应当对规划有深入的理解,洞察到哪些任务适合用计算机来完成,哪些不适合, 就会使GIS 的应用更加有效。当然,城市规划确有一定的特殊性, 使GIS的作用不容易发挥。因为GIS最重要的功能是数据管理、空间查询、空间分析,因此只有在需要信息管理、空间分析的地方它才起作用。

阻碍GIS技术在国内规划行业中应用的主要原因有:

(1) 基础数据的收集、供应、更新、共享往往受到体制、机制、管理的制约。

(2)在人才的培养方面,一般规划专业人员中了解GIS 的还很少,应用开发和研究的人才也不足。

(3)技术方法上,由于通用GIS专业软件并不专门针对规划市场,需要根据实际应用进行二次开发,但国内由于应用历史短,技术方法积累不足,又不能照搬国外经验,因而影响到了GIS在实际工作中的应用。

(4)城市规划的本身局限性也限制了GIS的进一步应用。目前城市规划工作中, 对背景分析、趋势预测、论证、影响评价的要求还不严、不高, 规划专业队伍也不健全,这也对GIS的应用带来很大影响。

3 GIS在城市规划中的发展趋势

(1)3S的结合及发展

GIS(Geographic Information System)、RS(RemoteSensing)、GPS(Global Position System)三种技术不断结合，用来提供直接的数据服务，快速追踪、观测、分析和模拟被观测对象的动态变化，并高精度地定量描述这种变化，实现大范围、可视化、短周期的动态监测效果。同时，从城市规划的可持续发展方面，不断融人了DPS(数字摄影测量)、ES(专家系统)和多媒体技术，有助于实现城市社会经济与资源环境的协调发展。

(2)GIS与CAD的结合

在2O世纪90年代，CAD引领了从手绘图纸到计算机绘图的变革。通过CAD绘制的规划成果图作为GIS在城市规划中的数据源，然后利用GIS的空间分析及二次开发功能，建立GIS空间及属性数据库。不但从技术方法上，而且在工作思路上，都将会对控规编制乃至整个城乡规划带来重大的影响。

(3)WebGIS的发展

WebGIS是实现GIS互操作的一条最优化途径，利用Internet技术使GIS更方便灵活地为用户服务。它实现了数据的分布式存储，具有动态性、互操作性及跨平台等优良特性，既保证了城市规划数据的现势性，同时极大丰富了城市规划内容的表现方式。

(4)三维GIS的发展