數(shù)字城市與城市規(guī)劃課件

1、數(shù)字城市與城市規(guī)劃組員：李柯晗1-6張PPT段梅花11-17張PPT 張元川11-17張PPT 陶超18-27張PPT 數(shù)字城市概念狹義的數(shù)字城市是指綜合運用3S(GIS、RS、GPS）技術(shù)、多媒體技術(shù)、大規(guī)模存儲及虛擬仿真等技術(shù)實現(xiàn)對城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機制進行自動采集和動態(tài)監(jiān)測管理，并未城市的規(guī)劃建設(shè)提供輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)基 于 地 理 信 息 系統(tǒng) (GIS )、全 球 定 位 系統(tǒng) (G PS )、遙 感 系統(tǒng)(R S)等 關(guān)鍵技 術(shù) ，進行城 市規(guī)劃 、建設(shè) 、管理 ；為政府 、企業(yè)、公眾服務(wù) ；實現(xiàn)人 口、資源環(huán)境 、經(jīng)濟社會 的可持 續(xù)發(fā) 展 的 信 息 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 和

2、信 息 系統(tǒng) 。所 以 數(shù) 字 城 市 根 本就是 建設(shè) 空 間信 息基 礎(chǔ) 設(shè) 施 并 且 深度 開 發(fā) 和 整 合 應(yīng) 用 各 種與地 理 分 布 有 關(guān)的 信 息 資 源 數(shù)字城市的功能1、城 市地理信 息 系統(tǒng) (U G IS)功能。城 市 G IS 是數(shù)字城市的基 礎(chǔ) ，它真正 實現(xiàn) 了數(shù)據(jù) 共 享 、信 息 交換 和 信 息服 務(wù) 服 務(wù) “現(xiàn) 實城 市 ”的規(guī) 劃 和 管理決策。2、網(wǎng)絡(luò)虛擬城 市功 能。城 市實際上是一個開放的 自由空間 人們可 以利用 網(wǎng)絡(luò) 實現(xiàn) 自由地創(chuàng)建 空間和場 景等 ，如居住 、休 閑購物 、旅 游、教育工作環(huán)境等現(xiàn) 實或虛擬 的環(huán)境 空間。數(shù)字城市的

3、功能3、 城市活動動態(tài)模擬 功能?？梢钥梢暬M城市 中的各項社會 經(jīng) 濟 建設(shè) 活 動 。4、城 市 空間 動 態(tài)模 擬 功 能 。通 過 數(shù) 字城 市 ，可 以 宏 觀或 微 觀 、現(xiàn) 實或 虛 擬 的 動 態(tài)模 擬 整 個城 市 空 間 、局 部城市空間、5、不可見的空間和城市空間過程。網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)功能。為大眾提供城市政治、經(jīng)濟、社會、環(huán)境 、管理及服務(wù)等信息城市規(guī)劃理論1 可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)思想可持 續(xù) 發(fā) 展 是 當前 城 市 發(fā) 展 過 程 中 的主 流 思 想和 理 念 ，它是人類發(fā)展 的必然選擇 ，因為可持 續(xù)發(fā)展可 以實現(xiàn)社會 、經(jīng)濟 、文化 、人 口等的協(xié)調(diào)發(fā)展 。因為，任何

4、一個城 市，在 中心城區(qū)不斷發(fā)展擴大的過程 中，必然會對周 圍的生態(tài)化 環(huán)境造成不 同程度的污染 堅持可持續(xù)發(fā)展理念 ，實施 科學的管控機制 就能夠?qū)⑵?壞環(huán)境 降到 最低 限度 。2 人性化 的規(guī)劃理念我們都知道 人性化 的規(guī) 劃理念 就是 指在進行城市規(guī)劃時要 堅持 以人 為本 更多地 考慮人類的需求。因為，人與 自然、人與人、人與 自我發(fā)展之 間關(guān) 系密切 ，同時這 些都與城 市規(guī) 劃密切相 關(guān)。在實施 具體的城 市計劃之前 ，為人民服務(wù) 是首要 考慮因素 讓城市規(guī)劃體現(xiàn)人文 關(guān)懷 ，能夠最終 實現(xiàn)城 市規(guī) 劃是為人 民服 務(wù) 的 如 果 城 市 規(guī) 劃 不 是 以人 為本 ，不 是 從

5、 人 的 思路出發(fā) 技術(shù)條件再好 、物質(zhì)投 資再雄厚都是微不足道的。3 追求和諧的基本原則現(xiàn) 階段 為 了實現(xiàn)和諧社會 的構(gòu) 建，在城 市規(guī) 劃的過程中 要 特 別 注 重 布 局 的 合 理 性 、產(chǎn) 業(yè) 的 協(xié) 調(diào) 性 、生 態(tài) 的 平衡 性等等。土地利用和城 市的空間結(jié)構(gòu)布局是 否科 學取 決于利益沖 突和 價 值 判 斷 換 言之 ，城 市 規(guī) 劃 實質(zhì) 上是 一種 意識 形 態(tài) 的產(chǎn)物 ，在進行城 市規(guī) 劃的過程 中，統(tǒng)籌兼顧 ，顧及 各方利益 ，最終 實現(xiàn) 和諧 社 會 的 構(gòu)建 1獲取城市規(guī)劃所需各種信息的手段城市規(guī)劃需要獲取包括與城市相關(guān)的經(jīng)濟社會等各項基礎(chǔ)資料、歷次規(guī)劃成果、

6、規(guī)劃實施與管理等復(fù)雜的數(shù)據(jù)和信息。其數(shù)據(jù)和信息具有多尺度(比例變化大)、多類型(如圖像、圖形、各類文檔等)、多層次及多時相等特點。數(shù)字城市以其各類信息的數(shù)字化和大容量的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、高速寬帶的信息傳輸系統(tǒng)及高效智能的處理系統(tǒng),為城市規(guī)劃設(shè)計現(xiàn)代化提供了豐富的信息。同時,數(shù)字城市采用分布式數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫(datawarehouse)技術(shù),對數(shù)據(jù)進行自動更新和動態(tài)管理,保持數(shù)據(jù)的實效性和實時性。此外,數(shù)字城市還提供豐富的數(shù)據(jù)類型,其中包括二維矢量圖形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、屬性表格數(shù)據(jù)、城市三維圖形及紋理數(shù)據(jù)等,滿足城市規(guī)劃與管理的不同需求。2分析方法和手段1)利用數(shù)字城市中的多種數(shù)學

7、模型與分析手段,更多地進行定量分析。以往的城市規(guī)劃對所收集到的資料和信息需要花費大量的時間和精力進行分類整理,然后采用“定量分析為輔,定性分析與定量分析相結(jié)合”的傳統(tǒng)分析方法,分析、預(yù)測城市未來的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展方向。由于受到信息的準確性、時效性、來源等各方面因素的影響,規(guī)劃分析和決策過程中的失誤在所難免。數(shù)字城市的建立可以使規(guī)劃人員在獲得所需的諸如社會、經(jīng)濟、環(huán)境及城市建設(shè)等各類信息基礎(chǔ)上,利用空間疊置、數(shù)學建模等多種方法,對數(shù)據(jù)進行定性、定量、定位綜合分析和動態(tài)分析處理,多維和多形式地顯示分析處理結(jié)果。如進行城市經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析、人口等的空間分析和定量分析,結(jié)合信息的時間維,直觀地展現(xiàn)城市

8、發(fā)展和演變的歷史過程等。(2)以人為本,強化對城市空間的智能分析。數(shù)字城市強化對城市空間的智能分析。空間分析技術(shù)方法的應(yīng)用,分析和研究城市空間實體之間的相互作用關(guān)系和城市空間的發(fā)展模式,將進一步提高城市規(guī)劃對于各類規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析處理能力,以及對于未來城市發(fā)展的預(yù)測、模擬和優(yōu)化能力,使規(guī)劃能夠在理性的綜合分析基礎(chǔ)上作出科學合理的判斷和決策。如城市人口分布估算、居住區(qū)環(huán)境質(zhì)量分析評定、大型公建布局與人口空間關(guān)系分析、城市區(qū)位條件分析及城市土地級差地租分析評定等。(3)虛擬現(xiàn)實技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是數(shù)字城市的關(guān)鍵技術(shù)之一,所謂虛擬現(xiàn)實技術(shù)是指運用計算機生成一個逼真的可交互的動態(tài)世界,人們可以對這個

9、虛擬世界中的虛擬實體進行交互式操作,并產(chǎn)生各種感官刺激,如視覺、聽覺、觸覺及嗅覺,給人一種身臨其境的感覺,同時具有查詢、分析、評價、規(guī)劃和決策等功能。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以應(yīng)用于城市景觀的仿真、城市地下管線的可視化、城市發(fā)展歷史演變過程的再現(xiàn)、城市人流和車流的動態(tài)模擬、城市生態(tài)建設(shè)或改造的虛擬實驗以及城市災(zāi)害事故的動態(tài)模擬等諸多方面。如美國的VR技術(shù)專家和城市管理專家結(jié)合,對洛杉磯和拉斯維加斯兩個城市改造進行了實驗,對城市的街道及建筑物,尤其是高層建筑,根據(jù)城市的功能和城市美學的原則,進行了多種方案的對比分析,同時還對街道綠化樹種的選擇進行比較,包括幼年樹和成年樹綠化及美觀效果作了一一比較,最后作出

10、了行道樹樹種的決擇。(4)仿真技術(shù)。計算機仿真技術(shù)(ComputerSimulation)是利用計算機建立、校驗、運行實際系統(tǒng)的模型,以得到模型的行為特性,從而達到分析、研究實際系統(tǒng)之目的的一種技術(shù)。仿真技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃與設(shè)計,規(guī)劃師可以直觀、真實地體驗設(shè)計效果,進行多方案比較,使仿真技術(shù)成為規(guī)劃決策的輔助手段;應(yīng)用于規(guī)劃管理,可以作為展現(xiàn)城市發(fā)展藍圖的手段,吸引更多的公眾參與城市設(shè)計與管理4城市規(guī)劃的實施與管理機制數(shù)字城市的建立將同樣改變城市規(guī)劃的宣傳、管理、實施的方式與公眾監(jiān)督機制。城市規(guī)劃實施成功與否,除了宣傳和管理之外,公眾輿論的監(jiān)督作用不可忽視。隨著信息技術(shù)特別是基于GIS及Web

11、2GIS技術(shù)的發(fā)展,使城市各部門以及公眾、企業(yè)等可以通過城市規(guī)劃綜合數(shù)據(jù)庫共享規(guī)劃部門的數(shù)據(jù)信息,起到宣傳城市規(guī)劃和服務(wù)于大眾的作用;規(guī)劃編制和規(guī)劃管理機構(gòu)可以在網(wǎng)上實時發(fā)布城市規(guī)劃信息和法規(guī)草案等,公眾可以及時了解城市規(guī)劃實施進展狀況,反映規(guī)劃實施過程中出現(xiàn)的違背城市規(guī)劃的現(xiàn)象和問題,達到引導(dǎo)公眾參與城市規(guī)劃和監(jiān)督城市規(guī)劃實施之目的。另外,在規(guī)劃和實施的過程中,大量的信息和數(shù)據(jù)不斷產(chǎn)生,而管理這些數(shù)據(jù)和信息也是現(xiàn)代城市規(guī)劃的重要任務(wù)之一。數(shù)字城市可以提供新的技術(shù)手段,實現(xiàn)城市規(guī)劃信息管理的規(guī)范化、智能化和可視化。數(shù)字城市對城市規(guī)劃的影響數(shù) 字城 市可以應(yīng)用于城市交通的智能管理與控制 、城 市

12、災(zāi)害的防治、城 市規(guī)劃設(shè)計與管理 、城 市通訊條件 建設(shè) 與管理 、城 市 生 活 的 網(wǎng)絡(luò) 化 和 智 能 化 、城 市 資 源 、人 口 、經(jīng) 濟 、環(huán) 境與可持續(xù)決策制定、城市環(huán)境治理與保護 以及 區(qū)域城 市群 協(xié)調(diào) 發(fā) 展 等 諸 多功 能 。 數(shù) 字 城 市 對城 市規(guī) 劃 的 影 響 表 現(xiàn) 在 以 下三 幾個方面1 虛擬城市規(guī)劃，仿真城市風貌暑 數(shù)字城 市就是利 用地理信 息技 術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)、虛擬現(xiàn) 實技妄 術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)等各種高科技手段 ，建立城市規(guī)劃、建設(shè)和運 營管理 的三維空間信 息 系統(tǒng) ，模擬 出一個全 方位 三維、逼真的城 市 環(huán)境 提 高城 市規(guī) 劃 管理 水

13、平 ，實現(xiàn) 建 設(shè) 項 目與 城 市 環(huán)境 的 協(xié) 調(diào) 平衡。3 加快設(shè)計速度通過數(shù)字城 市實現(xiàn)模擬模 型的建立 。只要在 系統(tǒng) 中修 改參數(shù)就能改變建筑 高度、材質(zhì)、顏色和綠化密度 。這樣的方便 不僅加快方案設(shè)計的速度還能提 高質(zhì)量 ，也節(jié)省 了大量的資金 。4 宏觀調(diào)控城市區(qū)域經(jīng)濟結(jié)構(gòu)我們 在數(shù) 字城 市的仿 真平 臺里就可 以看到城 市建筑 、園林綠化、商業(yè) 區(qū)、居 民 區(qū)等各種 區(qū)塊 ，并且對其進行管理 ，在這里 我 們 能 夠 從 從 不 同 角度 和 方 位 來觀 察 城 市 規(guī) 劃 整 體 布 局 和結(jié)構(gòu) ，空間體 系以及位置 關(guān)系等等 。數(shù)據(jù) 資料還可 以連接到建筑容積率等指標

14、上 實現(xiàn)城 市設(shè)計數(shù)據(jù)和三維空 間的重合性6 “數(shù)字城市”對城市規(guī)劃 與設(shè)計的影響“數(shù)字城 市”技術(shù)能可 以在虛擬 的三維現(xiàn) 實環(huán)境 中進行設(shè)計 各 種 規(guī) 劃 的 方 案 ?！皵?shù)字城 市”技術(shù) 可 以采 用動 態(tài)交互的方式 審視 和評價現(xiàn) 實環(huán)境 ，通過虛 擬的設(shè)計環(huán)境 中感知設(shè)計 的合理 性 節(jié)約成本和 時間。一般情 況下“數(shù) 字城 市”在應(yīng)用于城 市地下空間規(guī)劃和城 市工程地質(zhì) 、水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)的分析等 方面能夠表 現(xiàn) 出更多的優(yōu) 勢 。通過 系統(tǒng) 集成 來存儲 ，處理和分析地理信 息 系統(tǒng)數(shù)據(jù)和相 關(guān)信 息 根據(jù)城 市的現(xiàn) 狀 ，發(fā)展 趨勢和潛在能 力 不 同 的預(yù) 測 模 型 顯

15、 示 用 于 長 期 城 市 規(guī) 劃 和 宏 觀 調(diào) 控 ?！皵?shù) 字城 市”在 系統(tǒng)論 、信 息論、協(xié) 同論 的思想方 法的指導(dǎo) 下 ，將進一步解決城 市空間動 態(tài)演化與預(yù)測 、城 市土地發(fā)展方 向和增值 、城 市環(huán)境 系統(tǒng)評價 與分析 ，以及城 市 交通 網(wǎng)絡(luò)模型 、區(qū)域經(jīng)濟合作與城市可持 續(xù)發(fā)展 。數(shù)字城市地理空間框架在規(guī)劃部門的應(yīng)用前景城 市規(guī) 劃一直是對全 新 的可視 化技 術(shù)需求最 為迫切的領(lǐng)域之一，數(shù)字城市地理空間框架的建設(shè)將大大方便對于大型復(fù)雜工程項 目的規(guī)劃、設(shè)計、投標、報批、管理，有利于設(shè)計與管理人 員對各種規(guī)劃設(shè)計方案進行輔助設(shè)計與方案評審。 1針對規(guī)劃應(yīng)用需求 ，解決實際

16、 問題1、網(wǎng)上規(guī)劃業(yè)務(wù)審批建設(shè)數(shù)字城市地理空間框架為規(guī)劃部 門的業(yè)務(wù)審批進 行 了模 式再造 和流程再 造 ，實現(xiàn) 建設(shè) 工程 規(guī) 劃許可、建設(shè)用地規(guī)劃許可、建設(shè)項 目選址意見書的建設(shè)項 目申報 網(wǎng)上 審批 。網(wǎng)上規(guī)劃業(yè)務(wù)審批是一種新的審批方式，它要求設(shè)計單位在提交各類送審圖紙時，增加電子文件，電子文件是符合 電子報批 系統(tǒng)格式的規(guī)劃設(shè)計方案，這樣所有建設(shè)單位的電子報批文件能夠達到一致性、規(guī)范性 和標 準性。依據(jù)規(guī) 劃指 標 、技 術(shù)標準 以及規(guī) 劃管理流程 ，在規(guī)劃部 門的局域 網(wǎng)內(nèi)在線輔助審批 ，提高了審比的及時性、準確性和科學性，從而建立起規(guī)劃設(shè)計一審批 一入庫 的規(guī) 劃成果動 態(tài)更新機

17、 制 。網(wǎng)上報 批 彌補 了規(guī)劃部 門現(xiàn)有 辦公 自動化系統(tǒng)中缺 少圖形審查功能的不足 ，并成為 了更新規(guī) 劃管理數(shù)據(jù) 的手段之 一 。2 圖文信 息管理一體化圖文信息管理一體化主要體 現(xiàn)是 ：檔 案 管理信 息化 和二 維地 圖 、三維模 可視化。在業(yè)務(wù)辦公 中，即時調(diào)用資料數(shù)據(jù)進行查詢與檢索，也可對正在辦理 的數(shù)據(jù)資料，隨時錄入更新，同時可應(yīng)用系統(tǒng)所提供 的分層顯示、三維模擬等功能進行分析處理，將 空間信息和文檔信息緊密結(jié)合，實現(xiàn)在線的、動態(tài)的連接和互訪 ，輔助決策，大大提 高了規(guī) 劃業(yè)務(wù) 辦理的效 率。3 空間決策支持1) 改善人工統(tǒng)計和人工分析的處理方法。它對基礎(chǔ) 空間數(shù) 據(jù)進行 綜合

18、 、提取 ，結(jié)合 社會 、經(jīng) 濟、人 口、土地調(diào)查等各種統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)以及規(guī)劃部的總規(guī) 、分規(guī)、控制性修建性詳規(guī)等規(guī)劃控制指標，利用一定的計算或評價方法，得出基于位置、面積等空問屬性的評價結(jié) 果 ，提 高 了工作 效率 。2 ) 為規(guī)劃輔助決策建立分析決策模型。從空間數(shù)據(jù)庫 中獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ，按照規(guī)劃決策的需求形成專題數(shù)據(jù)層，其中包括：依據(jù) 需求加工后的空間數(shù)據(jù)以及決策所依賴的人 口、資源、經(jīng)濟、環(huán)境等屬性數(shù)據(jù)，依據(jù)疊加分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等空間分析方法，進行 綜合評價、分析，提出方案，建立專題系統(tǒng)，以專題 圖和文件報告的形式輔助決策，使城市決策者有 據(jù)可依 地做 出快 速反應(yīng) 。4 跨部門、跨平 臺的空間數(shù)據(jù)共享在統(tǒng)一的 G IS 平臺上實現(xiàn) 了對基礎(chǔ)地理信息的集成管理和網(wǎng)絡(luò)化共享應(yīng)用。共享平臺通過對城 市規(guī) 劃基 礎(chǔ) 空間數(shù)據(jù) 、各種規(guī) 劃編制成 果數(shù) 據(jù) 、規(guī)劃控制數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)辦理過程 中的業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)集成共享管理 ，不僅 能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺，保證 已有數(shù)據(jù)庫的