“3S”技术在城市规划中的应用探讨

卢伟强 宋彦军

【摘 要】城市规划作为城市建设的一个重要环节，对城市发展起着指导性作用。本文在介绍城市规划和数字城市建设的基础上，论述了“3S”技术体系在现代城市规划中发挥的作用。结果表明，基于“3S”技术的城市规划理论，推动了传统型城市规划的数字信息化变革和发展，提高了城市规划的动态分析能力和指导能力，对现代化城市的建设和发展起到了决定性的作用，而基于“3S”技术的城市规划随着“3S”技术的不断发展、“3S”技术和城市规划的深入融合，定会对数字城市的构建起到重要作用。

【关键词】城市规划；“3S”技术；数字城市；信息化

【Abstract】Urban planning plays a guiding role in the development of a city as an important part of urban construction. The article discusses the role of "3S" technology system plays in modern urban planning on the basis of the introduction of urban planning and construction of digital cities. The results show that： Urban planning theory based on "3S" technology promotes the development of digital information revolution and traditional urban planning， and improves the dynamic analysis capability and ability to guide urban planning， which plays a decisive role in modern city construction and development. And it will be play an important role in the construction of urban based on "3S" technology with the development of urban planning "3S" technology and he integration of urban planning.

【Key words】Urban planning；"3S" technology；Digital city；Informatization

1. 引言

（1）“3S”技术是全球定位系统/GPS、地理信息系统/GIS和遥感技术/RS的统称，是卫星定位与导航技术、空间数据集成技术、传感器技术和计算机信息技术、信息化通讯技术相结合，多学科、多种技术高度集成的对空间数据进行采集、处理、分析、管理、表达、传输和应用的现代信息技术[1～3]。

（2）城市规划是以持续发展、科学论证和专家决策为前提，对城市的经济、社会、环境等各个方面进行规划和调整，实现对城市未来发展和城市空间结构的综合部署，其是城市建设和管理的依据，也是城市规划、城市建设和运营各个阶段管理的前提[3～4]。随着现代城市的快速发展，其城市规划所包含的意义也在不断延伸和变化：国家政策的宏观调控、城市构成因 。

素多样性、城市发展的多元化和复杂化等，都要求城市的规划能够更全面化、宏观性的指导城市的未来发展建设。

（3）“3S”技术作为现代城市信息化和数字化的重要技术手段，能够实现城市多维度、多时相空间信息数据的获取，并对空间数据进行全面统计分析，对城市规划提供实时精确的信息支撑，并能够以数字形式对城市规划未来发展效益进行有效评价。“3S”技术的这些优势，使其在城市建设中得到广泛应用。

2. 数字城市规划

数字城市衍生于“数字地球”，是以计算机技术、大数据存储技术等为基础，运用全球定位系统、遥感、地理信息系统、仿真——虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段对城市的现状、未来发展等全部内容进行数字化虚拟实现[5～8]。数字城市的建设和城市信息化水平的提高，对城市规划提出了更高的要求，即城市规划的数字化和信息化，其是传统城市规划和现代信息技术耦合的必然产物，是数字城市构建一个重要组成部分。数字城市规划以城市整体规划目标和城市规划理论方法为指导，将城市发展过程中各个因素动态发展和变化融入到数字规划体系中，经过数字分析和优化选择，提取动态的最优城市发展路径，将传统静态城市规划模式向多元化动态规划模式发展，实现对城市发展的实时性、多维度的指导和规划。

3. “3S”技术体系

3.1 “3S”技术理论。

空间定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的3大支撑技术，统称为“3S”技术。是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段，也是地学研究走向定量化的科学方法之一，见表1。

3.2 “3S”技术集成。

“3S”技术集成是将GPS、GIS和RS技术在不同层次融合、构建一个在线连接、实时处理的有机整体，实现三者之间的优势互补，构建“一个大脑，两只眼睛”的框架，达到1+1+1>3的技术实用效果。作为实时、客观获取空间信息的新兴技术手段，RS技术和GPS技术成为地理信息系统的重要数据来源，而通过GIS对其获得的数据进行处理和分析，可以提取各种有用信息，以进行决策支持，见图1：GPS、GIS和RS技术三者的集成利用，构成了多层次、多元化、多实效的对地观测、分析和应用系统，提高了各个技术的应用水平和应用效率；在实际应用中，常见的是3S技术的两两集成，包括GIS+RS为定位遥感信息进行几何校正、分类验证和定位信息的分析和管理，GIS+GPS能够实现对地理信息数据的定位查看和几何配准，以及RS+GPS之间为用户提供实时性的定位查询专题信息。

4. 基于“3S”技术的城市规划

4.1 “3S”技术在城市规划中的应用。

（1）空间规划成为今后城市规划的重心之一，解决城市的空间布局、专题规划之间的彼此矛盾成为空间规划的主要任务。然而长期以来，城市规划体制往往偏向于统计型经济的规划，而忽略了城市规划的社会、产业、建设空间布局和实施的科学性、合理性，城市规划偏于静态化，缺乏动态实时变更，造成规划对城市未来建设发挥作用受到限制。3S技术的发展与成熟为空间规划的实施奠定了良好的基础，基于3S技术的城市规划系统不仅便于统计数据的栅格化处理，还可以实现规划方案的辅助设计、规划对象的时空属性数据管理、规划方案的空间效应分析、规划方案的综合评价和比选等。

（2）区域规划中诸多与空间位置相关的问题完全可以借助先进的3S技术加以克服，而且3S技术为区域规划的开展提供了一个崭新的平台。遥感（RS）获得的影像资料可以揭示当前的土地利用总体情况和提取多种专题数据，如道路分布、水系分布、矿产资源分布、公矿企业分布等；全球定位系统（GPS）可以确定影像数据校准所需控制点和重要地物的空间坐标；地理信息系统（GIS）为影像数据和各种专题数据提供了公用的平台，不仅可以进行经济社会统计数据的栅格化处理，如格网人口、GDP数据，而且还可以进行规划方案的辅助设计、规划对象的时空属性数据管理、规划方案的空间效应分析、规划方案的综合评价和比选等。

4.2 应用前景分析。

4.2.1 进入21世纪，数字城市已经成为城市发展必经之路，出现了新的城市空间组织结构，即城市的组成和动态变化以数字信息化的形式展现，并且在不断更新和变化，这就对城市规划的总体布局和长远规划提出了新的挑战。而基于“3S”技术的城市规划可以满足数字城市快速发展的要求，可以实时动态的指导城市的发展，并可以实时对城市规划进行最优化选择和动态变更。“3S”技术在“城市规划”的应用前景主要取决于“3S”技术更新与集成是否能满足“数字城市规划”对城市发展的动态指导要求。

4.2.2 目前，“3S”技术现在正处在不断更新发展阶段，主要分为单一技术的更新和“3S”技术集成的发展。对于单一技术发展更新而言：

（1）全球定位系统的卫星系统、接收机和软件技术等方面的改善，以及建立北斗系统来实现定位系统的革新；

（2）地理信息系统方面主要建立网络地理信息系统和三维地理信息系统，并对系统支撑附属软硬件设备技术的更新，以实现地理信息系统优势的最大化利用；

（3）遥感方面主要实现空间和光谱分辨率的提高，及遥感处理软件和数据分析技术的提升。对于“3S”技术集成来说，正在从“表面集成”向“深化集成”发展，从“3S”技术理论出发，在集成方法和应用类型着手，解决数据存皓、数据处理、数据传输及数据可选化等技术问题，真正实现“3S”技术的有机组合。

5. 结束语

（1）城市规划作为城市建设与管理的依据，对城市的未来发展起到指导性的作用。基于“3S”技术的城市规划，克服了传统型静态城市规划对城市发展指导作用的局限性，将数字信息化融合到城市规划中，推动了传统城市规划向动态城市规划发展，也对数字城市的建设发展起到了应有作用。基于“3S”技术的城市规划将影响城市发展的各个因素充分融入到城市规划中，基于地理信息系统对城市未来发展提出最优化路线选择，并根据城市发展各个因素影响程度的变化实时性的对城市规划进行更新，充分满足城市发展的需要。

（2）但基于“3S”技术的城市规划由于受到“3S”技术的发展影响，目前，“3S”技术仍在发展完善，尤其是“3S”技术集成的创新和突破。随着“3S”技术的不断创新，必将推动城市规划快速发展，而且将对城市建设发展起到革新的作用，对国家和社会的未来建设和发展起到深远的影响。

参考文献

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[文章编号]1619-2737（2015）07-29-023

[作者简介] 卢伟强（1979-），男，籍贯：河南开封人，工作单位：河南省开封市国土资源局，科长，主要从事3S技术应用，数字城市，基础测绘方面研究。