0 引 言

信息技術作為一種可以基于信息科學原理方法，對信息進行的一系列產生、獲取、變換、傳輸、存儲、處理、利用各項信息技術工程。在計算機、控制及通信技術基礎之上，發展形成了信息技術，隨之產生了信息技術背景。在現代化信息技術背景下，有研究提出需要重視城市規劃支持系統，通過實現城市規劃具體方法能夠結合空間信息技術，從而更好地為城市規劃過程中提供充分的決策支持。而GIS、RS技術的飛速發展下，逐漸建立了不同目的差異化規模的城市規劃管理信息系統。但是結合以往研究成果也能夠看出，在GIS、RS技術應用于城市規劃領域內，并未形成統一的城市空間規劃體系，并且也尚未重視研究自動化提取城市空間要素，所以目前并未在城市空間規劃領域形成十分適用的系統平臺軟件支持產品。因此，本文將GIS、RS兩大技術引入本次城市空間規劃支持系統設計中，運用該系統對城市空間規劃的軟件產品有效優化。

1 關鍵技術概述

想要建立城市空間規劃支持系統，并將 GIS、RS 技術引入其中，就需要認識到設計本次系統所需的關鍵技術。1.1 GIS在本次研究中將 GIS 技術和虛擬現實技術（VR）相結合，通過運用 Web 技術可以對城市規劃支持系統更好的擴大完善，并且 Web GIS 系統還具備了分布式、面向對象且互操作的主要技術特征，以及基于城市規劃信息為主的技術體系。實現 CR?GIS 技術結合，歷經了結合數據、數據模型、統一功能的虛擬現實技術及 GIS 技術一體化，能夠為系統用戶創造真實的人機交互操作沉浸式體驗，仿佛身處 GIS 系統虛擬環境內，共同產生虛擬環境交互作用來獲得近似感受，具備了真實性表達地理環境，可以從時空雙維度漫游并查詢，滿足用戶和系統之間的交互作用，并且系統信息尤為豐富。1.2 RSRS遙感技術是基于航空攝影技術基礎之上，歷經社會發展技術創新，逐漸廣泛應用于水文、資源、環境、地質、氣象多領域的新型技術。遙感指的就是遙感類電磁波敏感儀器，能夠在與目標非接觸基礎條件下，對目標進行遙感探測。

2 系統架構

2.1 數據系統設計

在設計城市規劃支持系統時，圖1作為本次系統設計整體框架，共計包括數據層、管理層、服務層、應用層等4層架構。

1）數據層。該層級主要負責完成系統數據信息采集與加工，在成功完成城市基礎與相關規劃數據后，經過獲取、加工、處理、入庫等一系列作業完成更新過程。 2）管理層。在數據存儲及管理層中，主要是為了能夠有效管理和維護空間數據庫。 3）服務層。在該層能夠完成城市規劃服務，并采用可行措施實現對數據的處理分發，從而可以滿足用戶的不同操作需求。 4）應用層。基于應用層能夠成功實現以上系統，并且能夠實現兩大層次基礎之上的專家決策系統支持。

2.2 系統建模

在本次建立GIS、RS城市空間規劃支持系統時，需要以城市的不同空間規劃階段具體數據、業務等信息為著手點來建立系統模型，包括數據、業務、功能等模型。 對于數據建模需要完成城市規劃地圖繪制，根據不同的地圖比例1:500~1:100000的比例尺，設計地圖技術數據、交通、人口、管道等數據。RS測得的遙感數據主要包括正射規劃設計背景，片種主要包括真彩色、彩虹外以及黑白色等。城市規劃中主要包括數據如下：總體、分區、詳細的規劃數據，以及規劃控制、交通、城市現狀等數據。還有社會經濟數據，包括了城市整體經濟水平、人文歷史以及社會經濟現狀等各方面數據。 在采用聲電聯合法實現TDOA定位時，主要是對于GIS盆式絕緣子的設備內部不同類型局放情況，以既定陣列分布AE、UHF傳感器，經檢測人員分析所獲得的不同時延信號，計算可得局放源所處的GIS盆式絕緣子內部空間位置，包括平面、三角形、三維空間三種對應定位法。TDOA平分面定位被廣泛應用于電氣設備局放缺陷定位，通過拆分局放源所在空間位置，獲得3個平面，分別定位P1(x,0,0),P2(0,y,0),P3(0,0,z)，計算獲得局放源所在空間坐標為P(x,y,z)公式如下：

式中：Δtx表示檢測時間差；ti表示局放源所在空間兩點至傳感器時間；li, lj表示GIS盆式絕緣子內部、外殼的信號衰減結構長；c表示介質內的信號傳播速度。 在建立城市規劃支持系統模型中，劃分了不同建模階段，包括收集整理前期資料，獲得成品圖，詳細進行小范圍規劃至區域性規劃，以及城市規劃設計至城市管理，總體規劃至各領域專業規劃。本次城市規劃支持系統建模如圖2所示。 1）綜合數據管理。通過設計空間數據庫，統一獲取、建設數據庫及時更新圖形相關數據、信息、經濟信息等，并在系統建模時運用地理編碼來有效集成空間、非空間相關數據信息。 2）分析地理空間數據。通過提供靈活化信息查詢相關機制，能夠為城市規劃工作人員，充分調用差異化分辨率遙感影像圖，并獲取不同比例尺寸的地理數據信息，從而成功提供二維空間、三維空間環境，也可以更好地從差異化角度分析城市規劃空間支持。 3）GIS信息集成。運用GIS信息集成系統實現GIS OA、VR GIS以及CAD等子系統功能有效集成，真正建設統一的城市規劃空間輔助系統，從而有效解決跟蹤文檔、自動化流程以及空間分析各類問題。 4）科學規劃各類決策。科學規劃各類決策包括能夠實現方案、評價、決策的高級優化，并且通過該城市規劃管理建模，能夠實現不同規劃方案之間的有效對比和輔助性表達。

2.3 系統硬軟件配置

本文基于GIS/RS城市空間規劃支持系統的設計硬件配置圖主要組成包括CPU、SDRAM、硬盤、打印機和掃描儀等。 系統軟件開發平臺運用ARCGIS系列的GIS開發平臺，目前擁有諸多開發性GIS軟件，選用ARCGIS主要是由于具備了較強的硬件功能，并且能夠免費使用減少系統開發成本投入。最終選擇了本次系統開發的軟件平臺，基于Micrsoft Windows 2010(或更高版本)；專用客戶端瀏覽器5.0版或更高版本；運用了GIS軟件并選擇Web服務，以及 Vistual Basic開發軟件，由于VB擁有較好的易用性且能夠實現可視化編程，所以數據庫訪問能力較強。

3 系統詳細實現

圖3為本次系統設計中劃分的各大功能模塊，通過運用GIS、RS現代化城市空間規劃支持系統信息開發技術及軟件架構，結合SQL數據庫技術，在前期查閱的軟件理論支持下，開發設計了基于組件式技術的城市空間規劃支持系統平臺。

3.1 數據管理功能模塊本次設計的城市空間規劃支持系統數據庫技術主要實現能夠完成前期相關城市規劃各專題數據信息的采集、整理、建庫、更新等，并提供定量精確式規劃設計。3.2 子系統功能模塊該模塊引入了GIS、RS技術，來滿足設計的該城市空間規劃支持系統，可以實現通用型空間分析，包括緩沖區、空間重疊、三維、網絡、門檻、遙感等差異化分析。3.3 輔助規劃功能模塊該模塊主要為應用該系統進行城市空間規劃支持決策，提供專業的城市規劃分析模型，并針對規劃系統應用人員，可以通過系統計算獲得更加精準真實的指標數據，如城市容積率、綠化空間、地質、建筑物結構密度等各專題數據。并且系統可以根據獲得的數據結果最終生成規劃專題圖以及對應的管理機制，來定制并維護專題圖，也能夠保證實踐應用可行性和實施性；還能夠向系統控規圖內便捷地輸入各類規劃信息指標，這樣也就能夠經該城市空間規劃支持系統的運行自動高效化。3.4 決策支持功能系統可以滿足用戶在使用城市空間規劃支持系統過程中，實現高級輔助支持決策功能，并且包括了城市空間的分析規劃。該子功能系統的分析代碼示例如下：

3.5 人機交互子系統

人機交互子系統是本次城市空間規劃支持系統設計中的重要基礎，更作為是否能夠保證用戶使用該系統獲得良好應用體驗的決定性作用。人機交互界面運行機制如圖 4 所示。所以通過設計人機交互子系統功能可以為用戶提供差異化特色對話方式，如填空、問答、選擇、圖表等，對于不同的輸出設備和輸入設備，需要保證能夠做到對原始信息的靈活化接收、輸出，還要分析用戶數據，及時提供靈活化的城市空間規劃查詢決策。

3.6 VR?GIS子系統

結合上文在本次城市空間規劃支持系統設計中，建設的三維虛擬化空間子系統，主要包括對三維虛擬場景的創建、瀏覽、輸出數據及分析數據等四大子系統功能，如圖5所示。

1）在創建三維場景時，能夠讓用戶可以實現對物體的實時編輯，并且可以做到將所視物體的平移、縮放、旋轉、對齊各類直接經鼠標控制操作，還能夠及時對物體屬性具體數值進行精確調整，包括生成地形、影像編輯、矢量編輯功能。 2）在瀏覽三維場景時，該系統主要實現為用戶提供手動、自動兩種可以結合用戶自己所需針對性選擇的觀察模式。用戶可以實現在手動觀察中，移動鼠標或輔助鍵盤來放大、縮小、旋轉等模型操作。自動模式下用戶則無需操作，系統可以根據飛行路線來為用戶自動展示進行瀏覽，也可以選擇步行、游戲桿以及飛行等多種控制方式。 3）場景輸出過程中，本次設計該城市空間規劃支持系統能夠為用戶輸出二維、三維甚至動畫等不同數據格式。輸出生成圖像作為高分辨率場景圖或渲染圖，用戶可以直接完成輸出、打印、制片。最后完成部分三維場景的保存輸出交換文件。 4）數據查詢分析中，該系統能夠為用戶提供三維地物的圖像數據屬性，用戶可以運用該系統測量場景距離和點位，不僅能夠實現常規GIS分析，還能夠完成差異化時間、日照等不同顯示效果設置。

4 系統應用

將本次設計的基于GIS/RS城市空間規劃支持系統應用于實際工作中，實現宏觀、中觀、微觀不同角度的城鄉空間規劃。滿足不同研究角度的差異化分辨率信息獲取，經系統 GIS可以可視化處理數據，并完成后續的查詢、分析和最終顯示。系統測試效果如圖6所示，在本次系統實際應用中，運用RS遙感及GIS統計獲得在Quickbird城市空間景觀的分布情況。

5 結 語

總而言之，本文提出基于GIS、RS技術的城市空間規劃支持系統構思，發現運用該系統能夠豐富用戶的系統使用體驗，并且在實際應用中能夠達到預期效果，擁有良好的應用前景。

審核編輯 ：李倩