地理信息系统在城市规划中的应用-陈.doc

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1、目录摘要2绪论31. 城市规划与GIS简介31.1 城市规划31.1.1 城市规划的含义31.1.2 城市规划的作用41.1.3 城市规划的任务41.2 地理信息系统41.2.1 GIS的含义41.2.2 GIS的特点51.2.3 GIS的发展51.3 GIS在城市规划中的作用51.3.1 GIS应用特性51.3.2 GIS在城市规划中的作用72. GIS在城市规划中的应用现状83. 城市规划的基本框架83.1 城市规划的现状分析阶段83.2 城市规划的方案阶段93.3 城市规划的咨询反馈阶段94. GIS在城市规划中的发展方向94.1 GIS在城市规划现状分析阶段中的应用与发展104.2 G

2、IS城市规划方案阶段中的发展104.2.1 现有技术方法及不足104.2.2 GIS在城市规划方案阶段中的发展114.3 GIS在城市规划咨询反馈阶段的应用124.3.1 现有公众参与方式的建立124.3.2 VRML与WebGIS结合的城市规划公众参与方式134.3.2.1 WebGIS及其应用134.3.2.2 虚拟现实建模语言144.3.2.3 建立模型155. 小结16参考文献17致 谢18地理信息系统在城市规划中的应用摘要 近年来，地理信息系统技术在城市规划中的应用受到我国城市规划业务部门和学术界的广泛关注。本文从GIS在城市规划中的应用现状出发，针对地理信息系统在城市规划的应用进展

3、中存在着某些问题，结合GIS技术的发展，讨论GIS在城市规划中的发展方向。文章着重提出通过三维可视化技术（VR）实现城市规划方案，并应用WebGIS和VRML技术实现公众参与的咨询反馈体系的建立。关键词地理信息系统GIS；城市规划；虚拟现实 ；三维可视化 ；公众参与 The Application of GIS in the Urban PlanningAbstractIn recent years, the application of the geographical information system technology in the urban planning receives

4、the business segments of urban planning of our country and extensive concern of the academia. This text will set out from GIS current application situations in the urban planning , there are some questions in the application progress of the urban planning to the geographical information system, comb

5、ine the development of GIS technology, discuss GIS developing direction in the urban planning . The article proposes realizing the urban programme through the visual technology (VR ) of the three-dimension emphatically, using the WebGIS and VRML technology to consultation the system of the citizens

6、participation and feedback buinding.KeywordGeographical information system(GIS) ；Urban planning ；Virtual- reality ； The visual three-dimension ；Citizen participation绪论我国目前正处于城市的急剧发展时期，城市的规划建设显得尤其重要。如尽早在城市各职能部门中采用GIS技术，建立一个能聚集各种数据信息并能够快速分析和输出的系统，对城市各方面进行管理，对加快城市发展和提高现代化管理水平将起到极大作用。我国地理信息系统起步较晚，但在进入90

7、年代后，随着计算机技术的普及和管理现代化需求的日益增长，部分城市开始进行地理信息系统的研究探索和建设，并取得了一定成效。目前有一些大、中城市的建设和规划部门都已经或初步建立了城市地理信息系统及其专题数据库，如规划与土地管理数据库、地下管网与交通数据库等。在城市信息查询、政府职能部门的办公自动化以及城市建设的分析评价与科学决策等方面，都不同程度上借助了GIS这一先进技术，取得了很好的社会效益和经济效益。随着城市功能的调整和城市建设的迅速发展，城市地形地貌、用地、规划布局不断发生变化，新建、改建、扩建项目不断增加。传统的城市规划方式已越来越跟不上信息时代的城市规划管理要求。GIS在城市规划中的应用

8、能大大改善城市规划的水平。从目前来看，地理信息系统已成为城市基础设施建设和现代化管理决策的先进工具。它不仅是具备存储、查询、检索功能的空间信息载体，而且还具有模拟、评估和科学预测等功能，可以说是一种颇具智能色彩的科技产品。1. 城市规划与GIS简介1.1 城市规划1.1.1 城市规划的含义城市规划是人类为了在城市的发展中维护公共生活的空间秩序而作的未来空间安排的意志。这种对未来空间发展的安排意图，在更大的范围内，可以扩大到区域规划和国土规划，而在更小的空间范围内，可以延伸到建筑群体之间的空间设计。因此，从更本质的意义上，城市规划是人居环境各层面上的、以城市层次为主导工作对象的空间规划。在实际工

9、作中，城市规划的工作对象不仅仅是在行政级别意义上的城市，也包括在行政管理设置、在市级以上地区、区域，也包括够不上城市行政设置的镇、乡和村等人居空间环境，因此，有些国家采取城乡规划的名称。所有这些对未来空间发展不同层面上的规划统称为“空间规划体系”。1.1.2 城市规划的作用城市规划的根本社会作用是在建设城市和管理城市的基本依据，是保证城市合理地进行建设和城市土地合理开发利用及正常经营活动的前提和基础，是实现城市社会经济发展目标的综合性手段。1.1.3 城市规划的任务关于城市规划的任务，各国由于其社会、经济体制和经济发展水平的不同而有所差异和侧重，但其基本内容是大致相同的。日本一些文献中提出：“

10、城市规划是城市空间的布局，建设城市的技术手段，旨在合理地、有效的创造出良好的生活与活动的环境”。德国把城市规划理解为整个空间规划体系中的一个环节，“城市规划的核心任务是根据不同的目的进行空间安排，探索和实现城市不同功能的用地之间的互相管理关系，并以政治决策为保障.这种决策必须是公共导向的，一方面以解决居民安全、健康和舒适的生活环境，另一方面实现城市社会经济文化的发展”。现在，许多国家里，城市规划的范围扩大了，包括大片土地面积，因为人们认识到，整个自然环境必须有秩序的加以开发。在一些较小的国家里，可使用的土地有限，规划可能包括全部国土。由此可见，各国城市规划的共同和基本任务是通过空间发展的合理组

11、织，满足社会经济发展和生态保护的需要。中国现阶段城市规划的基本任务是保护和修复人居环境，尤其是城乡空间环境的生态系统，为城乡经济、社会和文化协调、稳定道德持续发展服务，保障和创造城市居民安全、健康、舒适的空间环境和公正的社会环境。1.2 地理信息系统1.2.1 GIS的含义地理信息系统(Geograghical Information System)简称GIS，产生于本世纪六十年代。地理信息系统（GIS）是为特定应用目标建立的空间信息系统，是在计算机软、硬件及网络支持下，对有关空间数据进行处理、输入、存储、查询检索、处理分析、显示、更新和提供应用技术的系统。美国学者Parker认为“GIS是一

12、种存储、分析、和显示空间与非空间数据的信息技术”。地理信息系统由于在空间数据的存储、转换、分析等方面的突出表现，因而在自然资源管理、城市规划、经济分析乃至军事组织等诸多方面得以广泛应用。1.2.2 GIS的特点GIS的技术优势在于它的空间数据库数据存储量大、混合数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形创造和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。其中，通过地理空间分析可以产生常规方法难以获得的重要信息，实现在系统支持下的地理过程动态模拟和决策支持。1.2.3 GIS的发展当前GIS正向着集成化、产业化和社会化发展的方向

13、迈进，呈现以下主要发展态势：（1）GIS已经成为一门综合性技术近年来，随着GIS技术的发展和社会需求的增大，GIS已经和计算机、通信等技术一起，成为信息技术（IT）的重要组成部分。GIS需要应用其他信息技术，其他信息技术也需要GIS。GIS不但与全球定位系统（GPS）和遥感（RS）相结合，构成“3S”集成系统，而且与CAD、多媒体、通信、因特网、办公自动化、虚拟现实等多种技术结合，构成了综合信息技术。（2）GIS产业化的发展势头强劲由于GIS是一项面向21世纪信息时代，关系国家综合竞争势力的高新技术，因此GIS及其产业化的发展日益受到各过的普遍关注。GIS产业对象包括：硬件、软件、数据采集与转

14、换、电子数据、遥感数据获取与处理、系统开发与集成和咨询技术七个方面。其中，GIS软件的发展经历了从早期的功能处理模块，发展到组件式GIS和WebGIS的过程。组件式GIS和WebGIS已经成为许多大型GIS公司产品的开发方向和竞争对象，相继推出了自己的产品。近年来，因特网在全球的迅速发展，为信息产业提供了一次发展机会，也是GIS技术发展的一次良机。随着因特网的发展为地理信息共享提供了一个开放的信息空间。用户通过元数据的查询和搜索，可以获得各种地理空间数据和属性数据，进行地理空间的分析、预测、推理、决策等。1.3 GIS在城市规划中的作用1.3.1 GIS应用特性Carglia在对意大利GIS应

15、用的状况进行总结时，提出：“GIS的应用必须考虑它应用的文化背景”，“只有在这种情况下，经验的共享才具有可能”。因此，在借鉴国外GIS应用的成功经验的同时，还应当根据我国的国情和规划设计的现实，探讨适合国情和实践的GIS应用。地理信息系统的应用应当考虑到：(1)辅助性 地理信息系统在城市规划中所起的作用只能是辅助性的。它不可能替代城市规划人员的作用。它可以模拟规划人员的思维，通过分析的结果来验证和丰富规划人员的思想。它是规划人员和规划决策人员进行分析的手段，但不能替代规划人员。只有认识了这一点，GIS的应用才能体现其科学性的本身。 所以，在GIS的具体应用中，必须抛却纯技术主义的偏见。正像St

16、auart在对“真实”GIS进行研究后所提出的那样：实用性的GIS只有在突破了理论与现实、艺术与科学、技术理性主义与合理行为，以及规划者和规划项目之间的壁垒后，才可能实现。因此在GIS应用中，在充分发挥GIS作用的同时，应当明辨GIS与规划人员的关系。规划人员不能凌驾在科学之上，但也不应成为技术的奴隶。(2)局部性 目前地理信息系统在城市规划中所起的作用只能是局部性的。GIS对城市规划中一些非逻辑性占主导地位的方面如城市规划的经济、社会部分，所能表现和应用的深度不够。在这些领域尚未完全形成GIS应用的温床。因此，在周期短、任务紧的规划设计实践中，应该将精力集中在理性较强的局部方面，例如城市布局

17、的空间分析等，而不要去一味的追求“大而全”的系统。(3)阶段性 目前地理信息系统在城市规划设计中起到的作用还仅是阶段性的。尽管GIS在规划方案比较、动态规划等规划决策方面具有广阔的应用潜能。但是，针对目前国内一般的规划周期短、技术力量不足的现状来说，要实现在规划方案的评估、选择、决策上的计算机化，存在着较大的难度，尚需进行大量的社会、经济方面的数据收集作为分析的基础。数据收集中存在的障碍，大型数据库建立所需要的时间，以及建立分析模型，进行空间分析所面临的种种技术和实施上的困难，都使GIS在城市规划中深入的应用成为难题。因此，建议在实际的规划设计中，应该把GIS作为一种技术手段，以GIS的分析功

18、能为主要凭借，将GIS的分析结果为系统的终极目标，根据具体的技术条件，把GIS作为规划设计的阶段性辅助工具。在具体的应用中，应当采取“小而专”的方针，尽量减少数据采集、输入的工作量，而把工作重点放在分析模型的建立上。把GIS在城市规划管理应用中的那种全局铺开，面面俱到的工作方式转换为规划设计中的局部深入，只取结果的工作方法。GIS的应用应当集中体现在规划的几个关键点上，把这几个点充分地与规划决策结合起来，发挥地理信息系统应用的最大经济效益，就像Innes等推崇的那样：“最受欢迎的系统往往是最简单的系统”。(4)广泛性 地理信息系统相关硬件和软件技术的发展，推动了GIS的普及推广。同时，随着信息

19、的社会化和产业化，随着相应基础设施如信息高速公路的兴起，GIS将从以面向规划决策提供支持转为满足多层次、多领域的广泛的社会需求。地理信息系统在城市规划中的应用呈现出广泛性的特点，它的应用逐步覆盖各个城市规划部门乃至全社会。因此在系统建立的过程中，应当考虑GIS应用广泛性的特点和趋势，将建立的独立系统融入到社会的大系统里来。1.3.2 GIS在城市规划中的作用（1）GIS提供规划直观和理性的工具常用的CAD软件如AUTOCAD等，往往图形能力强而相对属性数据的管理能力较弱，因此，CAD一般只能作绘图软件。而FM系统等则往往过于专门化，而缺乏一定的绘图能力，因此也具有应用上的局限性。 地理信息系统

20、由于其对空间数据和属性数据的分析能力，弥补了原来城市规划纯图形、纯文字的缺陷，而使空间数据的图形表现和属性数据的空间分析有了很大的提高，为城市规划提供了一个直观和理性的规划工具。（2）GIS对规划数据的存储管理与分析功能 GIS可以管理大容量的数据，支持多种表现形式的空间数据，提供良好的数据维护更新能力，以及查询、叠合、分类、网络、邻近、数字高程模型等空间信息的查询和分析能力，对城市规划空间分析的理性化具有重要的意义。（3）GIS在规划决策中的作用 GIS对空间信息具有强大的分析功能，可以辅助规划人员更好地通过对规划方案的模拟、规划方案的选择、规划方案的评估等进行规划决策。（4）GIS在动态城

21、市规划、规划管理方面的作用 GIS由于数据更新的快捷性，空间分析的实时性，对城市规划的动态调整提供了良好的技术支持。借助GIS的作用，可以对城市规划的实施进行监督和反馈。然后迅速的根据实施状况对规划方案进行调整，使城市规划处于一个通畅的良性循环过程中。2. GIS在城市规划中的应用现状在中国的城市规划与管理领域，GIS的应用也得到了长足的发展。GIS WORLD杂志的总裁H.Dennison Parker认为:“如果世界上存在着GIS的应用前沿，那就是中国。”据富融公司估计，国内现在已至少有30个城市建立了自己的城市地理信息系统，此外还有许多城市的城市地理信息系统正在筹建当中。和CAD、虚拟现

22、实（Virtual Reality，简写为VR）技术相对应，GIS是另一种在城市规划领域有着较多应用的计算机技术。长期以来，GIS在传统的城市规划中的应用，主要集中在区域研究、城市交通、基础设施、社会经济分析等方面的政策研究和决策支持。例如：“十五”期间，武汉市基础测绘已取得显成果。市勘测院扩充和维护了测量依据的平面、高程基准点，地下管线摸清一大半，完成了可以直接在上面做设计的1500基本地形图380平方公里。基础地理数据库的建立，为城市规划的实施和城市科学发展提供了翔实的参考，有了绿地、水面、道路、商业、工业布局等基础数据，城市应该向哪里发展、限制和增加什么、怎么治理交通拥堵都会更加理性。而

23、对于更多注重城市空间结构的现代城市规划，GIS的应用涉及到的案例非常的少。尽管GIS技术向城市和区域规划者提出了许多许诺，但在GIS的应用中却往往存在着许多陷阱。如何更好地发挥GIS在城市规划领域的作用，成为十分值得探讨的问题。3. 城市规划的基本框架我国现有的城市规划工作一般遵循的工作框架是：现状调查现状分析确定规划目标设计对策分析比较设计方案咨询反馈。如果按阶段分，可以框定为现状分析阶段、方案设计阶段、咨询反馈阶段。3.1 城市规划的现状分析阶段现状分析是城市规划的必要的前期工作，必须弄清城市发展的自然、社会、历史、文化的背景以及发展的状况和生态条件，找出城市建设发展找出城市发展中拟解决的

24、主要矛盾和问题。没有扎实的调查研究工作，缺乏大量的第一手资料，就不可能正确认识对象，也不能制定合乎实际、具有科学性的规划方案。城市规划的现状分析阶段是城市规划方案的孕育过程，必须高度重视。3.2 城市规划的方案阶段城市规划的方案阶段是城市规划的重点。城市规划方案必须服从城市发展战略对其所在空间的安排。根据城市的实际情况和工作需要，城市规划的方案，将综合研究和确定城市性质、规模和空间发展状态，统筹安排城市各项建设用地，合理配置城市各项基础设施，处理好远期发展与近期建设的关系，指导城市的合理发展。3.3 城市规划的咨询反馈阶段城市规划的咨询反馈阶段，作为城市规划的最后一个阶段，将对此前所做的规划方

25、案交由专家或公众进行评定。以确定该方案是否合适在该城市的实际应用。4. GIS在城市规划中的发展方向在现状分析阶段、方案设计阶段、咨询反馈阶段三个阶段过程中，现有的GIS技术可以在多处发挥作用（见表4-1）。表4-1 不同的GIS技术对应城市规划的不同工作阶段城市设计阶段主要工作内容GIS技术专题制图空间分析三维可视化TINWebGIS现状分析阶段现状调查现状分析方案阶段确定规划目标对策分析设计方案咨询反馈阶段公众参与专家咨询注：表示有重要作用具体分析如下：4.1 GIS在城市规划现状分析阶段中的应用与发展在这一阶段中，可以采用传统的GIS空间分析技术（包括数字地面模型分析、空间叠合分析、空间

26、网络分析等在内）。现状分析和相关的社会、经济的背景的研究，是城市设计过程中的重要环节，在这一阶段GIS扮演重要的角色。针对人口、社会、经济、交通、城市用地等等方面的分析，可能涉及到GIS的多种空间分析技术，所得到的分析结果可以通过GIS专题制图的形式表达出来。例如，采用网络分析和邻近分析技术研究各类设施的服务范围；利用叠合分析技术研究规划区的用地适宜性等等。传统的空间分析技术是一种二维技术，只能用于二维分布的空间问题（如人口分布、交通问题、社会经济空间分布、设施服务范围等等），不能应用于三维城市空间的研究。在未来的发展中要建立城市海量数据库以方便在这一阶段中对大量数据和信息的需要，方便规划人员

27、对数据和信息的查询。4.2 GIS城市规划方案阶段中的发展这一阶段是提出不同的对策，通过不断的分析、比较，形成可行的城市规划方案。可能适用的GIS技术，包括三维可视化技术、不规则三角网（TIN）技术。这一阶段使用的GIS技术，必须能够满足城市规划对象针对城市三维空间和城市环境的特征。长期以来在城市规划领域应用GIS的一个难点在于：城市规划的研究对象是三维的城市空间环境，而传统的GIS研究的一般是二维空间数据。这一阶段的GIS应用是区别于GIS在其他领域应用的关键之一。当然，在城市规划的方案阶段，前述的空间分析技术也能在其他领域的分析中得到应用。可视化（Visualization）一直是GIS的

28、一个重要研究领域。从60年代GIS形成开始，主要用计算机图形硬软件技术，把地理空间数据的图形显示与分析作为基本的功能。早期受限于计算机二维图形软件显示技术，大量的研究放在图形显示的算法上，如画线、颜色设计、选择符号填充、图形打印、专题图的制作等。在二维可视化研究以后，进一步发展为对三维可视化技术的研究。从80年代末以来，三维GIS及其可视化成为GIS的研究热点。三维可视化技术的发展为GIS在城市规划的方案阶段的应用提供了可能性。4.2.1 现有技术方法及不足在城市规划的过程中，由于城市规划的对象是三维的城市空间，而规划人员所能直接绘制的知只是二维的设计草图，这就存在一个如何将二维设计转化为三维

29、表现的问题。规划人员需要用传统的方法来推敲、修改规划方案。传统方法有以下两种：（1）绘制轴测图、或者是三维透视图通过三维的透视草图的效果来验证方案的设想。这种方法必须通过规划人员自己的空间想象力进行工作。这就给规划人员带来了大量的麻烦。（2）利用模型对城市空间的三维形象进行推敲在方案阶段使用的设计方法是制作工作模型，不同阶段模型深度不同，可以利用模型对城市空间环境进行推敲。由于城市模型需要经过大比例尺的缩小，因此只能获得城市的鸟瞰形象，无法以正常人的视角来感受城市空间环境，无法获得接近真正的感受。（3）三维效果图和动画在规划中的应用近年来，在CAD和计算机动画技术普遍使用的情况下，使城市设计可

30、以用计算机进行三维建模，利用效果图和三维动画来表现城市的三维空间环境。然而效果图只能提供局部的视觉体验；动画虽然具有较强的动态三维表现力，但不具备实时的交互性，只能有预先设置的特定表现。而且对方案的修改及观察路线的变化需要重新计算，需要很长的时间才能看到结果。由于构造模型的过程过于费时，并不适合于在城市规划方案阶段中的使用，不能辅助规划人员推敲和调整方案。事实上，目前使用的这些方法，只能在城市规划的设计成果的最终表现上。4.2.2 GIS在城市规划方案阶段中的发展（1）应用三维可视化技术，快速实现从二维到三维的转化传统的GIS是一种二维的技术，存在着自身难以克服的缺陷，不能表现第三维的高程信息

31、。这也是长期以来在城市规划领域，应用GIS的困难之一。三维GIS技术，是GIS领域不仅能够表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达他们之间垂向关系。从现有的GIS发展来看，成熟的三维GIS相关技术大多集中在三维可视化方面。现有的三维可视化技术其原理是在二维GIS基础上，增加高程信息。它并未将高程变量作为独立的变量对待，是将Z值投影到一个模型上，显示时X、Y、Z三个轴均被显示，这样就可以模仿人从某个点观察的视觉，使空间对象看起来像真正的三维空间对象一样。因此也被俗称为二维半的系统。这种二维半的GIS已经实用化，已经偶了成熟的商业化产品。例如，使用较为广泛的ArcView GIS是典型的二维GI

32、S系统，但是在加载了三维-analyst扩展模块后就是一个典型的二维半系统。基于二维半的GIS的三维可视化技术为城市规划中快速实现从二维到三维实体模型的转化，提供了一种新的方法。目前，CAD技术的普遍使用，规划人员绘制的设计方案二维设计图是由CAD绘制的。二维半GIS可以转换读取以CAD绘制的二维设计图以属性数据的形式给定每个物体的高程信息，这种方法的优点在于：构造模型的速度快，迅速地将规划人员的设计构思以三维形式表现出来，从而反馈到设计的过程中去。这样形成的三维物体场景不能表达过多的细节，在真实性和表达的细腻程度上无法和计算机动画相比。但是，它可以从多个视角、多个场景中观察虚拟的城市空间，更

33、新修正的速度快，便于实现实时多方案比较、实时城市规划要素修改。这种技术已经能够满足在城市规划饿方案阶段，协助规划人员推敲和修改方案的需要。为此，基于二维半GIS的三维可视化技术，作为一种“数字化的工具模型”，可以在城市规划的方案阶段应用。（2）不规则三角网TIN在城市规划设计中的应用不规则三角网（TIN），是GIS的一种重要空间表达技术，适合于表达由不规则点形成的连续面。它的原理是对有限个离散点，每三个最邻近的点联结成的三角形，每个三角形代表一个局部的三维平面，再根据每个平面的方程，计算各网格点高程，生成连续的面。TIN通常可以用来模拟城市地形。在地形复杂的地区，对城市规划人员来讲更难把握由城

34、市规划形成的城市空间和城市环境。此时，TIN和前述的二维半GIS相结合，就能更好的反映出规划构思。采用了TIN的另一优点在于：可以利用TIN形成的数字地面模型进一步进行竖向设计和土方平衡计算。4.3 GIS在城市规划咨询反馈阶段的应用4.3.1 现有公众参与方式的建立在这一阶段是上一阶段形成的不同的规划设计方案，通过专家咨询、或者不同形式的公众参与，反馈到城市规划方案中，以最终形成城市规划的成果。WebGIS技术和相应的可视化技术可以为城市规划的专家咨询、公众参与提供新的工具。 咨询反馈阶段包括两个部分的内容。第一是专家评审或其他形式的专家论证；第二是针对广大市民的公众参与。尽管面向的对象不同

35、，但是对于城市规划的编制过程来讲，都是在规划单位已经提出完整的推荐方案之后进行。目前，专家论证是主要的咨询和反馈方法，以后公众参与的地位会越来越重要。 关于公众参与城市规划的有关呼吁、倡议由来已久。各地的规划部门在实际工作中，努力扩大规划的公布和宣传、争取公众参与，取得了一定的进展，但其实际效果与规划界的设想、广大人民需求相比仍相差甚远。出现这种情况的主要原因是来自于城市规划体制、社会和法制等等方面。但是不可否认的是，也存在技术方面的原因所造成的影响。具体的讲来包括以下两个方面：（1） 规划是一种专业技术规划本身是一种专业技术，所展示的规划设计方案，如果不是一种易于非专业人员理解的方式出现，那

36、么这种参与的效果必然大打折扣的。在各种规划层次中，城市规划的成果虽然已经属于比较形象化，但是仍然存在这一问题 。（2） 公众参与的形式问题公众参与的形式问题。一般来说可以采用城市规划公示制度和城市规划听政制度。目前采用召开展示会等方式，更多的是一种宣传性的公示制度，与真正意义上的参与相去甚远。和专家咨询相比较，以上技术层面的问题在普通的、非专业的公众参与中更为突出。计算机技术的介入可以使城市规划的公众参与更为有效。从技术层面上来看，在公众参与有效的应用计算机技术，必须满足以下几个条件：(1)必须是一种直观的、易于理解的方式展示规划方案。目前，最理想的方法是采用虚拟现实技术，但是它也存在设备硬件

37、昂贵、需要专门的浏览软件等问题。(2)必须是能够满足广泛参与，参与者不需要付出（或极小的）额外的费用，就可以实现。通过互连网参与是一种理想的方式(3)必须是双向的交流，能让参与者以文字、图形等等形式反馈意见。4.3.2 VRML与WebGIS结合的城市规划公众参与方式4.3.2.1 WebGIS及其应用WebGIS是Internet/Internet技术应用于GIS开发的产物，它是在Internet或Internet网络环境下的一种兼容、存储、处理、分析和显示与应用地理信息的GIS，由于大多数的客户端采用WWW协议，故通常可以称为WebGIS。WebGIS技术上有以下几个特点，使其有助于在技术

38、上辅助城市规划的公众参与：与传统的GIS相比，WebGIS操作简单，易于为广大的普通公众所接受。由于WebGIS的客户端，只采用通用的Web浏览器（如Internet Explorer、Netscape）。客户端如果使用矢量图形，只需在客户端事先安装Web浏览器插件（plug-in），或者运行时自动下载Java Applet或ActiveX控件；在客户端如果是使用的栅格图象则不需要任何额外程序。这样，大大降低了操作的复杂度（只要会上网的人都会用）。而与单纯的WWW方式的进行网上展示规划成果相比，WebGIS能够体现传统GIS的空间调查（图文互访）、简单空间分析的长处。从WWW的任意一节点，用户

39、可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和简单分析。也能够完成将参与者的意见以文字或图形的形式反馈的任务。WebGIS的理论研究和应用方面都还处于发展阶段，但是几个重用的GIS厂商都已经有了各自的WebGIS产品，如MapInfo ProServer、Geomedia Webmap、ArcIMS。这些现有的产品和技术，是当前实现基于互连网的城市规划GIS应用的基础。直接使用WebGIS，可以实现通过Internet与Intranet，查询以二维形式存在的传统的城市规划信息结果，并且可以反映市民的意见。但是对现代城市规划而言，我们将以三维的形式反映给市民，才能够更有

40、效的达到公众参与的目的。单纯使用现有的二维WebGIS难以很好的实现GIS在城市规划公众参与中的应用。4.3.2.2 虚拟现实建模语言在城市规划领域，首先要解决的是：在互连网上有效的以三维形式表达城市环境和城市空间问题。在互连网表达三维实体模型，目前，公认有效的工具是虚拟现实建模语言（VRML）。VRML是在互连网上表达三维模型的标准，它是一种跨平台的语言，主要包括几何造型、变换、属性、光线、阴影和表面纹理描述，目前使用的一般是VRML2.0规范。与传统的三维模型的表达方式不同，浏览由VRML构造的三维模型不需要专用的软件，用户通过在一个普通的Web浏览器（IE等）安装的标准VRML插件就可以

41、浏览三维数据模型了。常见的Web浏览器VRML插件有很多种，一般都是较小的免费软件。采用VRML建立的模型文件小，对于网络带宽要求不高，适合网络传输。对于VRML数据浏览又是一种互动的方式，用户可以自由变换视点、角度，从任意视点和路线观察由设计形成的虚拟城市空间。目前，许多软件都支持生成VRML模型。现有的GIS软件，也已经可以方便的将二维半的GIS空间数据，转化为VRML形式。4.3.2.3 建立模型从现有的技术手段来看，虚拟现实技术（Virtual Reality，简写为VR）和WebGIS的结合，可以有效的应用于城市规划的公众参与。VRML与WebGIS结合应用在城市规划中，WebGIS

42、技术是基础，由WebGIS提供在互连网条件下的空间查询和空间分析的基础。VRML则是现代城市设计必不可少的三维城市空间和城市环境在互连网上的表达工具。至于VRML数据的来源，可以是多种多样的，可以是有GIS产生，也可以是由CAD或其他动画软件产生，也可以使用专用虚拟现实软件。从虚拟环境的真实性、细致程度考虑，更应该采用专用的虚拟现实制作工具或动画软件。VRML和WebGIS相结合，适用于城市规划的基本框架。有数据库、服务器、客户端三部分构成。(1)数据库数据库中包括城市规划设计方案的图形和属性数据库（方案说明书等）。在建立相应数据库时应将城市规划设计中的CAD数据转化为GIS数据。为了实现城市

43、虚拟环境，还需要将表现三维城市空间的数据转化完VRML形式。其他的渲染图、算机动画等图形、图象数据也存放在数据库中。(2)服务器服务器包括WWW服务器、WebGIS服务器。WebGIS服务器用以支持用户的空间查询、分析。通过建立专用网站的方式，在Internet上发布城市规划有关信息。利用VRML在互连网上实现城市虚拟环境与漫游，利用Java实现本地数据库或者异地数据库的数据连接。这些功能通过在专用网站上下载浏览器插件实现与客户端的交互。(3)客户端在相应专用网站的主页上提供有相关的VRML和WebGIS浏览器插件。普通市民就可以在城市虚拟环境下进行漫游，从不同角度、任意视点、动态地观察城市规

44、划设计形成的三维城市空间环境的方案。通过WebGIS访问二维的城市规划设计图形数据和对应的属性数据库（城市规划设计说明书等）。更为重要的是，作为客户端的市民还能应用网站交换关于对城市规划方案的意见，并能将修改后的意见以图形或文本方式发送回服务器。WebGIS和VRML结合技术，是城市规划中实现广泛公众参与的一种适宜方式。它已经在国外的省市规划中得到了应用。它可以解决前面提到的，在公众参与的技术层面上的三个要求。能更好的实现真正的公共参与。5. 小结我们相信，随着新的数据获取与更新技术的发展、新数据形式的应用、数据共享政策及其实施、国家多尺度空间数据基础设施的建设以及数字地球和数字城市的建设都将

45、大大改善我国城市空间数据的状况。 以信息高速公路和计算机宽带高速网为代表的国家信息基础设施（NII）的建设、高分辨率卫星影像技术的实用化、数字摄影测量和空间定位技术的发展以及超大容量、高速数据存储设备的发展将给城市空间数据生产和GIS应用带来巨大推动力。GIS技术的一些最新发展（如WebGIS、OpenGIS、ComGIS、3D GIS、TGIS等）将在城市规划中得到实际应用，从而提高GIS系统应用的水平。城市GIS将进一步由技术推动转向应用牵引。面向应用将是GIS的生命，GIS与其它技术的集成将成为主流，应用系统的质量将稳步提高，用户的意识和行动将更有利于GIS的发展，应用将向深层次和大众化

46、两极发展。21世纪我国的城市将会有更大的发展，城市的发展将给城市GIS技术带来新的机遇。城市GIS虽然面临挑战，但未来无限光明。由于GIS本身的特点，过去建立起来的城市GIS系统的实际效益在未来几年将会逐步显示出来，人们的认识会进一步提高，城市GIS的生命力将愈加旺盛，并将会发挥应有的、符合其特点的作用，城市GIS也将真正走向产业化和市场化。 参考文献1 李德华城市规划原理M第三版中国建筑工业出版社，2001年6月2 黄杏元、马劲松、汤勤地理信息系统概论M第二版高等教育出版社，2001年12月3 刘耀林土地信息系统M第一版中国农业出版社，2003年7月4 宋小冬、叶嘉安地理信息系统及其在城市规

47、划与管理中的应用M科学出版社，1995年10月5 迟伟虚拟现实技术在城市设计中的实践M世界建筑出版社，2000年1月6 宋关福、钟耳顺、王尔琪WebGIS基于Internet的地理信息系统中国图象图形学报J 中国图象图形学报编辑出版委员会，1998年7 P.霍尔著城市与区域规划M邹德慈、金经元译中国建筑工业出版社，19878 杨必胜、李清泉、梅宝燕三维城市模型的可视化研究J 测绘学报，2000，29(2)9 Craglia,MassimoGIS in Italian Urban PlanningComput Eniviron and Urban SystemJ 1992 ,1610 Parker,H.DennisonThe Story of GISGIS/PACIFICJ1995，1（1）11 Innes.J.E.，Steiner.R.，&Landis.J.D. Computingin Planning Agencie s Cases Studies in ImplementationCambridge，198912沈婕、闾国年、刘晓艳等虚拟城市建设方法研究中国图象