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我国城市化建设进程正在飞速发展,面对这种城市化浪潮,传统的以手工为主的城市规划与管理方式已经越来越不适应城市迅速发展的需要。同时,传统的规划管理与决策手段与信息反馈的落后,以及综合管理决策过程和系统分析的缺乏,已经严重影响到城市规划的科学性、适应性,不利于城市的可持续发展,因此,发展先进的城市规划决策支持的手段和方式也就成为当前城市信息化发展的主要任务。
城市规划是我国最早应用地理信息系统(GIS)技术的领域之一,利用GIS技术发展城市规划信息化建设也取得了长足的进步。面临新世纪,全球信息化竞争的加剧,各级政府更需要发展科学、准确的城市规划决策审批手段,竭力避免人为主观的决策失误.这必然要求系统化地研究数字城市规划基础原理和方法,全面总结国内外的城市规划信息化建设现状,研究空间决策支持相关技术,设计城市规划空间数据模型及集成方法。
本文论述了基于GIS的城市规划审批空间决策支持组成框架,描述了城市规划空间模型在城市规划中的应用,并最终建立城市规划电子政务决策系统。主要内容如下:
(1)研究了城市规划信息化及决策支持系统的现状,运用系统工程理论总结城市规划空间决策支持平台框架,将其组成定义为空间数据库、空间知识库、空间模型库三大部分,围绕着“三库”建立相关的信息系统,形成统一的决策支持平台,为城市规划审批决策服务。
(2)设计了城市规划空间数据模型及集成方法,并将其划分为基础现状数据、规划专题数据、规划设计数据、建设项目审批数据、社会经济统计数据、政策法规数据和内部业务档案数据。随着业务数据的不断扩大,数据存储格式多种多样,利用多源数据的特点,总结出多源数据的集成方法,如GIS与CAD的数据集成和功能等多方面集成方法。并分析了集成方法在城市规划的基础信息转换、设计方案审批和规划成果分析方面的典型应用。
(3)剖析了城市规划空间应用模型的内容及特点,根据规划模型的复杂性、空间性、动态性和模糊性等特点,重点介绍了区位配置模型,运用了多目标的决策理论和改进的层次分析方法,实现了区位配置多种因素的综合计算,进而得到合理结果。
(4)根据城市规划设计方案的审批业务,分析研究指标分析模型。建立规划设计方案的数据格式标准,包括图层、属性等,并按照标准的格式计算指标结果,将方案的计算指标与控制指标进行对比,判断方案的合理性,作为城市规划建设的主要参考依据。
(5)总结了日照分析模型的实现方案,根据太阳的运转原理,计算太阳的相关参数,如太阳高度角、太阳方位角等,通过太阳的这些参数条件,罗列出太阳运行轨迹的计算公式、日照时间及日照间距的计算公式,根据公式的计算结果,进行阴影分析、单点、多点的日照时间、日照间距、日照面积、日照量等指标的计算,从而判定建筑物的合理日照方案。为规划决策审批提供多方面的考虑。
(6)分析空间应用模型的可视化方法,其中包括二维、三维图形图像处理和虚拟现实的可视化表达。介绍了比较常用的二维、三维图形图像处理方法等可视化方法,阐述了在城市规划的设计方案和成果中都必须进行空间信息可视化表达。
(7)研究城市规划领域中的专家系统的应用,主要研究KBS在城市规划中的应用问题分析和存在的制约,并描述了KBS与GIS的结合方式。
(8)基于工作流的协同办公的电子政务决策系统平台,结合计算机协同工作原理,提出建立政府级异构平台的城市规划决策支持系统的思想,即通过Web Service技术将不同的体系结构(如COM,J2EE)的政府软件系统建立在统一的信息交换与共享平台界面中,不同的职能部门根据需要可以跨部门的调用其它业务的功能,并将空间数据信息实现政府内部的完全共享,并可实时的进行部门间的信息交换,为“电子政府”打下了良好的基础。
最后,根据全文的研究内容,总结了本课题的研究成果:在进行了空间决策相关技术研究的基础之上,设计城市规划空间信息数据模型,建立空间应用模型,并最终为城市规划的协同办公电子政务决策办公服务。
通过研究,作者认为在以下几个方面的关键技术上有所创新:
(1)总结了空间决策支持平台框架,并结合城市规划电子政务的业务特点,建立基于工作流的计算机协同办公决策系统,为政府的城市规划及相关部门提供理论及应用的技术支撑。
(2)根据城市规划管理的业务需要,设计相应的城市规划空间数据模型组织,及多源数据的集成,分析建立政府“一站式”服务的信息共享服务框架。
(3)总结城市规划空间应用模型。用于辅助城市规划管理决策,阐述应用模型的应用内容及具体实现思想,为城市规划具体决策审批提供有力的理论依据。
(4)建立异构平台的电子政务空间决策系统,为政府实现城市规划空间信息交换与共享提供服务。
最后,对本课题的研究中存在的问题及下一步的研究做出分析与展望,首先,对空间应用模型的框架标准的制定还不够完善,需要在今后研究出可扩展的标准的模型库框架。其次,如何应用空间数据挖掘和人工智能技术在城市规划空间决策,需要在今后研究出具体的方案和实现思路。