《城市规划原理》
课
程
论
文
2013 级土木工程学院专业
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地理信息技术在城市发展中的应用--以北京市为例
【摘要】
目前，“智慧城市”的建设已经成为现代城市发展的新趋势和新实践。本文简单介绍了三维地理信息技术定义、特点和功能，以及基于北京区位条件下的城市规划管理过程中的三维地理信息技术的应用实践，分析了其应用的情况及价值，最后对部分问题进行总结。
【关键字】
地理信息系统北京智慧城市城市规划三维地理信息
【Abstract】
Currently, the "smart city" building has become a new trend and a new practice of modern urban development. This paper briefly describes the three-dimensional geographic information technology definition, features and functions, based on urban planning and management at Beijing location conditions Process Application of the three-dimensional geographical information technology, analyzes the situation and the value of its application last part of the question to summarize.
【Key Words】
Geographic Information SystemsBeijing Smart City City planning Three-dimensional Geographic Information
1三维地理信息技术的提出背景，意义，特点
目前，国家经济及社会高速发展，城市化进程加快，人们生活节奏越来越快，生活便利的同时，出现许多问题。与此同时，三维地信息技术出现了而且显示其在城市规划中的应用优势，城市规划全过程中都可以体现地理信息系统的应用价值，该技术方便了城市规划部门的工作，节约了成本，提高了效率。
三维地理信息技术拥有工具箱的功能，三维地理信息技术也具有数据库的意义。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
三维地理信息技术中用xyz三个坐标轴定义目标对象，同二维技术的目标定义性质完全不相同。三维地理信息技术核心在于三维空间数据库建设，其具有三维空间分析的独有能力，真实的三维输出能力，而不是假三维，2.5维的处理方式，其系统建设工作和理论研究更为
复杂。
传统基于文件与关系数据库混合的GIS数据库管理方式由于在数据安全性、多用户操作、网络共享及数据动态更新等方面已不能满足日益增长的需要。现有的对象关系型数据库管理系统（ORDBMS）虽然还不直接支持三维空间对象，但其在保留关系数据库优点的同时，也采纳了面向对象数据库设计的某些原理，具有将结构性的数据组织成某种特定数据类型的机制，这使得它不仅能够处理3D数据的复杂关系，也能将在逻辑上需要以整体对待的数据组织成一个对象，这为三维GIS的海量数据管理提供了一条切实可行的途径。
三维地理信息是数字城市的重要基础空间信息。三维城市的建立能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息，构建出一个真实、直观的虚拟城市环境，为城市管理者面对复杂的城市，实施科学的、人文的、生态的规划，提供有力的决策手段[1]。由于城市规划的关联性和前瞻性要求较高，城市规划一直是三维可视化技术应用的主要领域，建立基于影像的城市三维系统，构建真实、准确的虚拟城市场景，实时互动地评估与分析规划方案，为城市规划的决策提供更加直观与科学的依据
世界本来就是处于3维空间中的，而发展日渐成熟的2D GIS是将现实世界简化为平面上2维投影进行操作的，本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的本质感受。这主要是由于当初计算机处理能力有限造成的。随着计算机图形图像学、计算机可视化技术以及相关学科的发展，使得生成、显示和操纵完全描述目标3D几何特征和属性特征的数据成为可能，人们开始对3D GIS理论和实际应用方面进行了有益的探索和实践。随着应用的深入，人们越来越多地要求从真3维空间来处理问题。 3D GIS是将3D空间坐标( x，y，z)作为独立参数来进行空间实体对象的几何建模，其数学表达式为F=f ( x，y，z)。三维GIS不仅能表达空间对象间的平面关系和垂向关系，而且也能对其进行三维空间分析和操作，向用户立体展现地理空间现象，给人以更真实的感受。
2三维地理信息技术应用下的北京市建设概况
2.1 北京市区位情况
北京位于东经115.7°—117.4°，北纬39.4°—41.6°，中心位于北纬39°54′20″，东经116°25′29″，总面积16410.54平方千米。北京位于华北平原北部，背靠燕山，毗邻天津市和河北省。北京的气候为典型的北温带半湿润大陆性季风气候。北京历史悠久，文化灿烂，是首批国家历史文化名城、中国四大古都之一和世界上拥有世界文化遗产数最多的城市，3060年的建城史孕育了故宫、天坛、八达岭长城、颐和园等众多名胜古迹。早在七十万年前，北京周口店地区就出现了原始人群部落“北京人”。公元前1045年，北京成为蓟、燕等诸侯国的都城。公元938年以来，北京先后成为辽陪都、金中都、元大都、明清国都。1949年10月1日成为中华人民共和国首都。
2.2 北京市三维地理信息技术应用背景及现状
