3S技术在园林中应用研究概述课程论文

地理信息系统教程课程论文 论文名称：
3S技术在园林中的应用研究概述 专业班级：
风景园林班 学 号：
姓 名：
指导教师：
2017年X月X日 目录 1 3S技术在风景园林中的应用 1 1.1  GIS技术在风景园林中的应用 1 1.1.1 应用于景观分析评价,辅助绿地规划 1 1.1.2 应用于绿地信息属性数据库及信息管理系统的建立  1 1.1.3 辅助制图 2 1.1.4 辅助园林设计  2 1.2 RS在风景园林中的应用 2 1.3 GPS在风景园林中的应用 3 2 3S集成技术在风景园林中的应用 3 2.1 3S集成技术应用于数字园林建设 4 2.2 3S技术应用于公园规划 4 2.3 3S技术广泛应用于大区域项目的研究: 4 2.4 3S集成技术应用于城市绿地系统影像库、矢量库和属性库的空间数据库建库 4 2.5 3S技术应用在城市建成区及更小尺度上进行景观生态的定量化研究 5 3 3S技术在风景园林中发展趋势 5 3.1 由单一利用GIS技术进行研究工作向集成3S技术应用发展 5 3.2 从大尺度向小尺度发展,3S技术将渗透到风景园林的各个层面 5 3.3 从通用的GIS软件向专业的GIS应用软件过渡 5 3.4 基于3S技术的数字园林逐渐建立,实现园林信息化,并从单机模式向网络发展 6 参考文献：
6 3S技术在园林中的应用研究概述 园林学院 风景园林141班 俞红燕 摘要:“3S”技术已经渗透到了环境、经济、社会等各个领域,对风景园林学科也有极重要的影响。主要论述3S技术在风景园林中的应用。3s技术主要是站在计算机技术基础上，将空间技术、遥感技术和导航技术进行有效的结合，以此来提高园林规划设计水平。利用3s技术在园林规划设计中的应用时，要对园林规划设计进行有效的分析、检测和管理，从而提高园林规划设计水平。

关键词：3S技术 园林 应用 随着科学技术的发展,许多现代技术手段渗透进了风景园林这个多学科交叉的传统学科,无论在分析方法、设计方法、管理方法、施工技术等方面都发生着根本性的变化,其中“3S”技术[遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)]及“3S”的集成技术的应用和参与使风景园林的外延扩大且得到升化,其中最典型的是所涉及的地理范围更大,规划的层次提高,设计方法更系统化、数据化和理性化。

1 3S技术在风景园林中的应用 1.1  GIS技术在风景园林中的应用 1.1.1 应用于景观分析评价,辅助绿地规划 目前GIS技术主要用在绿地系统规划的适宜度评价、绿地景观格局及变迁分析、绿地景观规划辅助分析和环境评估等方面,结合运用景观生态学和地理信息系统的理论与方法进行景观分析评价。如俞孔坚等借助GIS方法对敏感地段的景观安全格局进行分析,为减少项目对环境的负面影响提供科学依据。JanetSibernagel运用GIS方法进行过密西根半岛景观变迁分析;DavidV.Pullar等应用ArcviewGIS和可视化软件创建三维效果协助进行建筑环境评估。

1.1.2 应用于绿地信息属性数据库及信息管理系统的建立  绿地信息属性数据库是数字园林的基础数据库,利用GIS的数据采集和编辑是建立绿地信息库常用的方法,同时GIS具有较强的空间数据管理能力,可以对园林属性信息进行综合管理和应用。园林绿化现状调查数据库(包括基础背景数据、园林绿化专题数据库),可为绿地系统规划提供可靠数据,为城市园林绿化管理工作提供新的技术方法。基于GIS的城市绿化管理系统,利用GIS估算城市绿地绿量,同时利用园林资源管理人员的管理界面,进行地图操作、编辑、查询、统计报表输出,利用关键字来联接空间数据和属性数据、实现地图对象编辑一体化,解决网络中的传输问题,同时GIS可以分层显示,具有直观性和数据库与地理位置一一对应的特点,便于管理。

1.1.3 辅助制图   GIS具有地图制图、制表和矢量化的功能,可以辅助制图。通过GIS软件,建立风景园林专用符号库,可进行图形输入编辑和整理绘制风景园林图。GIS软件具有明确的空间数据管理能力,能通过地理空间分析产生常规方法难以得到的分析决策信息,随时对有关风景资源信息进行查询、分析、处理、显示和更新,可进行方便、快捷、精确的图形编制,根据需要输出成各种比例尺的各种专用图形。如由陆地卫星影像资料编制的土地利用图,把立体的土地分布类型转换成平面图,比手工填图快速、准确。GIS软件的三维立体图的功能,可以采用高程分带光照、立体叠加等方式生成各种立体专题图。

1.1.4 辅助园林设计  在风景园林设计领域,高科技的应用与现代规划设计理论相辅相成。GIS建立三维景观模型可以对基地的景观视线分析和视域分析,使用数字高程模型(DEM),以DEM为基础,则可提取地面单元的平均高程、相对高程、高差、高程变异、坡度、坡向、地面粗糙度、坡面形态、谷脊特征线、沟谷密度、沟谷深度等各种地形结构线,也可提取三维地形立体模型和各种地形剖面,以及地面辐照度的计算和地形阴阳坡的划分等。GIS已经被证明是大尺度园林规划的理想工具。传统风景园林设计主要基于CAD技术,针对小尺度设计(如小游园和小型公园设计等)或非考虑地形因子的设计为主,随着人们对居住环境要求的提高,人与环境的协调和统一是要考虑的客观因素,因此分析环境因子对居住空间的影响尤为重要,GIS在这方面也随着遥感技术的发展而将发挥其优势。

1.2 RS在风景园林中的应用 风景园林专业中主要利用RS进行城市绿地资源信息调查。遥感影像具有实时、动态、准确的特性,其信息量巨大,可以根据不同的需要快速、准确地满足多种专题图制作的要求,从而辅助风景园林设计和规划、环境数据的对比和分析。

传统的城市绿地资源调查一般采用人工普查结合数学统计分析的方法,人力、物力消耗大,而且调查的数据准确度低,不便于综合分析评价。以多传感器、高分辨率和多时相为特征的RS技术的发展,为城市生态环境的监测方法和评价指标的改进提供了有力的支持,获取的城市绿地覆盖信息与其他资料结合可以进行城市绿地空间分布分析评价,为合理进行城市绿地规划提供了决策支持。

就目前技术发展来看,应用遥感技术统计绿化覆盖率,指标是准确可靠的,可以解决园林绿化覆盖的不可测量性,节省人力和财力,有明显的经济效益和社会效益。同时成果的表达方式除彩色专题图外,更重要的是用图形数据结合来描述,为实现园林部门的科学管理和规划以及监测提供了有力的事实依据。

1.3 GPS在风景园林中的应用 在风景园林中GPS是取代传统测量方法的最佳工具,应用于精确定点和线、测面积、高程等方面。GPS可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标。特别是应用RTK定位技术,其平面定位精度为±(1～10)cm级,高程定位精度为±(10～30)cm级,RTK测定点位不要求点间通视,仅需一人依据一定数量的基准控制点,便可以高精度并快速地测定界址点、地形点、地物点的坐标,可以在野外一次测绘成电子地图,然后输出各种比例尺的图件,这相对传统的测绘手段,效率极大提高,成为风景园林设计快速准确对基地情况进行了解提供了条件。运用GPS测量,常用在快速测定规划范围界线(绿线)、辅助遥感调查、测定古树名木的地理位置以及高程信息,其测量平均位置功能,对于准确地放线提供了可能,特别是应用于大型土方量的计算,更为准确。

2 3S集成技术在风景园林中的应用 3S集成技术是3S技术的有机结合。RS是获取和更新空间数据的强有力的手段,能够提供实效性强、准确度高、监测范围大、具有综合性的定位定量信息,是地理信息系统十分重要的数据源。例如利用RS提取城市绿地信息可以很好弥补常规方法的缺陷,快速而有效地监测城市绿地的变化,如绿化面积、绿化树种的变化,建立基于RS技术的城市绿地自动识别系统,能够很好满足城市绿地信息快速监测的要求,而且相对常规实地调查方法得到现状的绿地资料效率很高、成本低,从而能够实现大范围城市绿化调查,为城市生态规划提供科学依据和技术支持,促进城市生态环境的良性循环。RS是GIS数据库的及时更新的重要保证,GPS为RS影像数据和GIS数据提供精确定位信息。3S集成技术在风景园林中的应用主要有如下几个方面。

2.1 3S集成技术应用于数字园林建设 数字园林是数字城市的组成部分,数字园林集成了3S技术与计算机技术、大型空间数据库技术革新和网络技术,将城市绿地信息、城市绿化覆盖信息、古树名木、城市绿线等各种园林绿化数据建立园林绿化专题数据库,并与基础空间地形图数据库和空间遥感影像数据库为基础,实现城市园林绿化信息的编辑、查询、分析、更新、管理、检索、存贮和科学辅助决策等功能,建立了现代化园林绿化的数字化、信息化和网络化管理系统。

2.2 3S技术应用于公园规划 在公园规划中,3S技术在风景园林和地形模拟,三维展示数据库制作管理等相关项目上具有很大的实用性,精确的三维模拟功能通过GPS对各个位置点的精确定位,在GIS平台上进行三维合成,生成直观的三维地形模拟图有利于园林规划思路的确定;以CAD设计图为底图,在GIS平台上进行用地模拟,能够有效地展示规划后的模拟成像的景观,并且供人在网络上虚拟体验,在景观模拟成像方面3S技术已经成熟,可以直接应用。

2.3 3S技术广泛应用于大区域项目的研究: 如广泛应用于湿地研究,进行湿地资源调查、湿地动态变化监测,湿地景观格局变化研究和湿地生物多样性调查分析等。80年代中期始,航空遥感图像被广泛地运用于城市植被的调查和分析,但是只有城市绿化的数量特征,无法了解城市绿化的空间分布特征、绿化景观的变迁与城市生态功能演变的关系等,只有把握城市绿化在景观空间尺度上的特征,以及景观动态过程,才能为建立城市绿化信息系统提供生态学的依据,为城市绿地的景观规划、绿地建设和改造提供有价值的建议。

2.4 3S集成技术应用于城市绿地系统影像库、矢量库和属性库的空间数据库建库 董仁才以构建城市园林绿地系统的空间数据库为切入点,探讨了以遥感影像(RS)和全球卫星定位系统(GPS)为信息源,以地理信息系统(GIS)为平台的城市园林绿地系统数字化管理的应用技术。

2.5 3S技术应用在城市建成区及更小尺度上进行景观生态的定量化研究 利用高分辨率影像从绿地角度对居住单元定量化,能够从不同的角度反映居住单元内的绿地状况,绿地是居住单元的重要组成部分,是最能体现生态型的生态空间,是自然景观与人文景观的综合体现,因此从绿地角度能够一定程度上反映居住单元的优劣;通过模糊数学的办法,简化了景观评价的过程,并且将公众含糊的评价转化为具体的权重指数,为居住单元的评价提供了指导通过模糊评判的办法,在已知居住单元内绿地景观指数的因子矩阵和权重矩阵的情况下,可以对居住单元做出综合评价,因此具有重要的实际意义。

3 3S技术在风景园林中发展趋势 3S技术和风景园林两个领域的研究人员已认识到应该相互了解和密切配合,重点解决目前学科之间衔接的一些关键问题,特别是风景园林工作者已经在很多方面利用3S技术来进行规划、设计和景观分析工作。总的看来,3S技术在风景园林中的发展趋势将表现在如下几方面。

3.1 由单一利用GIS技术进行研究工作向集成3S技术应用发展 研究内容相应扩展到更为广域的领域,如数字园林、数字景观、园林信息系统研究。RS、GIS、GPS三个子系统集成为一个系统,并与风景园林的特点相结合,开发出适合风景园林工作的软件,使设计分析得到更多准确数据的支持,空间数据的复杂性降低,同时在辅助设计方面有更多专业设计模块,使得规划和设计更为轻松和具有科学性。

3.2 从大尺度向小尺度发展,3S技术将渗透到风景园林的各个层面 如宏观管理与决策、数据库建立、辅助规划、辅助设计、园林施工、景观评价和分析、教育等,这与RS、GIS、GPS技术不断完善有关,使得3S技术广泛应用成为可能,特别是在设计领域。例如遥感技术在清晰度和准确度上有所提高,图像信息判读逐渐自动化,GIS技术空间分析更为强大,尺度更小的设计利用3S更有现实性。

3.3 从通用的GIS软件向专业的GIS应用软件过渡 现在GIS软件在风景园林中的相关应用软件大部分是在通过GIS软件下操作进行的,目前还没有面向风景园林的专用GIS软件。发展实用的风景园林GIS软件有良好的开发前景,3S成为新型的设计手段。园林规划与设计与空间的关系密切,而三维GIS有良好的空间表现与分析、专题图制作、大地景观模拟等功能,这与园林规划注重空间组织的设计理念相一致,三维GIS有着非常好的应用潜力。

3.4 基于3S技术的数字园林逐渐建立,实现园林信息化,并从单机模式向网络发展 有强大的信息数据库,有相应的政策、标准、法令来确保提供给人们一种全新的园林规划建设、管理、工作生活的理念与调控手段,使其适应并预测园林的变化,尤其是GIS的空间信息综合处理能力与直观表现能力,在处理园林复杂系统问题时,能帮助人们更好地建立起全局观念与模拟直观感。

参考文献：
[1]俞孔坚,李迪华,段铁武.敏感地段的景观安全格局设计及地理信息系统应用[J].中国园林,2000,(1):11-16. [2]宋 力,王 宏,余 焕,等.GIS在国外环境及景观规划中的应用[J].中国园林,2002,(6):56-59. [3]DavidV,Pullar,MargoETidy.Coupling3Dvisuliaztiontoaulitativeas2sessmentofbuiltenvironmentdesigns[J].LandscapeandUrbanPlan2ning,2001,55:29-40. [4]许 浩.3S技术在日本筑波山梅林公园规划上的应用[J].中国园林,2003,(3):17-19. [5]陈春来,石 纯,俞小明.RS、GIS技术在城市绿地综合效益研究中的应用现状及展望[J].中国园林,2005,(4):47-49. [6]胡志斌,何兴元,陆庆轩,等.基于GIS的绿地景观可达性研究[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2005,21(6):20-25. [7]陈文通.城市园林绿化现状调查与建库技术探讨[J].城市勘测,2005,(5)11-13. [8]余 前,蔡 槿.基于遥感和城市绿地自动识别系统[J].中山大学研究生学刊,2006,26(1):47-53.