GIS技术目前在园林中应用及存在的问题研究

摘要：运用GIS技术可以完成和继续传统园林规划中难以胜任的分析，预测的功能，用最简便GIS虚拟技术来达到数字规划的目的。本文首先介绍了GIS的发展，及在园林中应用情况，主要分析了GIS技术目前在园林中应用及存在的问题。
　　关键词：GIS；园林；应用
　　1关于GIS的概述
　　1.1GIS的概念
　　地理信息系统(GeographicInformationSystem,简称GIS)萌芽于20世纪60年代。1963年,加拿大测量学家RogerF.Tomlinson首先提出地理信息系统这一术语,并成功地建立了世界上第1个地理信息系统—加拿大地理信息系统(CGIS),用于资源与环境管理和规划。70年代后,由于计算机技术的迅速发展以及大型商用数据库系统的建立与使用,地理信息系统对地理空间数据的处理速度与能力取得突破性进展,使其应用领域也迅速扩大。进入90年代后,随着互联网技术的飞速发展以及国民经济信息化的不断推进,传统意义上的地理信息系统已不能适应时代的要求,GIS向着互操作GIS(InteroperableGIS)、多维化GIS(3D&4DGIS)、构件化(COMGIS)、网络化(WebGIS)、面向对象的GIS方向发展。从不同角度对GIS有多种定义,但就其功能而言,GIS是在计算机硬件与软件支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间属性的地理数据,以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。
　　1.2GIS的组成和功能
　　GIS主要由计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据及系统的组织和使用维护人员四部分组成。计算机硬件系统是计算机系统中实际物理设备的总称,主要包括计算机主机、输入设备、存储设备和输出设备；计算机软件系统是地理信息系统运行时所必需的各种程序，包括计算机系统软件、地理信息系统软件及其支撑软件、应用程序；空间数据是地理信息系统的重要组成部分,是系统分析加工的对象,是地理信息系统表达现实世界的经过抽象的实质内容,它一般包括空间位置坐标数据、地理实体之间空间拓扑关系以及相应于空间位置的属性数据,通常以一定的逻辑结构存放在空间数据库中；系统使用管理和维护人员,包括具有地理信息系统知识和专业知识的高级应用人才,具有计算机知识和专业知识的软件应用人才以及具有较强实际操作能力的硬软件维护人才。GIS的功能包括：数据库查询、空间分析、格网分析、生成数字地面模型、数据库集成与更新、路径最短路径分析、多边形包含点分析、叠加分析、缓冲分析、距离相邻相接分析、管理海量数据及地图展示与专题地图生成等。
　　2GIS在园林中的应用历程
　　GIS技术在我国开始比较晚,“七五”计划之后,我国投入了较大的人力物力研究开发GIS,一批科研和教学单位已开展了GIS研究和应用工作,一些部门和城市建立了各具特色的综合或专业性GIS。在我国，城市GIS正在形成一个热点，其在城市规划中的应用面较为广泛，大体上而言，可分为“规划决策”及“行政决策”两大类辅助系统，目前主要集中在规划管理领域，如国内外许多城市兴建的城市规划管理系统。GIS应用在该领域的主要作用是实现“办公自动化”，其特点是系统涵盖了规划管理日常工作的大部分工作内容，如用地规划管理，建设工程规划管理，市政管线工程规划管理，规划监察等。实现了诸如规划图形展示、图形数据与属性数据的双向查询、统计累加、图形报表输出等功能。
　　随着我国经济建设的迅速发展，地理信息系统应用的进程也得到了加速的发展，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。GIS是现代信息技术的一个重要组成部分，由于其自身的功能特点，它在许多学科的应用范围越来越广泛。它由原来的只限于管理方面的应用，逐步进入控制阶段。从现阶段的我国应用GIS的情况来看，总体水平是比较高的，同时存在着巨大的应用潜力，对GIS的需求也不断增加。我国GIS的应用，首先是在科研部门和测绘及资源环境等领域，现在已经开始逐步向土地管理、设施管理、军事和商业领域扩展。可以说，土地管理、设施管理和规划管理近几年是应用的热点。主要的应用范围是类似于办公自动化的一种数据处理，如目前，上海市应用GIS系统走在了全国的前列，它城市的绿化信息采集、公交查询、大型物流等领域己成功运用了城市地理信息系统。“数字上海”将为政府进行城市规划、产业布局、交通管理、应急防灾等综合决策提供重要依据，成为国民经济、社会运行的公共平台，对于提升上海的现代化、国际化水平将影响深远，但园林规划还远远逊于机械设计运用的程度。随着社会对GIS认识的普遍提高,用户的需要、计算机技术的进步和应用方法的完善以及地理信息系统产业的建立,地理信息系统必将深入到各行各业乃至千家万户,成为人们生产、生活、学习和工作不可缺少的工具,最终将帮助人类实现建立“数字化地球”的梦想。
　　3GIS技术目前在园林中应用及存在的问题
　　3.1GIS技术目前在园林中应用概述
　　从数据处理分析和表达的技术角度描述，可概括为数据获取、转换和编辑、数据重构和转换、数据分析与表达、查询检索以及成果输出等主要功能，这是面向城市地理信息系统专业人员的概括。具体的体现在一下的几个方面：
　　⑴环境保护与管理
　　主要用GIS建立环境模型和环境信息系统,对环境的变化及发展趋势进行预报分析，同时通过统计分析及模拟研究为环境保护提供决策依据。此外,GIS技术也已被用来建立植物种类与栖息地及环境因素有关的信息系统中。
　　⑵绿地调查与统计分析
　　GIS在国外已被广泛的应用到人口学、选举、人文地理等方面,我国也已经开始开展这方面的研究和应用工作。如在古木的调查和保护中运用3S技术的辅助，做到数字化的管理，方便准确，效率高。
　　⑶城市绿地系统的管理
　　城市基础设施主要是指城市地下管道(包括自来水、污水排放、煤气等管道)、通信网络、邮政网点、道路与交通设施等。由于这些设施同时具有与几何和空间位置相关的特性,建立基于GIS的信息系统能够提高对这些设施的管理水平,同时能够极大地提高设计与施工、设备维护与故障排除、线路改造等方面的效率，从而产生巨大的经济效益和社会效益。
　　⑷绿地信息系统的建立
　　GIS最早是从土地信息系统LIS建立的过程中发展起来的,而大量高质量GIS软件平台的出现又促进了土地信息系统的建立。目前基于GIS软件平台的土地信息系统无论是图形处理、空间分析与统计、属性信息存储与查询、统计报表生成、决策支持等方面都比早期的土地信息系统有较大的改进。我国已经把土地信息系统的建设纳入了法制轨道,对土地利用状况进行动态监测。
　　⑸资源调查与评价
　　即绿地资源的调查、评价与基础资料收集汇编阶段。资料输入计算机初步建成绿地规划的基础信息库,这是GIS辅助规划的基础,要求高,工作量也最大。评价分定性和定量。定性评价可在屏幕显示下辅助进行,定量则需建立相应的数学模型并编程实现。GIS的辅助,有助于定量化,使评价更客观、合理。
　　⑹编制规划大纲
　　GIS在此阶段除提供基础信息的查询、分析以及辅助进行有关的评价之外,可以建立一些预测模型,对环境容量、游客等进行分析和预测。同时利用GIS强大的制图和图形管理、显示功能对大纲的设想进行模拟显示并提供大纲所需的现状图和规划草图等。
　　⑺总体规划
　　GIS在本阶段依然提供相关信息的快速查询和统计,并可建立模型进行分析和预测等,例如对规划区分析、预测,或对污染源分布的分析与将来景区的污染情况预测,辅助总规的进行。还可以利用计算机进行规划方案的效果模拟显示等,利于不同规划方案的选择比较。在本阶段,GIS另一