GIS论文-城市信息系统实践学习心得

《GIS论文-城市信息系统实践学习心得》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GIS论文-城市信息系统实践学习心得（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 城市信息系统实践 学习心得 摘要：通过对 ArcGIS 的学 习，现在针对第五次上机内容 城市建筑日照分析来谈一下作过程中的感受以及 ArcGIS 这一功能在 实际中的应用。 关键词：操作 应 用 意 义 感想 正文 城市信息系统实践学习心得 1 引言：这门课使我接触到了城市规划的另一个方面，即不只是单纯的画图，或者讲些纯理论的东西。而是真正动手利用较为先进的电脑技术比较有效率的分析城乡规划中经常遇到的问题。这门课的动手能力比较强，而且对逻辑思维有一定程度上的要求。 一、操作 1. 背景： 近年来由于建筑用地日益紧张，为了提高容积率来缓解建筑用地的不足，许多不合理的住宅建筑布局规划设计导致了

2、建筑日照严重不足。城市规划部门一方面要衡量现有建筑是否符合规划要求；另一方面又要对未来城市改造提供方案。随着数字城市的建设，在大量城市建筑数据的支持下，应用 GIS 空间分析方法就可以找出不符合建筑日照规范的建筑，为城市规划与设计提供依据。 2. 工作流程： （1）计算容积率 根据给定的容积率计算公式，需要 计算各地块的面积和地块内建筑物的建筑总面积，而地块内建筑物的建筑总面积又与每个建筑物的建筑面积相关。因此，首先计算每个建筑物的建筑面积，然后将不同建筑物标识到其所属的地块内，以此得到地块内建筑物的建筑总面积。同时，计算各个地块的面积，依据公式计算得到地块的容积率。 （2） 找出不符合日照标

3、准的建筑 在 ArcGIS10 三维 空间分析工具中，提供阴影分析的功能，该分析工具的光源为点状光源，而本例中太阳光源属于平行光光源，因此，该阴影分析的功能无法满足本例的需要。ArcGIS 提供的山体阴影的工具，模 拟的是太阳平行线光源，符合本例要求。因此，采用山体阴影工具（Hillshade）进行日照分析。 要提取太阳在规定时间段内、不同方位角生成的建筑物阴影，必须获得建筑物的高度。因此。首先将矢量建筑物数据转为栅格，属性为建筑物高度。其次，由于建筑物为体模型，在空间上具有一定的宽度。因此，直接对建筑物提取山体阴影会造成判断错误。因此，为解决这个问题，首先提取建筑物背光面高度数据，提取有代表

4、性的时间点内的山体阴影，并与建筑物进行叠加分析，从而判断建筑物是否满足日照标准。 3. 操作步骤 （1） 加载数据 城市信息系统实践学习心得 2 （ 2） 求解地块容积率 a求算地块用地面积 城市信息系统实践学习心得 3 b标识各建筑物所属地块，便于下一步计算每个地块内的建筑总面积。 （各个建筑物的建筑总面积实际上在第一步中即计算出来） 。得到 buildings_ID。 c通过 建筑物所属地 块的 ID 属性来统计每个地块内的总建筑物面积，得到Sum_Area.dbf。 城市信息系统实践学习心得 4 对 ID_1 字段汇总，对 T_area 求和。 城市信息系统实践学习心得 5 d由于地块面

5、积为 parcel_area 的属性，因此须将表 Sum_Area 与 parcel_area 的属性表进行关联。设置 parcel_area 的 ID 字段与 Sum_Area 的 ID_1 字段进行关联操作。 e计算每个地 块的容积率。 城市信息系统实践学习心得 6 f 移除连接。 （2）找出不符合日照标准的建筑 城市信息系统实践学习心得 7 a由于阴影分析基于栅格数据，需将 buildings.shp 转化为栅格数据。得到 buildings_g。 b用重分类工具，对无数据区域，将 NoData 转为数值 0，否则获得的阴影数据不完整。得到 dem_buildings。 城市信息系统实践

6、学习心得 8 c分别 根据 给定的公式，计算 12:00、13:00 、14:00 三个时间点的太阳高度角和太阳方位角。 城市信息系统实践学习心得 9 d假设在 t 时刻太阳的方位角为 A，则建筑物在 t 时刻的向光面坡向为A-90，A+90。依此原理，分别提取不同时刻的建筑物背光面 轮廓。 12:00 生成坡向数据，得到 aspect12。 计算在 12:00 方位角为 180的建筑物背光面轮廓，得到 back12。 城市信息系统实践学习心得 10计算在 12:00 的建筑物背光面轮廓高度。得到 dem12。 城市信息系统实践学习心得 11同理获得在时刻 13:00 和 14:00 的建筑物

7、背光面轮廓的高度数据 dem13 和 dem14。 aspect13 back13 城市信息系统实践学习心得 12dem13 e根据三个时间点计算到的建筑物背光面高度数据，生成 hillshade。 hillshade_12 城市信息系统实践学习心得 13hillshade_14 hillshade _13 城市信息系统实践学习心得 14f由于获得的 hillshade 数据中，仅值为 0 的栅格为建筑物的阴影，因此需要分别利用栅格计算器提取出在 3 个时刻的阴影栅格（hillshade 值为 0） 。 sh_12 城市信息系统实践学习心得 15将三个阴影栅格累加成一个图层 sh_all ，即

8、建筑物在该时段内的阴影范围，其 取值有 0、1、2、3； 城市信息系统实践学习心得 16值为 0的区域属于非阴影栅格；值为 1的区域说明仅在某一个时刻存在阴影； 值为 2 的区域说明某两个时刻存在阴影；值为 3 的区域说明该区域在三个时刻都为阴影区域。 城市信息系统实践学习心得 17g由于累加后，阴影区数值不统一，因此选择重分类工具，对 sh_all 数据分类成“阴影栅格 ”（值为 1）与“非阴 影栅格”（值为 0）两类。得到 shadow。 h通过矢量包含关系来判断建筑物与阴影的遮挡关系，需要将阴影栅格转为面 城市信息系统实践学习心得 18数据。得到 shadow_polygon。 i 查询

9、不符合日照标准的建筑物（即建筑物质心落在阴影内） 。 紫色为不符合规 定 的 建 筑 。城市信息系统实践学习心得 19j 根据需要，可将查询结果导出成新图层 ，可得到 illegal 。 城市信息系统实践学习心得 20二、城市建筑日照分析在实际中的应用 1.确保建筑间距的合理性 随着城镇化的快速发展，城市土地、空间资源短缺，要能合理有效的利用城市土地和空间，引导土地的合理利用，合理利用容积率，是迫切需要解决的问题。而现在因为规划设计方案越来越复杂，再加上设计人员只是依据国家相关设计类法律法规以及一些地方标准进行方案设计，建筑间距的合理性缺乏论证，由于种种条件的限制，导致建筑间距不合理的情况，在

10、一定程度上浪费了城市土地资源。 日照分析软件的宜用性、准确性在城市规划管理中的意义是显而易见的。首先， 日照分析建立了分析地点经纬度的地球与太阳的数学模型，从几何学和光学的角度利用计算机进行大量的数学计算， 从根本上解决了建筑物的阴影及其影响的关系，可以准确地计算该建筑物影响范围内， 任意地点、任意时间的建筑物的详细情况，为规划审批提供科学直观的计算数据。以此为依据结合国家有关规范就可以剔除不科学的“富余 ”压缩建筑间 的间距，从而达到节约城市建设用地的目的. 利用日照分析软件辅助规划管理，可以保证建筑间距的合理性，提高建筑方案的优化程度，达到节约的城市土地资源的目的。 2.预先确定规划地块合

11、理的最大建筑容积率 在规划土地出让中，利用日照分析，可以事先模拟计算，确定规划地块的最大合理容积率，为土地出让中的规划设计条件的规定提供可视化定量化的辅助分析手段。根据地块大小，首先决定是单栋建筑还是群体建筑，对于单栋建筑可以结合用地红线和建筑红线，确定体块的基地，再根据高度控制算出建筑物的最大容量体积。对于群体建筑，在综合考虑用地红线、建筑红线以及高度之外，还要考虑群体建筑的自身间距和遮挡，通过日照分析和调整，最终确定合适的容积率，减少土地批租前规划地块容积率指标和通过日照计算使实际容积率降低的情况而产生的相互矛盾。尤其在旧城改造的地块中，由于地块周边建筑复杂，可以先通过日照分析技术模拟计算

12、规划地块的最大合理容积率，为土地出让规划设计条件的合理性提供技术保障。 3. 科学分析小区内部建筑之间的间距以及与周边建筑之间的合理距离 建设部城市规划编制办法 （中华人民共和国建设部令第 146 号）第四十三条中明确规定，在编制修建性详细规划过程中，应对住宅、医院、学校和托幼等建筑进行日照分析，说明了在住宅小区的规划方案阶段就应该进行日照分析工作，合理确定小区建筑物之间的大致距离，由于在修建性详细阶段，还没有涉及建筑物的详细细节信息，一般都是建筑物轮廓以及屋顶轮廓线，这时可以利用多点沿线分析方法，分析建筑物外轮廓的间距合理性，是否满足日照时数的规定，还可以利用日照分析软件分析小区建筑对周边建

13、筑的日照影响，确定合理的退让间距，为小区规划设计方案的科学审查以及审批工作提供先进的技术支持。 以下就本人在居住区规划设计过程中最经常疏忽的问题来作为详细内容以提醒自己避免再次发生类似问题。 4. 居住区外部环境的设计，改善人居环境 （1）住区外部场所中存在的日照问题 住区外部场 所是居民开展各种休闲娱乐活动的依存之所，为小区居民的各种行为活动提供空间环境。一个优秀的场所设计能使居民按照场地所赋予的活动意图参与其中，而一个拙劣的场所设计不但不能吸引人城市信息系统实践学习心得 21们参与，还会造成对空间的虚置浪费。现观我国大部分住宅区室外活动场所环境中普遍存在的最为突出的问题就是场所冷清、场所搁

14、置无人问津。长期处于阴影区内的活动场地大大地消弱了人们在场地滞留活动的积极性。 人们对于阳光的诉求是格外强烈的。太阳光的照射不仅有利于我们身体的健康，同时对我们心理健康也具有积极的影响作用。在满足室内日照需求的前提下，也要考虑到人们对外部环境日照的需求，这是因为人不可能无时无刻都是一种处于室内活动的状态，尤其是对居住在小区中外部活动比较多的老人和小孩来说，除了雨雪天气几乎每天都会外出进行户外活动。冬季人们更加喜欢游走在阳光明媚的地方，把活动场地尽可能地布置在阳光可以充分照射到的位置，营造好的活动环境就可以增加人们外出活动的频率，这样不仅有利于人们的身心健康，同时有利于加深小区邻里的交往。由此可

15、见，在进行规划设计中，对室外活动场地位置的科学设置显得尤为重要。 （2）活动场所层次的设定 在研究住区外部场所位置的 选择时应有主次之分，即场地所处环境要有中心节点、次要节点之别。把活动场所分为中心活动场所、次要活动场所、宅前活动场地三个层次。中心活动场地在这三种类型中是聚集人气最多级别的场地，所以使中心活动场地空间尺寸最大化，也就是相对应地需要更大的能够利用的平面尺寸。对组团级活动场地，根据活动项目的不同，其所需场地空间大小也不尽相同，比如小游园，其绿化面积比例肯定是远远大于场地面积比例的，而且具有不规则的特征；比如儿童游戏场地，其场地面积比例大于绿化面积比例，这样儿童才有足够的空间进行活动

16、。宅旁活动场地所设置的项目内容与组团级活动场地的项目内容相仿，由于使用人数规模的最小化，其场地空间尺寸也是小于次要活动场地的。总的来说，这三个层次活动场所的日照环境都是需要精心安排与设计的，在规划设计中，设计者应该首先根据规划布局形态，选择最为有力的位置给中心活动场所，其他场所位置根据具体情况进行分布。 通过对结果的分析利用, 可以对居住区内各类建筑物进行更加科学合理地安排.， 对建筑场地环境进行更加人性化和科学性的 优 化布置与设计。根据按季节计算出的日照地区选择不同的花草种植区域, 还可以巧妙地利用建筑群体间的阴影进行遮阳设计, 优化居住区的空间环境。满足不同人群对阳光的需求，使阳光得到充分的利用，这对提高人们生活品质，建筑生态住区有着极其重要的作用。三、结语 1.ArcGIS 城市建筑日照分