徐曉磊

【摘要】尺度是對(duì)客體中“容器”規(guī)模的大小的描述。在各種自然現(xiàn)象中，無論是生物環(huán)境，還是非生物環(huán)境中都存在著各種尺度變化，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程與現(xiàn)象中同樣也存在著尺度特點(diǎn)，這種尺度主要來源于自然過程中對(duì)其造成影響的尺度性，并且在一定程度上受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)自身的尺度性制約。因此，對(duì)由地理現(xiàn)象多尺度問題造成的的空間數(shù)據(jù)多尺度特征與表示方法進(jìn)行研究，是當(dāng)前地圖學(xué)和GIS面臨的一個(gè)重要課題。本文主要就城鄉(xiāng)規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多尺度的特征進(jìn)行分析，并對(duì)其處理與表達(dá)進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】城鄉(xiāng)規(guī)劃；空間數(shù)據(jù)；多尺度處理與表達(dá)

前言

尺度是一切空間數(shù)據(jù)所具備的共同特征，空間數(shù)據(jù)多尺度的處理與表示就是指與人類推理習(xí)慣相符的一種更為自然的空間認(rèn)知與空間分析的方法。目前，多類型、多尺度以及多時(shí)態(tài)空間數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為人們研究與解決各種重大問題時(shí)必備的信息資源。在我國(guó)建立的“數(shù)字中國(guó)”地理空間的基礎(chǔ)框架戰(zhàn)略中， 空間數(shù)據(jù)多尺度的表達(dá)已經(jīng)被列入了地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)鍵技術(shù)研究中的一個(gè)核心問題，我國(guó)的國(guó)家自然科學(xué)基金委會(huì)同樣也把地理空間尺度和基于尺度的智能化自動(dòng)綜合作為了首選資助領(lǐng)域。

1. 城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多尺度的特征

1.1城市規(guī)劃編制的多尺度特性

在我國(guó)現(xiàn)行的城鄉(xiāng)規(guī)劃體系中，包含了規(guī)劃法規(guī)體系、規(guī)劃行政體系和規(guī)劃運(yùn)作體系三個(gè)方面。其中由城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、城市總體規(guī)劃及詳細(xì)規(guī)劃三個(gè)不同層次規(guī)劃組成了城鄉(xiāng)規(guī)劃編制體系， 一般情況下，可將其分為戰(zhàn)略性發(fā)展規(guī)劃與實(shí)施性發(fā)展規(guī)劃現(xiàn)個(gè)層次。戰(zhàn)略性發(fā)展規(guī)劃的主要功能是為了城市的各分區(qū)與各系統(tǒng)規(guī)劃的實(shí)施提供框架，但是也無法對(duì)城市規(guī)劃的開發(fā)進(jìn)行控制。

就我國(guó)目前的情況而言，城市的總體規(guī)劃是戰(zhàn)略性發(fā)展規(guī)劃，而控制性的詳細(xì)規(guī)劃則屬于實(shí)施性發(fā)展規(guī)劃，其中建設(shè)城市的市域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃和縣人民政府所在地編制的縣域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃被納入了城市總體規(guī)劃中的范疇中，并依據(jù)各個(gè)特定城市的特征不同，其城市規(guī)劃的層次也有著很大的差異。在國(guó)內(nèi)城市規(guī)劃一般分為四個(gè)層次：總體規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃以及修建性的詳細(xì)規(guī)劃。不同的層次編制出的城市規(guī)劃效果， 其主導(dǎo)的比例尺度也存在一定的差異，并且在不同規(guī)劃階段對(duì)于規(guī)劃的需求不同， 對(duì)于空間尺度也有不同的要求，這就是空間數(shù)據(jù)多尺度特征的體現(xiàn)。

1.2城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多源異構(gòu)性特征

城市規(guī)劃管理是對(duì)城市規(guī)劃編制、審批以及實(shí)施等多種管理工作的統(tǒng)稱，其主要任務(wù)是把城市的各項(xiàng)建設(shè)納入到城市規(guī)劃的軌道當(dāng)中，對(duì)城市功能進(jìn)行不斷的完善與拓展， 有效的對(duì)人民社會(huì)生活環(huán)境與自然生態(tài)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化和改善， 推動(dòng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及環(huán)境三者的協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展， 是一個(gè)動(dòng)態(tài)性實(shí)踐的過程。城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)大致可以分成城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、規(guī)劃編制成果數(shù)據(jù)、城市現(xiàn)狀調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及城市規(guī)劃管理數(shù)據(jù)四個(gè)方面，具備典型的空間數(shù)據(jù)多源異構(gòu)特性。并且不同的規(guī)劃階段對(duì)于規(guī)劃的需求的不同，其空間尺度的應(yīng)用要求也不一樣，因此，在城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的尺度推繹中，具有尺度推繹的雙向特征。

2. 支持多尺度表達(dá)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模型

2.1面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

面向?qū)ο蟮姆椒ㄅc人類思維習(xí)慣很接近，抽象特性與豐富的語(yǔ)義描述能力相對(duì)較強(qiáng)，面向?qū)ο蟮姆椒ň褪前熏F(xiàn)實(shí)世界發(fā)生的某種現(xiàn)象抽象成為若干個(gè)對(duì)象類， 讓各個(gè)對(duì)象都具備自己獨(dú)有的屬性、行為及規(guī)則。地理空間的實(shí)體都具備明確的空間位置與特性，一般來說，空間對(duì)象主要包括以下幾種類型：幾何拓?fù)漕愋?、純幾何類型、純拓?fù)漕愋鸵约翱臻g地物和非地物，因此，可以把各個(gè)實(shí)體依據(jù)以上各個(gè)類型具備的不同特性，將其抽象為點(diǎn)、線、面、體四個(gè)要素。其中線的設(shè)定由點(diǎn)的位置來決定，面則是由線圍成，而體則是由面構(gòu)成，把空間的實(shí)體規(guī)則與特性以不同方式分別封裝入這四個(gè)要素之中，就可以將各種空間地物特性充分的表達(dá)出來。而結(jié)點(diǎn)、柱形、弧段以及斷面等特殊地物都需要利用上述的點(diǎn)、線、面以及體等部分的特性進(jìn)行組合才能表述出來。

2.2尺度依賴空間數(shù)據(jù)模型

在空間數(shù)據(jù)的處理與表達(dá)的過程中，需要利用地理空間的多尺度劃分與變換， 對(duì)空間對(duì)象的尺度行為進(jìn)行描述，以便多個(gè)尺度之間空間數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系的建立，讓空間數(shù)據(jù)集可以從一種表示完備的狀態(tài)過度到一種新的表示狀態(tài)，尺度依賴空間數(shù)據(jù)模型是利用尺度的劃分來對(duì)地理信息空間進(jìn)行多級(jí)分解，以建立出一個(gè)多尺度的子空間序列。該數(shù)據(jù)模型的定義可以下面的公式進(jìn)行表述：MGeoObjects =〈OID，Aj，Dj 〉 ，其中MGeoObjects 指的是廣義尺度之下多尺度地理空間對(duì)象，OID 為其標(biāo)識(shí)即ID ，Aj為相應(yīng)空間對(duì)象中的主體成分組成子空間，Dj表示為次要成分構(gòu)成的子空間；j表示為尺度，該模型具備儲(chǔ)備空間較小、易于維護(hù)、且與人們習(xí)慣從整體到局部的認(rèn)識(shí)規(guī)律相符。

3. 城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多尺度表達(dá)與處理

3.1城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多尺度轉(zhuǎn)換的理論基礎(chǔ)

在尺度推繹理論基礎(chǔ)中主要可分為等級(jí)理論、區(qū)域化隨機(jī)變量理論、分形理論及小波理論等幾種類型，這些理論在一定程度上對(duì)領(lǐng)域和特定的空間尺度都有不同的適用性。而怎樣把這些理論和多尺度分析思想與傳統(tǒng)誤差理論、空間數(shù)據(jù)挖掘理論以及空間數(shù)據(jù)不確定性理論等進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，找到正確的城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多尺度轉(zhuǎn)換的理論支撐， 有利于對(duì)城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多尺度可視化表達(dá)的中存在的基礎(chǔ)問題進(jìn)行解決。

3.2城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多源匹配與集成

城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)具備典型的多源異構(gòu)特征，因此，只有把這些來源不同、時(shí)間不同以及精度不同的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的集成和融合，將語(yǔ)義特征與尺度特征進(jìn)行合理的匹配，把不同尺度的數(shù)據(jù)調(diào)進(jìn)行調(diào)整得更加一致，讓臨時(shí)輸出且不同版本的數(shù)據(jù)的尺度實(shí)現(xiàn)一致或是接近，才能有效的提高橫向一致性的匹配性和便捷性，從而提升城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫(kù)融合的技術(shù)水平，這也是有效解決城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多尺度可視化表達(dá)的重要途徑之一。

3.3城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多尺度可視化表達(dá)

要想真正的實(shí)施城市規(guī)劃管理模式，把來源不同、尺度不同的各類城市規(guī)劃空間信息疊加顯示在同一尺度上，就需要基于廣域網(wǎng)的城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫(kù)自身具備可視化表達(dá)的能力，這樣的管理模式在對(duì)空間表達(dá)尺度方式進(jìn)行選擇時(shí)，并非是預(yù)先在服務(wù)器是固定下來的，而是依據(jù)不同終端用戶的個(gè)性化要求進(jìn)行制定的，由服務(wù)器自行提供合理的表達(dá)尺度。多尺度城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫(kù)是利用用戶視圖輸出時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)集，獲取相應(yīng)尺度下的數(shù)據(jù)表達(dá)，而系統(tǒng)則對(duì)這些臨時(shí)組合下產(chǎn)生的空間表達(dá)沖突問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚尶臻g數(shù)據(jù)的表達(dá)可以隨著顯示的范圍與要求變化對(duì)其詳細(xì)程度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，讓其表達(dá)出來的地理信息更加層次分明、清晰易懂， 以達(dá)到不同尺度的多源數(shù)據(jù)能在用戶視圖中的自適應(yīng)可視化表達(dá)。

結(jié)束語(yǔ)

總之，城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的多尺度處理與表達(dá)， 需要對(duì)地理空間的多尺度進(jìn)行合理的劃分與變換， 確保其能夠?qū)臻g對(duì)象的尺度行為進(jìn)行正確的描述，以建立多尺度之間城市規(guī)劃空間數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系， 以確?？臻g數(shù)據(jù)能夠更加全面的表達(dá)出來。

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