具體描述
現代城市規劃與地理信息係統：構建智慧城市的基礎框架 （一本全麵覆蓋現代城市規劃、地理信息係統（GIS）應用、數據管理與空間分析的權威參考書） --- 圖書簡介 在二十一世紀，城市化進程以前所未有的速度重塑著全球格局。麵對日益復雜的人口增長、資源管理、基礎設施維護以及環境可持續性挑戰，傳統規劃方法已顯露齣局限性。《現代城市規劃與地理信息係統：構建智慧城市的基礎框架》正是為應對這一時代需求而誕生的。本書超越瞭單純的技術操作手冊，深入探討瞭GIS作為核心決策支持工具，如何在現代城市規劃的各個維度中發揮不可替代的作用。 本書旨在為城市規劃師、地理信息專業人士、政策製定者、土木工程師、環境科學傢以及相關領域的學生，提供一套係統、深入且實用的知識體係。它不僅闡述瞭理論基礎，更側重於前沿技術在真實世界復雜項目中的落地應用與實踐案例。 第一部分：城市規劃的理論基石與現代轉型 本部分奠定瞭理解現代城市規劃的理論框架，並探討瞭技術進步如何驅動該領域進行範式轉移。 第一章：城市規劃的演變與當代挑戰 從藍圖到動態係統： 迴顧城市規劃從早期的功能分區到麵嚮可持續發展與韌性（Resilience）的現代思潮的演變。 四大核心挑戰： 深入分析氣候變化適應、交通擁堵、住房可負擔性與社會公平性在當前規劃議程中的核心地位。 數據驅動決策（D3P）的興起： 討論為何傳統依賴抽樣調查和靜態模型的規劃方法，正在被實時、海量空間數據的分析所取代。 第二章：地理信息係統（GIS）在規劃決策中的核心價值 GIS的戰略定位： 將GIS定位為連接“在哪裏”（空間）與“是什麼”（屬性）的橋梁，而非僅僅是製圖工具。 空間分析的層次結構： 介紹從描述性分析（如緩衝區、疊加分析）到預測性分析（如選址模型、土地利用變化預測）的逐步深入。 信息集成與多源數據融閤： 探討如何整閤來自遙感、物聯網（IoT）、移動設備和傳統普查的異構空間數據，形成統一的城市信息視圖。 第二部分：空間數據基礎設施與高精度建模 高質量的規劃依賴於高質量的空間數據。本部分聚焦於構建和管理支撐復雜分析所需的精確空間數據基礎。 第三章：空間數據采集、標準與質量控製 現代遙感技術應用： 詳細介紹高分辨率衛星影像、無人機（UAV）攝影測量在獲取地錶特徵、監測基礎設施健康方麵的最新進展。 激光雷達（LiDAR）與三維城市模型（3D City Models）： 深入探討如何利用點雲數據構建高精度數字錶麵模型（DSM）和數字地形模型（DTM），及其在城市峽榖效應、視綫分析中的應用。 數據標準與互操作性： 討論OGC（開放地理空間信息聯盟）標準，如WMS, WFS, GML，以及在確保跨部門數據共享中遵循的規範。 第四章：地理數據庫管理與時空數據處理 空間數據庫的架構選擇： 比較傳統關係型數據庫（如PostGIS擴展）與新型NoSQL空間數據庫在處理大規模、高更新頻率數據時的優劣。 拓撲規則與數據完整性： 強調維護地理要素間正確空間關係（如不重疊、不遺漏）的重要性，以及自動化拓撲檢查流程。 時間維度納入分析： 教授如何設計和管理具有時間戳的屬性數據，以支持趨勢分析、事件追蹤和曆史情景迴溯。 第三部分：核心應用：規劃分析與空間模擬 本部分是本書的實踐核心，展示瞭如何應用先進的GIS技術解決城市規劃中的關鍵難題。 第五章：土地利用與覆蓋變化（LULC）的建模與預測 基於元胞自動機（CA）的LULC模擬： 詳細介紹CA模型的工作原理、轉移規則的設定（基於坡度、鄰近度、基礎設施可達性），以及參數校準方法。 土地適宜性分析（Suitability Analysis）： 應用加權疊加（Weighted Overlay）和多標準決策分析（MCDA）框架，為新項目（如工業園區、保障房）確定最優區位。 密度分析與城市蔓延評估： 利用核密度估計（KDE）和空間形態指標（如斑塊密度、連接度）量化城市發展的空間形態特徵。 第六章：交通規劃與連通性分析 網絡數據集的構建與優化： 專注於構建考慮單行道、路口轉嚮限製、速度限製的精確街道網絡模型。 服務區分析（Accessibility Analysis）： 運用基於時間的等時綫（Isochrones）分析，評估居民到達關鍵設施（醫院、學校、就業中心）的實際時間成本。 齣行需求模型與路網仿真接口： 探討GIS如何與專業的交通模擬軟件（如VISSIM或TransCAD）進行數據交換，以評估新的基礎設施乾預措施的影響。 第七章：環境可持續性與風險管理 水文與洪澇風險評估： 利用DEM數據進行流域劃分、匯流路徑分析，並結閤降雨強度數據進行初步的淹沒風險分區。 城市熱島效應（UHI）的空間解構： 結閤遙感反演的錶麵溫度數據與城市形態指標（如建築高度、綠地覆蓋率），量化UHI的空間分布特徵。 基礎設施選址與服務優化： 應用設施選址理論（如P-Median, Maximal Covering Location Problem）優化應急服務點（消防站、救護中心）的布局，最小化響應時間。 第四部分：麵嚮未來的智慧城市集成與可視化 本部分展望瞭GIS在下一代城市管理中的角色，強調瞭實時數據流和沉浸式用戶體驗的重要性。 第八章：三維可視化與信息交互 BIM/GIS集成： 探討如何將建築信息模型（BIM）的精細幾何信息導入GIS平颱，實現從宏觀規劃到單體建築層麵的無縫銜接。 實時儀錶闆與決策支持： 設計和構建基於Web GIS的動態儀錶闆，用於實時監測空氣質量、交通流量、能源消耗等關鍵績效指標（KPIs）。 增強現實（AR）在現場勘查中的應用： 介紹如何利用移動GIS技術，將地下管綫數據、規劃草案疊加到實際視野中，輔助現場決策。 第九章：數據治理、倫理考量與未來展望 隱私保護與空間數據安全： 討論在利用移動和傳感器數據時，如何進行數據脫敏、聚閤處理，以符閤個人隱私法規（如GDPR的應用原則）。 算法公平性與規劃偏見： 分析GIS模型中隱含的假設和數據偏差如何可能固化或放大社會不平等，以及如何通過模型設計來追求更公平的規劃結果。 邁嚮數字孿生（Digital Twin）： 總結當前技術如何匯聚，形成城市動態數字孿生體的藍圖，以及這對未來城市運營管理所代錶的深遠意義。 --- 本書特色 實踐導嚮： 每一技術章節後均附有詳細的“案例分析與工作流程”，指導讀者如何將理論轉化為實際的GIS項目。 跨學科視角： 內容橫跨地理學、城市工程學、計算機科學與公共政策，確保讀者能從多角度理解空間信息的作用。 前沿追蹤： 緊密跟蹤近年來新興的技術趨勢，如雲計算GIS服務、邊緣計算在城市數據采集中的部署。 《現代城市規劃與地理信息係統》不僅是一本工具書，更是一份麵嚮未來城市的戰略藍圖。通過掌握本書所闡述的理念和技術，讀者將能夠構建更高效、更具韌性、更公平宜居的城市環境。
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