风景名胜区的植被分类专题图

风景名胜区的植被分类专题图_风景名胜区规划

10　3S技术与风景名胜区规划

■本章提示

1.了解RS、GPS、GIS技术的概念及特征；

2.掌握RS、GPS、GIS技术在风景名胜区规划中的基本应用。

3S技术是遥感技术（Remote Sensing，RS）、地理信息系统（Geographical Information System，GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，GPS）的统称。它们在3S体系中各自充当着不同的角色，RS是信息采集（提取）的主力；GPS是对遥感图像（像片）及从中提取的信息进行定位，赋予坐标，使其能和“电子地图”进行套合；GIS是信息的“大管家”。

长期以来，人们以地图为工具对风景名胜区内的风景资源等全面情况进行调查、评价和综合分析，在此基础上作出规划。规划的成果包括文字、表格、图件等，全部用手工编制，修改、保存极不方便。“3S”是一个动态的、可视的、不断更新的、通过计算机网络能够传输的、三维立体的、不同地域和层次都可以使用的系统。对空间数据具有有效输入、存储、更新、加工、查询检索、运算、分析、输出等功能，表达形象、直观，空间定位实时、精度高，是风景园林规划的一种强有力的工具，在景观规划分析过程中尤为重要。

10.1　RS技术

遥感（Remote Sensing），从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过仪器（传感器）探测和接收来自目标物体的信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。

通常遥感是指空对地的遥感，即从远离地面的不同工作平台上（如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。

当前遥感形成了一个从地面到空中，乃至空间，从信息数据收集、处理到判读分析和应用，对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系，成为获取地球资源与环境信息的重要手段。

RS技术的特点：

（1）感测范围大，具有综合、宏观的特点；

（2）信息量大，具有手段多、技术先进的特点；

（3）获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点；

遥感已广泛应用于农业、林业、地质矿产、水文、气象、地理、测绘、海洋研究、军事侦察及环境监测等领域，深入到很多学科中，应用领域在不断扩展。遥感成果获取的快捷以及所显示出的效益是传统方法不可比拟的。遥感正以其强大的生命力展现出广阔的发展前景。

图10.1　高分辨率商业卫星IKONOS影像（南京钟山风景名胜区）

利用卫星遥感技术进行城市绿地资源调查已越来越多，特别是对整个城市的绿地覆盖面积的调查非常有用。如广州等城市利用LandSAT TM数据和SPOT卫星数据进行城市绿地资源的调查。随着高分辨率影像的广泛应用，如IKONOS（全色1m），QUICKBIRD（0.61m）等的使用（图10.1），必将促进卫星遥感技术在城市绿地资源调查中的应用。

10.2　GPS技术

GPS是美国从1970年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统（图10.2）。GPS是由空间星座、地面控制和用户设备等三部分构成的。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通（船舶、飞机、汽车等）导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活（人员跟踪、休闲娱乐）等不同领域（图10.3）。

图10.2　GPS卫星分布示意

图10.3　GPS手持式接收器

在风景名胜区规划的研究中，利用GPS可以准确地确定旅游景观任意点（景象、单元）的空间坐标（经纬度和高程）。

10.3　GIS技术

地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个部分组成。

地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库（Geospatial Database）为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

GIS具有以下三个方面的特征：

第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性；

第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务；

第三，计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。

与普通的信息系统类似，一个完整的GIS主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

GIS系统包含了处理地理信息的各种功能（图10.4），在风景园林规划等领域得到了广泛应用。例如，美国威斯康星州大学的Janet Silbernagel用GIS方法进行了密西根半岛东端景观变迁分析；Ferdinando Villa等借助GIS决策支持系统进行公园绿地的规划；Richard G.Lathrop等应用GIS进行景观放感度比估；David V.Pullar等借助Arcview GIS和可视化软件创建三维效果协助进行建筑环境评估。

图10.4　GIS系统功能界面

目前国内的风景园林规划主要借助于计算机辅助制图（CAD）技术。这种软件具有制图精确，成图效果好等特点，但不具备空间查询与分析等功能，因此规划成果难以用于辅助分析。由于CAD软件存在的不足，许多国内学者在一些风景园林规划项目中引入GIS技术对敏感地段的景观安全格局进行了分析，并取得不错的效果。

要想充分发挥GIS的作用，就需要建立城市基础地理数据库、规划成果数据库、规划项目数据库等，即解决数据源的问题。现在，我国大多数城市都没有完善的城市信息空间数据库，这也是阻碍GIS在风景园林规划中大规模应用的一个因素。

案例10.1　江苏省茅山风景名胜区四个景区规划——专项GIS辅助分析与评估

1　植被资源评估（图10.5）

茅山地区植被资源类型有山林、园地、耕地和水生植被。山林植被资源尤为丰富，森林覆盖率达90％，主要植被类型有麻栎、榆树、松树、枫树、栾树、胡枝子、卫矛、鼠李、胡颓子及竹类等长绿阔叶林与落叶阔叶林，园地主要为果园（板栗）和茶园，湿地水生植物的培育对水质净化及水源涵养有重要作用，但是现状湿地植被较少，很难有效发挥其生态功能。

2　水资源敏感度评估（图10.6）

茅山地区的水体多为饮用水源地或备用水源地，且多为自然汇水，因此水库上游汇水区域的环境条件对水库水质有重要影响，属于水源敏感地区，应控制污染类项目的布局，或者施行较高的污染处理标准，确保汇入水库的水体水质达标；现状作为水源的水库水体敏感度高，开发实行更严格的控制标准；水库下游地区对水体水质影响较小，属于水资源敏感度较低的区域，可适当布置一些开发强度较大的项目，但是应采取措施，控制地下水的污染。

3　生态价值评估（图10.7）

从生态价值的角度进行分析，茅山风景区可界定四个等级的生态价值区，即：一级生态价值区、二级生态价值区、三级生态价值区、山体破坏区。

图10.5　江苏省茅山风景名胜区四个景区现状植被分析评价图

图10.6　江苏省茅山风景名胜区四个景区水资源敏感度分析图

图10.7　江苏省茅山风景名胜区四个景区生态价值分级评价图

图10.8　江苏省茅山风景名胜区四个景区文化安全格局分析图

图10.9　江苏省茅山风景名胜区四个景区视域分析图

图10.10　江苏省茅山风景名胜区四个景区游赏价值分级评价图

一级生态价值区，包括山林地区，主要位于两市交界处，以乔木和灌木等植被类型为主，人为破坏较少，环境生态植被条件好，具有生态保留地的功能。

二级生态价值区，包括低山丘陵地区，主要位于茅山风景区的核心区外围，具有一定的植被基础。

三级生态价值区，包括山凹和坡地，以园地景观为主，主要分布在金牛洞景区入口地区和二茅东景区。

山体破坏区，现状主要为采石场遗留下来的矿坑，属滞留用地，主要位于金牛洞景区和郁岗峰景区。

4　文化安全格局评估（图10.8）

顶宫（九霄万福宫）为茅山三宫之一，乾元观是茅山五观之一，元阳观是在原址上恢复建设的最大的宫观建筑群，三者均具有较高的文化考察和观赏价值，且周边地区历史景观丰富，属高安全水平等级；其他现存或已湮没（有据可考）的历史文化景观比较密集的地区为中安全水平等级，主要位于金牛洞景区，元阳观南侧、海底沟、红山门周边地区、海底水库上游地区；高安全水平和中安全水平周边地区属文化安全格局中的低安全水平等级。

5　视觉安全格局评估（图10.9）

视觉安全格局是维护景观视觉感知过程的关键性景观元素和空间联系，本规划选择入口、顶宫、海底沟、登龙道、万花谷、养生园、彩叶园和乾元观为视点，划定可视区域和不可视区域，可视频率越高，敏感度越高。

6　游赏价值评估（图10.10）

基于对茅山风景区的植被条件、生态价值、文化价值、视觉景观、水体景观的综合分析与评价，将顶宫、元阳观和乾元观周边地区、海底沟和海底水库北部界定为一级景观价值区；景区入口地区、山林防火景观道沿线以及海底水库上游地区界定为二级景观价值区；风景区范围内的其他地区及外围山林地区界定为三级景观价值区；外围地区基本为四级景观价值区。

10.4　3S应用实例

10.4.1　风景名胜区空间样点定位与信息采集

假彩色影像风景名胜区的空间信息主要由植被、水体、地形地貌、建筑群、交通、村落、土地利用等资源组成。通常，这些空间信息的获取都是借助于地形图进行实地采集的。现有的地形图一般都存在内容陈旧、更新速度慢的缺点，特别对常用的等高线地形图而言，立体效果差，对风景名胜区资源的空间定位精度较低。为了改善这些不足，我们在空间定位与信息采集的过程中使用了具体实时更新效果的中等分辨率TM遥感影像，以其为信息定位工具，并借助于GPS的实地信息采集，进行风景名胜区空间信息的精确定位与采集。

1）RS在空间信息采集中的应用

对钟山风景名胜区进行实地调查，充分了解景区资源配置结构，即钟山风景名胜区植被资源占据主导地位。在对遥感影像进行几何校正、辐射校正等预处理的基础上，对TM遥感影像进行了有针对性的假彩色合成处理，通过比对最优指数（OIF）值，最终选择4、3、2三个波段的假彩色合成方案（图10.11）。此假彩色影像突出显示了植被资源的信息特征，使其他各类风景资源的色彩差异都一目了然，为影像的信息采集提供了良好的基础。因此，该影像可作为钟山风景名胜区空间信息采集的底图。

图10.11　南京钟山风景名胜区TM（4、3、2）假彩色影像

2）GPS在空间信息定位中的应用

以上述生成的遥感影像作为底图，结合钟山风景名胜区现有的等高线地形图（图10.12），通过数字化生成钟山风景名胜区矢量图层，通过设置30m×30m网格线，结合实地网点调查，共确 定信息采集样点38个（图10.13）。为了避免由于影像地图几何误差带来的定位偏差，我们采用了实地单点GPS定位测量方法。虽然单点测量的精度不高（100m），但由于风景区的范围较大，该测量精度尚能满足工作要求。

图10.12　南京钟山风景名胜区等高线地形图底图

图10.13　南京钟山风景名胜区GPS定位实测点

此外，对于风景资源、核心景区边界划定等都可用GPS进行准确定位并落图。

10.4.2　风景名胜区总体规划的计算机制图

根据《风景名胜区规划规范（GB 50298—1999）》对风景区总体规划图件的要求，规划图必须以地形图作为底图。通常要求的总体规划图件包括：综合现状图、景源评价与现状、规划设计总图、地理位置和区域分析、风景游赏规划、旅游设施配套规划、居民社会调整规划、风景保护培育规划、道路交通规划、基础工程规划、土地利用规划和近期发展规划，共计12张。

地理信息的空间数据结构有矢量结构与栅格结构两种。对计算机专题制图而言，矢量数据结构是常用的制图格式。主要原因是矢量结构通过记录坐标的方式来表示点、线、面等地理实体，具有定位明显、属性隐含的特点，数据量比较小，易于数据存储与图形的输出。因此，在编制规划图时，首先要对地形底图进行矢量化，为了保证矢量化过程的精度，目前采用的地形图矢量化过程仍然是手工数字化。在城市规划设计中，由于地形平缓，等高线数量少，其手工数字化工作量相对小，所以已经实现了城市规划的计算机制图。但是，对于风景区，特别是山岳型风景区，地形底图的手工矢量化工作量太大，制约着风景区规划图件的计算机编制。在风景名胜区规划实践中，采用栅格制图方法实现规划图的计算机编制。该方法是在地形图扫描输入后，不作矢量化处理，只按栅格图像处理方式产生地形底图。栅格制图格式远比矢量格式信息量大，需要大容量的计算机及相应的图像处理软件。如今的微机容量和计算速度均能满足要求，亦足以支持栅格制图方法的实施。

1）地形底图的生成

南京钟山风景名胜区总体规划图件的比例尺为1：5万。目前可用的资源是一幅1：10万的纸质地形图，首先要对此图进行扫描数字化。扫描输入时，根据制图精度，选择合适的扫描精度（线/寸）和灰度级，获取符合要求的扫描栅格地图。对扫描获取的图像进行后续处理，包括几何校正、图像增强、灰度调整，最终获得一张合格的黑白地形底图（图10.12）。

标准的风景名胜区规划图件要求风景名胜区边界内外的各功能区块都要以不同颜色区分。因此，采用密度分割法给上述黑白的地形底图赋色，生成不同类型斑块色彩差异分明的彩色地形底图。在计算机图像处理系统中，通常斑块赋色是不透明的，将把该块底图的全部信息覆盖掉。

2）总体规划图件的编制

上述生成的不同斑块类型的彩色底图，按风景名胜区的规划内容，包括风景名胜区边界、分区界线、道路和管线等线状符号；景点、居民点、服务设施等点状符号；文字注记等以数字化和人机交互方式输入，由GIS的制图子系统生成矢量文件。它们分别叠加在各自的彩色底图上，再加标题、图例、图框等，编制成总体规划图件。它们以栅格文件存储于计算机，或写在光盘中，并由喷墨输出设备按1∶5万比例尺打印成彩图。

10.4.3　风景名胜区的植被分类专题图

风景名胜区的植被分类，是保育规划和土地利用规划的基础。利用遥感影像分类的方法提取植被信息，是目前常用的方法。

（1）植被分类方法　遥感影像分类有监督分类与非监督分类两种方法。监督分类利用对研究区已有类别的先验知识从遥感图像上选取若干有代表性的训练区作为样本，据此估计出各类别的统计特征参数（均值向量和协方差矩阵）进而建立判别函数，然后利用判别函数实现对待分类像元进行分类的方法，即监督分类利用的是多元统计的判别分析方法。对风景名胜区植被进行监督分类的话，先要根据风景名胜区内植被分布状况，在遥感影像上选择相应的训练区，由训练区样本计算出每一已知植被类别的先验概率，再分别计算待分个体属于各已知类别的概率，属某一植被类别的概率最大，就判定归属该植被类。非监督分类指的是在对研究区不了解的情况下，只是依据每一类型地物所具有的相似性（Similarity，类似度），把反映各类型地物特征值的分布按相似分割和概率统计理论将各像元归并成不同的空间集群，然后结合地面实地调查来确定各集群的地物类型从而达到识别分类目的的分类方法，即非监督分类利用的是聚类分析方法，对景区的植被分类而言，每一类究竟代表地面何种植被，还须通过实地调查由景区植被的分布实况来确定。

不管哪一种分类，都必须对风景名胜区植被类型进行实地考察，选择合适的样点。在监督分类时，由它们决定训练区的选择；在非监督分类时，分类结果每类所对应地面植被类别也必须由它们确定。因此，分类结果的精度很大程度依赖于样点的选择是否恰当。

另外，由于地形造成的光照条件的差异，如阴坡与阳坡，使同类植物在遥感图像上出现不同的灰度或异类植物却呈现相同的灰度，导致误分类。所以，分类时必须注意地形的影响，并予以排除。

（2）植被分类结果　南京钟山风景名胜区植被分类图是由TM影像通过监督分类中的最大似然方法分类所得。分为13类：包括常绿乔灌木、农用地、未成林地、水域、疏林地、竹林、苗圃地、草坪、针叶林、针阔混交林、阔叶林、难利用地及其他土地（图10.14）。分类结果通过不同的色彩差异制成分类专题图。

在专题图最终输出前，必须再次结合风景名胜区树种调查数据，对分类结果进行细化与修正，并通过制图工具修饰，添加图例、指北针、比例尺等工具，并完善与添加色彩，形成完整的树种分类地图，打印输出（图10.15）。

图10.14　南京钟山风景名胜区植被分类专题图（ArcMap）

图10.15　南京钟山风景名胜区植被分类专题地图

10.4.4　风景名胜区景观数据采集与分析

空间海量信息的采集、存储、加工、分析和传输的技术以及现代化处理过程产生了风景名胜区景观的数字化革命，并利用景观信息揭示了景观实体（尺度、形态、色调、结构、规模、成景因素）的本质和实体内在及外在的相互关系（自然景观、人文景观、生态景观、旅游地质景观等）。从数据的本质分析，风景名胜区景观信息属于空间信息的一种，通过计算机技术、数据挖掘技术、空间信息技术使景观信息的管理、景观的保护和开发决策更具智能化，数字风景区景观将成为数字旅游的重要组成部分。

风景名胜区景观空间特征数据具有四大要素：①空间特征描述；②属性特征描述；③时间特征描述；④尺度特征描述（图10.16）。其包含了信息的客观性、适用性、可传输性及共享等一般特征，可用图片、文字、数字、符号、语言等介质来传递承载景观体、景观现象、景观品质等的内容、数量或旅游价值特征。

风景名胜区景观数据由景观背景信息、景观规模信息、景观结构特征信息、景观尺度信息、景观形态特征信息、景观成景因素信息等六类基本信息组成。对于不同的空间数据模型，景观实体将被抽象为点、线、面、表面、体、像素等多种类型。具有代表性的是矢量数据模型和栅格数据模型。从地理空间到地理信息空间既包含有景观自身的几何信息、属性信息和时间信息，还有与景观之间的拓扑关系和语义关系。视风景区景观信息空间为地理信息空间的一个子空间，由空间特征、属性特征、时间特征和尺度特征构成了具有尺度维的四维状态的空间特征数据。

图10.16　风景名胜区景观数据类型

（1）空间特征描述　景观实体的空间特征包含空间位置特征和景观的空间关系特征，空间位置特征是指某景观的位置、大小、形状、分布状况等几何特征；空间关系是指地理空中景观之间存在的拓扑关系、顺序关系、度量关系等。

（2）属性特征描述　属性特征包括定性属性特征和定量属性特征。定性属性特征由景观的名称、类型、特性等数据表述；定量属性特征由数量、等级、层次等表述。在整个风景名胜区景观空间信息系统中，各景观类型的划分是根据景观的结构特性和功能作用语义组成的多层次分类结构。多级别、多层次的属性特征描述了景观属性多级分类体系中的从属关系、聚类关系和关联程度。属性特征描述的方法多种多样，主要目的是为了表达景观子类间的上下级或包含关系、相似性和关联性等关系。

（3）时间特征描述　时间特征信息可以描述为风景名胜区景观单元随着时间而变化的特性，有的景观的空间位置和旅游效果属性会随时间出现相互独立的变化。如雪山景观季节性积雪景象，湖泊景观水体颜色在不同的季节呈现周期性变化等。

（4）尺度特征描述　风景区景观尺度特征就是景象空间信息在被抽象与演绎、概化与细化过程中的描述能力，采取由细到粗的空间分辨率序列，可以从不同层次上采集景观被观察的详细特征数据。空间尺度表达了景观的空间范围大小和规模的大小特征，通过这些特征能够从不同数据源采集到满足空间尺度的数据集。时间尺度描述的是与景观的形成、利用、保护相关联的时间周期数据，根据时间周期的长短，时间尺度又分为季节尺度数据、年尺度数据、段尺度数据、人类历史尺度数据和地质历史尺度数据，不同尺度的空间数据在信息处理过程中需要采取不同的方法和途径。

卫星遥感是风景名胜区景观获取数据的主要途径之一。景观的遥感信息采集，包括了景观的属性信息和形态信息的获取。属性信息和形态信息共同的特征有空间特性、几何特性、辐射特性、光谱特性及其动态变化的时间特性。这些特性数据的采集，能实现构建准确地描述风景区景观特征信息的空间数据模型的目的。

风景名胜区景观遥感信息的高空间分辨率影像信息提取过程可归纳为：数据输入（原始影像）—分割不同尺度的对象（对象生成）—分类信息—输出结果。以景观单元为采集对象，目视解译遥感影像可采集 一部分很有用的景观单元的解译标志信息。这种面向风景名胜区景观对象的遥感信息提取方法，可让风景名胜区景观视图从二维化的图像信息阵列中恢复出图像所反映的景观景域中景群或景观单元间的空间形状及组合方式，将像素形成不同尺度上的对象，如景观的斑廊基结构的不同尺度、不同级别和不同层次对象等。每一个对象与其他尺度的对象间还可能存在父对象或邻对象、子对象等关联关系。这些信息的提取可以满足景观的表达，追求更好的可视和利用效果。

对大尺度景观域，可利用像对建模工具来提取遥感影像中的景观立体像对等高线（DEM），从而快速建立起景观表面形态模型（DOM），快速恢复景观地理模型。提取不同类型景观的组成和结构、形状，包括斑块多样性、类型多样性和格局多样性以及背景的相关信息。

10.4.5　风景名胜区虚拟现实系统

随着数字地球、数字城市、数字流域等概念的相继提出，虚拟现实技术越来越多地受到人们的关注。虚拟现实技术应用的推广，为GIS提供了一种新的分析地学数据和探索地学问题的技术平台，推动着GIS技术同虚拟现实技术和可视化技术的融合。

随着网络媒体的发展，为风景名胜区的旅游提供了大量的旅游信息介绍，但目前旅游网站、旅行社网站中都是各大酒店、旅游线路介绍，旅游者最终关心的风景名胜区资料却不够详细，深度广度都不够，不能满足旅游者获取信息的需求。建立一套基于虚拟现实技术的三维信息系统，不仅可以通过现代科技手段让更多的人能了解景区的特色，而且可与旅游景区的实际相结合，对旅游区进行科学的模拟和演示，为评估旅游区历史文化景观提供真实的三维虚拟场景，达到运用先进科学技术手段有效地推动景区旅游和保护的目的。

虚拟现实技术（VR）是以计算机技术为基础，通过创建一个三维视觉、听觉和触觉的环境为用户提供人机对话工具，同虚拟环境中的物体交互操作，能为用户提供现场感和多感觉通道，并依据不同的应用目的，探寻一种最佳的人机交互界面形式。其可以最现时、最真实、最清楚地将风景名胜区的整体风貌展现出来，极具渲染性和说服力。对于旅游部门，能够从空中指点景区，用立体画面推销旅游资源；而且有助于旅游资源普查，以及指导旅游景点景区的规划、开发、建设。虚拟三维景区的建立可以让旅游部门的规划人员充分了解旅游景区的实际，通过对旅游区进行科学的模拟和演示，辅助最终决策。

在风景名胜区景观虚拟重建过程中，景观的三维模型的建立需要依托遥感技术。航空或航天摄影测量特别是数字摄影测量技术可以提供一系列重要数据：旅游景观的三维重建模型、数字高程模型和数字正射影像。GIS数据是构建虚拟景区的信息基础，它提供了景观二维数码影像中的地图和三维模型的信息。同时，GIS依靠面向对象的数据库管理系统，提供管理、存储和维护虚拟景区的海量数据库的手段。虚拟三维景区正是这三种技术的集成：运用虚拟现实建模语言（VRML）技术把GIS的信息在计算机上实现，把GIS的空间分析和查询功能增加到虚拟环境中，并为GIS用户提供了交互式的用户界面和网络所固有的对象管理要素，而RS则提供了相应的航空或卫星影像纹理映射，使整个虚拟视景逼真。

虚拟三维景区数据库的建立是风景名胜区虚拟现实系统建设的一项最基本和最重要的任务，虚拟三维景区数据主要可分为空间数据和属性数据两大类。其中数字高程模型（DEM）数据是实现三维地形可视化的基本数据。数字地形模型最初是为了高速公路的自动设计提出来的。此后，它被用于各种线路选线（铁路、公路、输电线）的设计以及各种工程的面积、体积、坡度计算，任意两点间的通视判断及任意断面图绘制。在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图，制作正射影像图以及地图的修测。在遥感应用中可作为分类的辅助数据。它还是地理信息系统的基础数据，可用于土地利用现状的分析、合理规划及洪水险情预报等（图10.17）。

图10.17　南京钟山风景名胜区数字地面模型（DEM）

用三维模块处理DEM数据，生成风景名胜区三维地形图像（图10.18），并且在DEM上叠加影像纹理，生成逼真的三维地形地面（图10.19）。接下来，运用VRML技术进行风景区三维地形的可视化研究。基于VRML技术支持下的三维地形生成包括数据准备、投影变换、格式转换，地形模型建立、纹理叠加等步骤。

图10.18　南京钟山风景名胜区数字地面模型垂直拉伸效果

图10.19　南京钟山风景名胜区DEM与影像叠加3D透视图

将景区的DEM及叠加的影像纹理导出并通过VRML编辑器，把背景条件和转化的三维数据输入该系统，并对它们进行处理，最终完成网络发布，在网络上实现虚拟景区。当然，也可叠加专题地图，实现景区不同专题内容的虚拟场景（图10.20）。

图10.20　南京钟山风景名胜区植被分类专题3D透视图

虚拟现实技术为风景名胜区带来了全新的展示手法，给旅游产品提供了立体的、动态的展示效果。虚拟现实系统的建立，集三维GIS和RS以及虚拟现实技术于一体，可以多方位、多视角、多媒体地介绍风景名胜区资源，将景区从二维抽象到三维形象，加强风景名胜区的视觉形象，刺激旅游动机，并且可辅助旅游规划部门更加科学合理地进行风景名胜区规划管理，实现旅游资源的可持续发展。

■课后习题

1.RS、GPS、GIS技术的概念及特征是什么？

2.RS、GPS、GIS技术在风景名胜区规划中基本应用有哪些？