谈GIS在城市规划中的应用及发展趋势

摘要：近年以来，我国许多的城市都已经建立了其自身的，基于GIS技术之下城市的规划信息系统。而GIS技术因为其在空间数据存储、转换以及分析等方面突出的实用功能。使其在自然资源的管理、城市的规划、经济的分析甚至是军事的组织等许多的领域得到十分广泛的应用。尽管在技术上GIS还不是非常的完善，但是GIS技术在城市规划、管理方面的辅助作用已经不容置疑，而且在城市的规划当中GIS技术的应用已取得了丰硕的成果。

关键词：GIS城市规划应用发展

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着信息技术的日益发展和深入应用，信息化工程在整个社会中的地位日益突显，特别是作为国民经济和社会发展关键环节的城市信息化工程更是成为一项战略工作。在整个城市的信息化工程中，城市规划与管理的信息化建设又是重中之重，对城市规划与管理起着举足轻重的作用。

1 地理信息系统介绍

GIS（Geographic Information System）,中文译名“地理信息系统”，是国际上20世纪60年代以来发展起来的一门新兴技术。它是利用现代计算机图形和数据库技术来处理地理空间及其相关数据的计算机系统，是融地理学、测量学、几何学、计算机科学和应用对象为一体的综合性高新技术。其最大的特点就在于: 它能把地球表面空间事物的地理位置及其特征有机地结合在一起，并通过计算机屏幕形象、直观地显示出来。这一特点使得GIS具有更加广泛的用途。同时，它具有及时、迅速、准确、完整地查询各种资料信息，实现图形与属性数据的空间查询、分析计算及编制专题地图等功能，并具有良好的兼容性和资源共享等优点。完整的GIS主要由五个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员、过程，其核心部分是计算机软硬系统，空间数据库反映了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。

2 GIS技术在城市规划中的应用

2.1大、中城市应建分区规划信息系统

目前，各大、中城市已经编制或批准了改革开放后的第二轮总体规划，编制分区规划、建立分区规划信息系统势在必行.首先从规划的层次上看，总体规划是起战略性、结构性的指导作用，总体规划图带有示意性、夸张性的成分，输入计算机后，很难用它来控制具体建设项目的定位；控制性详细规划虽然很具体，但还存在引导作用不明显、覆盖范围不全等问题；因此，需要有分区规划才能和总体规划衔接.分区规划在平衡土地使用强度和基础设施之间的比例，协调非赢利性公共设施的分布配套方面作用明显，而这些又是当前快速发展的城市里比较普遍而又突出的问题.其次，建立分区规划信息系统可充分发挥现有的通用GIS软件的功能，技术障碍小，对于日常建设管理，分区规划比总体规划更具有法律上的可操作性。

分区规划信息系统主要包括以下内容：

(1)规划分区现状概况。

(2)规划条件：①规划依据；②规划分区发展条件分析。

(3)规划目标和原则；

(4)分区规划结构和空间布局：①空间形态规划的总构思；②绿化系统规划；③分区内各功能区的布局以及用地和人口规模；

(5)土地使用规划；

(6)公共服务设施规划；

(7)交通规划；

(8)市政公用设施规划；

(9)对实施规划的建设和分期建设计划。

2.2重要地段可建城市设计信息系统

在城市建设投资渠道多样化的形势下，传统的修建性详细规划往往难以发挥作用，需要另外的设计手段和管理手段来协调、制约各种行动.以上海浦东陆家嘴金融贸易区的中心区为例，该小区为上海一个建筑密集、交通复杂、正在快速形成的商务中心区，在控制性详细规划的基础上，陆家嘴开发区管理局编制了城市设计。依据控制性详细规划和城市设计，再制定出规划设计条件，作为旧区改造、土地批租的法定文件，对开发商进行约束、协调.凡建筑体形体量、室外场地、地下空间、地面以上空间容易与周围环境、规划的城市功能产生矛盾的，规划设计条件可起到较明显的制约作用.规划设计条件图上有专门的线条、尺寸注记、文字注记来表达各种制约意图，还附有简要的文本.对单体建筑师来说，在制约范围内仍有较大的自主设计的余地.现陆家嘴开发区尝试把GIS和城市设计、规划设计条件结合在一起，用计算机化的图形、属性、文本来辅助管理，除明显提高工作效率、减少差错外，也为建设单位及其委托的设计院提供更优良的服务，改善投资环境.虽然用计算机辅助设计(CAD)技术也可达到相似的效果，但是以GIS为依托，可以使城市设计和土地开发利用相结合，这是一般的CAD系统难以达到的效果。

2.3建立城市规划数据库

城市的规划就是以地理的空间数据作为其所设计和管理的基础，所以，要进行城市规划的信息系统建设就首先要建立起城市规划的数据库，从而动态地存储与管理城市的空间信息以及及各种各样的规划专题信息，最终为城市的规划提供综合性的信息服务，并且在此基础之上，建立起城市规划的空间分析模型，并提供决策上的支持，以实现城市规划管理的科学化和智能化。依据城市规划工作的业务性质与相关数据的结构特点，城市规划数据库主要包含3种类型的数据：基础地理信息，规划专业信息，规划文档信息。

(1) 基础地理信息:基础地理信息是进行城市规划的基础载体，它主要包括城市系列比例尺基本地形图和城市地下间信息等内容。在城市系列比例尺基本地形图中，大比例尺地形图主要指1:500和1:1000的城市全要素地形图，内容多、数据量大，是城市规划信息系统的核心数据，是规划师进行控制性详细规划的主要依据；中小比例尺地形图主要指1:5000和1:10000的城市全要素地形图，是城市进行宏观管理与总体规划、分区规划的重要依据，用于城市规划建设的多种应用需

要；地下管线作为城市建设的基础设施，在城市规划中占有重要地位，城市地下空间信息主要是1:500和1:1000的城市地下管线综合图，它为城市地下空间的统一规划设计与管理提供了科学依据。

(2) 规划专业信息: 城市规划专业信息的主要内容包括：总体规划、分区规划、控制性规划、专题规划。用地规划、道路规划等，以图形数据力主，基本涵盖了城市规划工作的全部内容(3)规划文档信息: 规划文档信息主要包括：规划管理、用地、建设工程、报建、法规、规划设计等，以文档信息为主，是规划业务办公

流程中的重要数据，一般以数据库方式进行管理是规划部门长期积累的成果资料。

2.4 GIS 在城市规划应用中应该注意的问题

在城市规划中要用好GIS, 需要不同的专业人员建立起共同的语言。让规划师熟悉GIS 技术是必要的。规划师本人应当对规划有深入的理解,洞察到哪些任务适合用计算机来完成,哪些不适合, 就会使GIS 的应用更加有效。当然,城市规划确有一定的特殊性, 使GIS的作用不容易发挥。因为GIS最重要的功能是数据管理、空间查询、空间分析,因此只有在需要信息管理、空间分析的地方它才起作用。

阻碍GIS技术在国内规划行业中应用的主要原因有:

(1) 基础数据的收集、供应、更新、共享往往受到体制、机制、管理的制约。

(2)在人才的培养方面,一般规划专业人员中了解GIS 的还很少,应用开发和研究的人才也不足。

(3)技术方法上,由于通用GIS专业软件并不专门针对规划市场,需要根据实际应用进行二次开发,但国内由于应用历史短,技术方法积累不足,又不能照搬国外经验,因而影响到了GIS在实际工作中的应用。

(4)城市规划的本身局限性也限制了GIS的进一步应用。目前城市规划工作中, 对背景分析、趋势预测、论证、影响评价的要求还不严、不高, 规划专业队伍也不健全,这也对GIS的应用带来很大影响。

3 GIS在城市规划中的发展趋势

(1)3S的结合及发展

GIS(Geographic Information System)、RS(RemoteSensing)、GPS(Global Position System)三种技术不断结合，用来提供直接的数据服务，快速追踪、观测、分析和模拟被观测对象的动态变化，并高精度地定量描述这种变化，实现大范围、可视化、短周期的动态监测效果。同时，从城市规划的可持续发展方面，不断融人了DPS(数字摄影测量)、ES(专家系统)和多媒体技术，有助于实现城市社会经济与资源环境的协调发展。

(2)GIS与CAD的结合

在2O世纪90年代，CAD引领了从手绘图纸到计算机绘图的变革。通过CAD绘制的规划成果图作为GIS在城市规划中的数据源，然后利用GIS的空间分析及二次开发功能，建立GIS空间及属性数据库。不但从技术方法上，而且在工作思路上，都将会对控规编制乃至整个城乡规划带来重大的影响。

(3)WebGIS的发展

WebGIS是实现GIS互操作的一条最优化途径，利用Internet技术使GIS更方便灵活地为用户服务。它实现了数据的分布式存储，具有动态性、互操作性及跨平台等优良特性，既保证了城市规划数据的现势性，同时极大丰富了城市规划内容的表现方式。

(4)三维GIS的发展

虚拟现实技术的发展与应用，使城市规划进程的三维动态建模更加方便，设计成果更加形象和立体。三维GIS能够将拟建的建(构)筑物及其他设施的位置、高度、外观、空间形态等要素建立三维仿真模型，通过三维仿真辅助规划管理系统在已经建立的现状地物三维场景中进行展示和分析，为城市规划管理提供科学依据和决策支持。通过三维仿真技术建立城市的真实虚拟环境，能够真实再现要审批的规划建筑和现状建筑的空间关系以及协调一致性，用动态交互的方式对每个建筑设计方案进行身临其境的全方位审视和对比，还可以有效综合建设项目不同阶段资料以及周边各种社会、经济信息进行空间分析，有助于评审专家和决策者更科学的选定合适的规划设计方案，合理布局，大大提高城市规划的科学性和前瞻性。

以计算机为基础的GIS技术的发展，为城市规划行业提供了广阔的应用前景。城市规划行业GIS应用系统的建立，可为城市规划和城市建设提供多专业、多层次和多目标的综合服务，并为领导部门提供辅助决策功能；可提高工作效率，实现管理的科学化和自动化，使城市规划行业的规划管理水平满足现代化城市的需要。