GIS在城市总体规划层面的应用初探

摘要：GIS在城市规划中的应用日益广泛。其优势也在应用的过程中逐渐得以体现。本文结合新塘总体规划，总结了GIS在总体规划各阶段的应用，并和传统的规划手法进行了比对，分析了GIS在总体规划层面应用的优势。

关键词：GIS；总体规划；应用；新塘

中图分类号：TU984　文献标识码：A　文章编号：1006-4311(2012)02-0284-02

0　引言

随着我国经济的不断发展，人民生活水平不断提高，城市化进程加快，城市规划的重要性日益得到重视：然而随着城市的发展，城市问题的复杂性与日剧增，城市规划的现状并不让人满意，特别城市规划的科学性更是遭到各界和其他各学科的质疑。虽然近年城市规划已在传统规划方法的基础上应用了计算机辅助制图，将规划人员从大量的重复制图作业中解放出来，从而可以进行更深入的分析、论证规划工作；但由于广泛应用的AutoCAD无法满足属性数据存储和空间分析的要求.从而成为信息孤岛，从而使得AutoCAD的图形处理基础上还得使用其他软件辅助记录信息，但彼此的关联性较差，必须依靠人为的链接；随着城市复杂的剧增，需要分析的数据，与数据之间的关系也大大增加，人为处理数据的工作量与方法都面临一个瓶颈。GIS的开发正是使得以上问题得以部分解决：GIS是以采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术；GIS有两个显著特征：①它不仅可以像传统的数据库管理系统那样管理数字和文字(属性)信息，而且可以管理图形信息；②它可以利用各种空间分析的方法，对多种不同的信息进行综合分析，寻求空间实体间的相互关系，分析和处理在一定区域内分布的现象和过程。GIS的以上特点正好是解决目前城市规划瓶颈的有力手段，因此，GIS逐渐得到城市规划人士的重视，并且日益应用于城市规划当中。本文以新塘镇总体规划为例，来探讨GIS在总体规划层面的应用。

1　在总体规划各个时期的应用

城市总体规划，综合研究和确定城市性质、规模和空间发展状态，统筹安排城市各项建设用地，合理配置城市各项基础设施，处理好发展与近期建设的关系，指导城市合理发展。此间涉及的基础资料繁多，规划后地块中包含的信息量巨大i在规划的过程中如何快速的查找与地块相关资料，在规划编制过程中如何对大量数据进行分析，并且在规划完成后如何快速、完整表达规划成果中的信息，成了GIS在城市规划应用中应重点解决的问题。

本文根据GIS特征，结合总体规划的各个阶段，梳理出GIS在总体规划层面的应用。

1.1规划编制前期应用总体规划需收集资料繁多，主要的包括：矢量地形图、卫星影像图、以往各版总体规划、已批复各层次规划、已批复各类用地红线、各类专项规划等。

1.1.1传统数据的录入与应用以上资料传统的收录方法是，图形资料一般用AutoCAD以dwg格式或者jpg格式的位图收录，数据与文字(属性)则用excel来收录。

AutoCAD用点、线、面来记录所绘制的图形，其数据附加的功能较差，目前一般的应用为在图面中，图形范围内直接用多行文字标注信息，但由于图面空间的有限性和为了信息的可读性，一般无法将较多的信息一一在图面中加以表达。因此，数据与文字(属性)只有在CAD外用另外的软件保存，如excel。只在图纸中标识可以对着表格查找到相关信息的简短信息，如地块编码。查询时只能根据编号在两个数据库之间项目链接来得到相应的信息。这种查询方法除了耗时、存在不准确和不直观的弊端外，还存在一个很大的缺陷，较难对各个数据进行叠加、再分类等操作，例如，目前拥有1998年－2008年规划局批复的用地红线CAD与相应的数据及文字(属性)excel，如果想的到一份关于2000年以后，批复的容积率超过2.5的居住用地红线分布图。若安原有的资料收集方法，应在excel中筛选2000年以后，第二筛选居住地块，再筛选容积率高于2.5的地块；到这一步为止，还都处于一种图形与数据分离的状况。要知道以上地块的分布情况，需再根据刚查到的那个表格的地块编号一块块在图纸中标识出来，然后才能进行分析。并且AutoCAD注重于制图，图形处理能力很强，但属性数据的管理功能很少，没有拓扑关系或仅仅具有简单的拓扑关系，在分析各个图形元素时就显得不足，特别在像新塘镇这种由于辖区范围内存在多个高行政级别的地区.用地关系十分复杂，要判断各类用地之间的关系就得靠规划人员的人为操作，工作量十分巨大，并且存在比较大的误差。

1.1.2 GIS平台数据录入与应用优势GIS在前期数据录入可以使用目前已有的图形、数据和文字信息。只要稍加编辑便可以将信息链接起来。再以新塘镇1998年-2008年规划局批复的用地红线为例；CAD中已经有地块的编码，而excel表中同样存在地块编码一栏，只要利用CAD中用地红线图形信息中闲置的一栏，如“厚度”，填入地块编号，然后在GIS中导入图形信息时保留该项，再把excel数据的地块编码一栏设置为与该项匹配，便可以实现图形与数据的链接。由于AutoCAD以图层组织数据，地物按类型记录于不同图层，而GIS则以专题形式组织，以几何特征划分为专题，所以AutoCAD导入GIS时因根据规划需要做相应的处理，根据需要分层不同的专题，如用地红线可以根据年代分成，历史批地红线、2000年－2004年批地红线、2004年――今批地红线，三个专题，在规划人员再查询地块信息的时候可以通过组的直接开闭来控制，并且可以直接点击图形然后查询feature class可以调出地块的年代、性质、用地权属、容积率等内容。并且要查询地块分布情况时也变得相对简单，只要在Attribute table中使用条件组合查询，输入想要查询的属性内容，计算机便会的出符合的要素，并在图中直接用高亮显示，大大减少了工作量，并且可视程度高。

GIS强大的拓扑关系还使得在分析各类复杂要素的空间关系时显得轻而易举，以新塘总规为例，由于各行政级别的错位，在新塘镇域内虽然只有新塘镇政府一个具有行政批地权的机构，但由于项目的市场效应，有些开发园区在市场的急迫下在未能及时报新塘镇政府有关用地手续并已将用地给予进驻企业使用，而该地块在新塘以往的规划编制中已规划为其他用地类型，并且存在形状上的差异性，此时便会出现用地红线的矛盾问题，而找出这些矛盾点所在，并做好协调，正是总体规划的工作所在，此时GIS强大的拓扑关系便可以发挥很大的功效，只要在指定的图形要素上使用，便可以快速的得出用地之间存在的矛盾。

虽然数据输入相比直接应用AutoCAD多了一个数据编辑与图层转化的过程，如果元素特别多的情况下工作量也比较大，但随着城市规划的发展，对数据的利用和分析，前面的工作也谓是一劳永逸，将可以大大的提高后续分析工作的效率，并且在后期保存和查询中将有很大的方便性。

1.2规划编制中应用科学技术的发展，使得对准确性和科学性的要求逐日提高。而城市规划的由于其社会属性和其行政性使得公众对其科学性存在极大的疑问。目前，规划人员借助GIS等工具提高规划编制过程中准确性的同时，也在努力增强其科学性的说服力，将原来一些并不规范的分析方法参数化，或者原来已经参数化的分析方法已更加直观和易于理解的形式表达。在这个环节，GIS同样起着巨大的作用。

1.2.1传统规划编制办法传统的分析方法并不比且前正在进行的分析内容少，但由于技术上的原因，例如地形图的测绘精度，三维影像的缺失等，使得很多分析都建立在实践的经验之上。例如地块的坡度评价，以往都是通过有经验的规划师通过将地形图上同等高度的高程点连接成等高线后通过对等高线的疏密判读来地块的倾斜程度，从而判断地块是的适用性。又如规划范围内的道路通达性，一般由各级道路的密度，并根据经验所得出来的规范数据，来判断规划范围内道路的是否能满足需求。这都存在一定的片面性，无法完全和每个项目的独特情况相匹配。并且在碰到像新塘镇用地为245.88平方公里的项目时，当凭经验难免存在一定的局限性。而且在这个过程中的一些经验数据不能轻易被外界所接受和理解。

1.2.2 GIS辅助规划编制应用优势GIS通过对数据的录入与整合之后。可以比较快速的根据规划人员需要给出分析图与数据。目前利用GIS进行的分析多是基于规划范围内的数字高程模型数据(DEM)对规划地块进行坡度分析、坡向分析、等高线分析、流域分析等，以作为用地适宜性评价的参考依据。

以新塘为例，在地形图的基础上，做了高程分析、坡度分析、坡向分析：

在前期资料数据录入与绘制的情况下，做了河流影响范围的分析、道路通达性的分析、企业污染的分析。

而后在前面自然水纹分析和现状影响要素的基础上，根据一些经验数据给出各自的影响权重，得出了工业用地的适用性评价和居住用地的适用性评价。

从以上的分析可以看出在GIS应用到规划中后，在明确的分析方法确认以后，在经验数据的指导下，使得规划中的分析趋近科学化。GIS在此间处理了大量人手无法短时间和准确分析的工作。并且将分析过程和成果可视化，便于规划人士讨论和各界人士理解。并且，分析过程调整并不困难，高程、坡度、坡向的分析取决与数据录入的完整性和精细程度：道路通达、河流影响等主要是设定好缓冲带的数据：而各类用地的适用性分析则是各个分析子系统的权重的设定。在讨论的过程中，这些数据都可以比较方便的更改，在更改完数据后便交由计算机处理即可。

1.3规划编制后期应用总体规划的编制还面临一个问题，就是编制的时间的不确定性。随着城市的发展，城市的更新速度越来越快，城市问题也越来越复杂，城市规模越大，其复杂程度也越大，城市的总体规划批复难度也越大，所以有时一个总体规划的编制时间会拉得比较长，如广州市的总体规划。在这种情况下设计单位人员的流动，设计过程中多次的修改都会对规划的延续性造成一定的影响。

1.3.1传统规划成果保存与应用传统的规划成果都是以AumCAD保存图形资料，word或者excel文件保存数据和文字资料。不论目前规划人员的态度是静态规划还是动态规划，传统的规划成果仍然是静态的，指向最终成果的。其中间过程中，修改的内容和分析的过程很难得以保存。并且，各个阶段的成果即使保存下来，其再次进行比对的工作量也较大。

1.3.2 GIS在规划编制后期的应用优势GIS管理图形的功能和能在图形基础上保存较多信息的特征，使得保留更改内容和分析过程成为可能。在总体大方案确定后，局部的调整和小地块的更改都在其更改的图形要素的feature class中增加修改日期和备注栏即可。这样不会使得规划的成果成为一个一版一图的浪费，也方便了日后对规划过程的再推敲和管理提供了依据，更重要的是大量的节省了后续规划人员的投入。

2　结论

GIS在总体规划层面作用巨大，是规划发展的一个新趋势。但需明确的是，GIS对于城市规划来说也只是一个工具，其卓悦的分析和海量处理数据的功能都建立在规划本身方法与分析框架的科学性之上。所以，要使城市规划能在未来符合城市的发展需求，做到更准确更科学，不单应该推广GIS的广泛应用，更应该推进城市规划理论和研究方法的发展。

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