GIS在城市信息化中的应用

摘要:随着信息技术的高速发展，城市规划的方法和手段也趋向高科技化。伴随着数字地球概念的提出，数字城市和城市信息化的概念也应运而生。各种信息技术投入到城市规划的应用中。特别是地理信息系统技术的迅猛发展，为城市规划提供了强有力的技术支持。本文通过对城市信息化、数字城市等的理论与实证分析，指出了现代城市规划的两大制高点，及其发展趋势。分析了地理信息系统技术在城市规划、城市信息化、城市GIS及数字城市方面的应用发展现状。

关键字：城市规划；城市信息化；城市GIS；数字城市；GIS技术

0 引言

城市规划是根据城市的社会和经济发展目标对城市建设实施全过程控制的过程，当今时代已逐步进入信息时代，信息技术的广泛应用带来了一场深刻的信息革命，对城市规划也不例外。在我们熟悉的物质城市的身边已经迅速形成一个信息化、虚拟化或者说是数字化的“新城市”。

1 城市信息化概念

城市信息化实质上是城市人地关系系统的数字化，它体现"人"的主导地位，通过城市信息化更好地把握城市系统的运动状态和规律，对城市人地关系进行调控，实现系统优化，使城市成为有利于人类生存与可持续发展的空间。

2 我国城市信息化的项目与目标

2.1 项目

全国建设信息工作会议指出：未来5年我国城市信息化建设的三个重点项目是：城市规划、建设、管理与服务数字化工程（即城市数字化工程），中国工程建设和建筑业信息网，中国住宅与房地产信息网。

2.2 具体目标

我国城市信息化的具体目标是组建建设系统各级政府的电子政务系统、实现各级政府之间网上信息交换、信息和信息服务；建立覆盖全国房地产行政管理、房地产开发经营管理、住宅产业化推进等方面，由政府主导的公益性计算机管理信息网络体系，为政府宏观决策和企事业单位及社会公众提供及时准确的信息服务，推动我国房地产市场健康、有序地发展。

3 影响城市信息化的关键技术

信息技术对城市规划的影响表现在对城市规划所需信息的采集、分析、处理和利用方面，更为重要的是它改变了城市规划内部信息流程和城市规划部门与社会的信息交流与反馈机制，进而对城市规划的管理体制产生深远的影响。所需技术主要包括因特网(Internet)技术、3S技术（RS、GPS、GIS）技术、数字化野外测量技术、CAD技术、虚拟现实技术。GIS技术在城市规划的应用中主要表现在两个相互关联的方面：既城市地理信息系统（城市GIS）和数字城市。

3.1 GIS在城市地理信息系统中的应用

城市GIS是由人、软件、数据、硬件、网络等要素构成的系统，它与城市现实社会的物理接口是由计算机、网络及相关设备实现的。它是“数字城市”核心的部分，城市中“人”的一切活动，从城市管理到企业为市民提供各种服务，以及每一个市民生产与生活，都离不开“地”。没有城市GIS的数字城市，如同没有市区的城市，只是一个虚拟躯壳。

3.1.1 城市GIS发展的技术基础

1) 首先，硬件的性能按摩尔定律在不断提高而相对价格不断地降低，使微机成为GIS应用的主流机型，Windows系列操作系统的发展，使大量的GIS软件可以在微机环境下运行，使GIS软、硬件投资大幅度降低。

2) 组件式GIS的发展使GIS可与其它IT应用紧密的集成，使GIS不再曲高和寡。长期以来，困扰着政府GIS应用的“图文一体化”，即办公自动化与GIS应用一体化集成问题，迎刃而解。

3) 面向对象技术的应用，改变了GIS的传统设计方法与思想，使GIS系统能更好地反映现实地理空间各种空间要素及其相互关系，甚至空间现象与过程。

4) 采用关系数据库管理空间数据，解决了海量空间数据的管理问题

5) 基于离散小波变换（DWT）的影像压缩技术为航空、卫星遥感影像在GIS中的应用提供新的技术手段。海量影像资料在GIS中的应用已成为现实。

6)Open GIS联盟所提出的一系列Open GIS规范为空间数据共享和互操作奠定了基础。另外，XML技术的发展，为GIS空间数据在Internet上交换与应用提供了可能。

7)Web GIS技术发展使通过Internet浏览空间数据成为现实，增加了城市GIS的用户群，促进了GIS应用领域的扩展。

8) 国产GIS软件正在迅速地发展与成熟，并有可能如同国产电视机一样，在国内市场占主导地位。这将大大地降低GIS软件的价格，促进GIS应用的普及。

总之，GIS技术不断地发展和完善，为城市GIS的发展奠定了坚实的基础，同时，也为城市GIS的应用提供了更多的机会。

3.1.2 理想化的城市GIS构成

理想化的城市GIS由政府GIS、企业GIS和社会GIS构成，通过网络（局域网、Internet、宽带网、有线电视网、公用电话网等）将政府、企业和社会联成一个整体，实现资源的共享。国内城市GIS的发展过程是一个从政府GIS向企业GIS乃至社会GIS发展的过程。

3.2 GIS在数字城市建设中的应用

“数字城市”指综合运用GIS、遥感、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术和手段，是城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字网络化管理、服务与决策功能的信息体系；是城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统。

3.2.1数字城市的内容

数字城市是一个城市经济社会发展综合实力和文明程度的重要标志，它是贸易、投资、资本流动、技术转移以及社会、经济、文化等领域发展的重要推动力。数字化城市从某种意义上来说，就是数字城市，其包含以下几个内容：

1)城市基础设施数字化：基础地理信息设施、市政基础设施、交通设施、金融服务设施、工业服务设施、政府服务设施、规划管理设施、文教卫生设施、安全应急设施等。

2)城市信息和交换共享化：数据通讯三网合一、网上分布式运算、网上分布式数据库、数据仓库、数据中心、数据处理平台、数据共享平台等。

3)城市生活和管理网络化：网上商务、网上金融、网上社会、网上教育、网上医疗、网上政务等 。

3.2.2 GIS在城市规划中的重要作用

常规的城市规划设计都在测绘人员提供的测绘图件、资料下进行。由于测绘与规划设计严重脱节，既不能发挥测绘人员对规划设计的参与作用，又难以使规划设计人员吃透客观实际的信息，因而不利于提高规划设计工作的质量和效益。

数字地图的出现和GIS的发展，使这一状况得到了改变。由于GIS主要以数字地图的形式输入输出，查询、分析直观易懂，因此很易为规划设计人员所接受。

在GIS中，由于所获取的测绘基础数据详尽、可靠、准确，大大提高了城市规划的科学性。通过对GIS的研究和使用，还可增强测绘人员和城市规划人员的协作，使信息的获取和使用臻于统一，促进城市规划工作。

近年来，随着获取和处理遥感数字图像的明显进步，预计在三五年后，数字化、多光谱航空、航天遥感在费用、质量、信息量上的优势将更加明显。通过对GIS空间信息的查询、分析和应用，可望大大增加规划设计的深度和广度。

4 结束语

二十一世纪，我们赖以生存的整个社会正面临着新经济时代所带来的种种变革。通过城市信息化建设，逐步建立政府、企业与公众之间的信息共享和良性互动，协调、和谐人与环境的关系，促进城市经济与社会的可持续发展。总之，城市信息化就是为人类创造一个更加美好的生活、工作和学习的环境。

每一个新技术的产生都建立在已有的技术之上，“数字城市”亦不例外。GIS的发展为数字城市”的建造创造了良好的条件，“数字城市”的成长和健壮离不开人们对GIS发展和充分利用。GIS作为“数字城市”的雏形，随着“数字城市”的需求，人们会在更高的层次和更深的角度对GIS进行研究，使其适应于“数字城市”的发展。