GIS技术在城市规划编制中的应用

【摘 要】 GIS技术是近些年发展速度较快的一种空间信息分析技术，在城市规划编制与环境应用领域发挥着至关重要的作用。本文阐述了GIS技术与城市规划之间的关系，重点就GIS技术在城市规划编制中的应用进行探讨，并结合应用实例加以说明，以供类似研究借鉴。

【关键词】GIS技术；城市规划编制；数据管理；应用

1 概述

编制城市规划的目的是为确定城市的规模和发展方向，实现城市经济和社会发展目标，合理利用城市土地，协调城市空间布局等所作的一定期限内的综合部署和具体安排。城市规划编制的对象是城市的物质空间，它要为城市经济产业、政策措施等非物质规划对象提供实体空间，城市规划编制的核心在于科学、合理的进行城市物质空间的规划决策，空间是城市规划编制的“主角”。而GIS具有管理海量空间数据及其属性数据的功能和强大的空间分析功能，空间在GIS中也是核心要素。城市规划编制和GIS的“空间”本质相同，二者在“空间”上具有相互借鉴、吸收、整合、集成的契合点，所以将GIS技术应用到现代城市规划编制中在实践上是必要的，在技术上是可行的。

2 应用内容

城市规划编制是一个对城市空间、资源进行布局与配置的过程，在规划编制过程中，信息获取和处理将在很大程度上决定着规划编制成果的质量。以GIS为核心的现代空间信息技术运用于城市规划编制会改变传统规划编制中的空间信息获取和处理的方法，会大幅提高规划编制的工作质量和效率。总结GIS在城市规划编制中的应用，可以归纳为如下三点。

2.1 规划数据管理

数据是城市规划的生命，没有数据也就没有真正意义的城市规划。而有了数据若没有高效的管理，那么数据将不会发挥其应有的作用。各种规划编制都是建立在对规划区自然地理环境、社会人文、经济发展状况等诸多要素全面了解的基础之上，相关数据的获取和有效管理是规划编制和决策的前提和基础。在规划编制时，面对各种格式（矢量栅格）、多种形式（文字、图表、图形、图像）、多种来源（CAD、遥感、地图、扫描）的数据时，传统的规划数据管理模式显然不能胜任。GIS则可以有效地管理各种数据，通过空间数据库的建立，GIS把规划的空间信息和属性信息有机集成起来，既可以存储、输入、更新、显示各种数据，又可以方便规划师随时、准确地调用各种数据。

2.2 规划数据分析

规划编制从本质上看是对获取的规划数据进行分析以做出各种决策。传统的CAD技术的缺陷是其不能进行有效的空间分析。GIS的特点就在于其不仅有强大的数据管理功能，更重要的是拥有强大的空间分析功能。GIS的空间分析功能在城市规划编制中的应用主要有城市空间扩展和景观格局分析研究、建设用地适宜性评价、公共设施选址研究、城市交通网络研究等。在这些研究中最常用到的GIS空间分析工具是空间信息的查询和量算、缓冲区分析、叠加分析、网络分析等。已有的应用研究证明在规划编制中，灵活运用GIS技术可以快速精确地完成复杂的空间分析，极大地减轻了工作量，如常规的地形分析、适宜性评价等。这使规划师有更多的时间和精力投入到对规划本身的思考，更全面地把握规划区的现状情况，从而才可能做出更为科学的规划决策，避免了传统规划决策的主观随意性。GIS的空间数据分析技术能够为城市规划编制建立一个科学理性的分析平台，这是GIS对传统城市规划编制最大最重要的贡献，也是GIS在城市规划科学决策中处于核心地位的原因所在。

2.3 规划决策分析

GIS具有很强的二次开发能力，能够在其平台上整合各种规划模型，如空间可达性模型、生态适宜性模型等，并可以把实现规划模型的GIS分析操作工具和规划模型集成起来，由此运用常用的计算机编程语言就可以构建一个基本的基于GIS的规划决策支持系统。这是GIS在城市规划编制中的深入应用阶段，也是GIS在城市规划中的更高级应用。

3 应用局限性

虽然GIS在城市规划编制中的应用日益广泛和深入，但也应看到GIS应用的局限性。GIS并不是万能的，它不能解决城市规划编制中的一切问题，而且离开城市规划的专业知识GIS将不能发挥作用。GIS在城市规划编制中的应用局限性突出的表现在规划的数据瓶颈上，因为数据是GIS的“血液”，没有数据，GIS将不能发挥任何作用。这种规划的数据瓶颈包括两个方面。一是规划数据的获得性问题，即不是所有的规划数据都能够获取到，数据的短缺将限制一些GIS功能的发挥；二是规划数据的复杂多样性，即既有定量数据，又有大量的定性数据，而定性数据在GIS中的应用和处理仍是一个技术难题。此外，城市规划编制中的一些问题仍然离不开规划师的定性分析和判断，丰富的专业知识和经验仍将在规划编制中发挥重要的作用。

4 GIS在城市规划编制中的应用

《中华人民共和国城乡规划法》和《城市规划编制办法》规定我国的城市规划法定体系包括总体规划和详细规划两大层次。下面分别从总体规划和详细规划两个方面举例说明GIS在城市规划编制中的具体应用。需说明的是，案例中涉及较多的GIS操作，限于篇幅不可能一一详细说明，但提供了一个应用的技术处理框架和流程。

4.1 总体规划中的应用――用地适宜性评价

在编制城市总体规划中，进行城市建设用地的适宜性评价是最基础的一项工作。其核心是对城市自然、经济、社会等要素进行定量的综合分析，从而在了解现有政策、经济现状、自然环境的基础上对城市土地适用于不同开发利用的能力做出相关评价。进行这些多因素的空间分析是一个复杂的过程，而以空间分析为特点的GIS技术是进行城市建设用地适宜性评价的多因素建模和分析的最合适工具。

在传统的城市总体规划编制中，城市用地评价建立在对各种资料的主观定性判断上。其分析结果的优劣很大程度上取决于规划师的专业经验和技能，且带有较强的主观随意性。而GIS为城市土地适宜性分析提供了科学、方便、逼真的定量分析平台。具体分析过程一般包括以下步骤：（1）利用数字地形模型数据，计算出规划范围内的坡度在30%以下的地区作为可能的城市建设用地范围；（2）利用叠加分析和缓冲区分析，将生态保护用地、基本农田保护区、水域及周边缓冲范围从规划范围内剔出，不作为可能的建设用地考虑；（3）建立现状及规划道路、现状城市建设用地范围的不同距离的缓冲区；（4）将第二步和第三步中得到的图层作叠加分析，距离现状和规划道路以及现状城市建设范围较近的可能建设用地作为城市近期建设用地，距离较远的则作为城市远期发展用地。

4.2 详细规划中的应用――公共设施选址

在详细规划中，经常遇到一些公共设施的选址问题，一般的做法是根据国家相关标准和规划师的经验定性判断得出。利用GIS的空间分析功能可以对此类问题进行定性、定量相结合的分析，分析的结果也会更加科学和可靠。下面以城市公共设施选址为例来说明GIS解决此类问题的思路和方法。

设该公共设施选址要满足下述条件：要离开学校、医院、居民区、超市至少30m距离；不能在城市道路交叉点周围50m范围内；要离开高压线100m。

在GIS中，利用其最常用的缓冲、叠加分析实现该设施选址的技术步骤如下：

（1）准备好欲选址区域的矢量数据，包括选址区域范围的多边形数据，学校、医院、居民区和超市在选址区域中分布的点数据，选址区域中的道路中心线交叉点数据，高压线数据。

（2）对学校、医院、居民区和超市分布的点数据执行缓冲区分析，缓冲距离为上述假设要求的30m；对道路交叉点数据执行缓冲区分析，缓冲距离为假设要求的50m；对高压线数据执行缓冲区分析，缓冲距离为假设要求的100m。

（3）对上步中得到的三个缓冲区数据图层进行叠加分析，得到该设施不能选址的区域。

（4）对第三步得到的数据和选址区域范围的多边形数据再次执行叠加分析，从选址区域范围中减去不能选址的区域即可得到该设施可以选址的区域。

当然，公共设施选址还可能受到其他因素的限制，这就要在GIS中增加相应的因子图层。但不管有多少因子，解决办法还是依靠综合灵活地利用GIS的缓冲、叠加等分析工具，从而最终得到分析结果。

通过这两例可以说明GIS为城市规划编制提供了一个理性分析的平台，更重要的是GIS可以让规划师逐渐摆脱主观定性的规划决策习惯，树立一种建立在对规划背景资料进行科学理性分析基础上的决策模式，使其可以更好地适应现代城市规划编制的要求，

5 结语

综上所述，通过探讨GIS技术在城市规划编制中的应用可知，GIS技术是现在空间信息分析技术的代表，能够充分发挥出城市规划编制体系的作用，为城市的发展规模和空间布局提供必要的技术支持，同时也提高了城市规划编制工作的科学性、合理性及可行性。

参考文献：

[1] 彭慧.GIS在城市规划管理中的应用[J].现代商贸工业.2012年第19期

[2] 张家根.小议GIS在城市规划编制中的应用及发展的几点思考[J].城市建设理论研究.2012年第02期