GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用初探

【摘要】空间分析技术是GIS的核心，其能为城市规划实验教学提供一个全新的技术平台和决策分析模式。阐述了 GIS的概念及其和城市规划的关系，探讨了城市规划实验教学中常用的GIS空间分析技术， 从城市总体规划、详细规划两个方面论述了 GIS在城市规划实验教学中的具体应用。研究结果认为在城市规划实验教学中加强GIS技术教育不仅是必须的，而且也是现代城市规划专业教育的本质要求。

【关键词】GIS；空间分析；城市规划；

1、GIS与城市规划

1.1 G1S概述

地观倍息系统（Geographic Information Syslem， GIS） “一个收集、储存、分析和传播地球上关于某一地丨

空间分析（Spatial Analysis ）是GIS的核心与灵魂，其特有的对地理空间信息的提取、表现和传输功能是GIS区别于一般信息系统的主要功能特征。空间分析源于20世纪60年代地理和区域科学的计量革命，是对分析空间数据有关技术的统称，空间分析的目的是：①有效地获取、科学地描述和认知数据，如绘制风险图；②理解和解释生成观察地观阁案的背景过程，如住房价格中的地理邻居效应；③预报，如传染病爆发；④调控在地理空间上发生的事件，如合理分配资源.

1.2 GIS用于城市规划的必要性和可行性

在城市规划领域，随着经济、社会和人口的发展，世界城市化进程逐渐加快，城市问题更加复杂多变，这些都对传统的城市规划提出了严峻的挑战。由计算机技术与空间数据相结合而产生的GIS这一高新技术包含了处理地理信息的各种高级功能，它所具有的空间数据管理、空间分析、空间建模与空间决策支持、地理信息可视化等功能使其成为应用于城市规划领域的强有力支撑工具。城市规划的主体是城市物质空间的规划，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，空间是城市规划的主角。而GIS有海量空间数据的管理功能和强大的空间分析功能，空间在GIS中也是核心要索，城市规划和GLS的“空间"本质相同，二者在’空间’有相互借鉴、吸收整合、集成的切合点，所以将（GIS技术应到现代城市规划中在实践.是必要的，在技术上是可行的，，GIS 的应用可以渗透到城市规划的各个方面，包括从设计到管理，从前期资料收集到成果出来，从小范围的详细规划到大的区域规划，从综合性的总体规划到专业性的专项规划，从项目选址到可持续发展战略制订等方面，可以说，GIS为城市规划提供了一种崭新的思路和先进科学的技术方法。

2、GIS在城市规划实验教学中的应用

利用GIS技术，结合传统的基于CAD的规划实验技术可以逐步构建定性定量相结合的科学决策模式，由此来对传统的实验教学体系进行更新和完善。而且由于GIS技术日益被广泛地应用到城市规划编制和管理实践中，特别是目前各个城市纷纷建立了基于GIS 技术的数字城市规划管理信息系统，实现了规划管理的数字化、智能化和自动化，作为未来规划专业人才培养基地的规划专业教育也要加强对G1S知识的传授，否则所培养的专业人才将不能很好地胜任规划设计和管理丁作。我的法定城市规划编制体系包括城市总体规划和详细规划两大层次，相应的城市规划实验教学也以总体规划和详细规划为主干教学课程。因此在这两种核心专业实验教学中引人GIS空间分析技术具有典型的示范意义。

2.1在总体规划实验教学中的应用

城市总体规划是城市在一定时期内发展的计划和各项建设的总体部署，是城市规划编制工作的第一阶段，也是城市详细规划编制的依据。总体规划的特点在于其战略性，它强调对城市未来发展方向、性质、规模等事关城市全局问题的分析、评价和预测。因此，让学生规划分析的方法和技术在总体规划实验教学中具有重要的地位，GIS以其强大的空间分析功能为城市总体规划实验教学提供了一种全新的教学方法和模式。

2.2应用实例

在城市规划中必须要做的一项工作是对城市土地进行开发建设的适宜性评价。用地适宜性评价要确定土地对开发建设用途的适用程度，为建设用地的合理选择和布局提供科学依据。用地适宜性评价是GIS技术在规划编制领域内相对最成熟的应用，它综合了 GIS的各种空间分析技术，如缓冲分析、叠加分析、数字地形DEM构建、表面分析等。在城市规划传统的实验教学中，城市用地适宜性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学生的专业经验和技能，带有较强的主观随意性，评价结果缺乏说服力，并且常常因人而异。而GIS 可为城市用地适宜性评价提供科学、方便、逼真的定量分析平台，具体的实验分析过程包括以下步骤：

（1）利用等高线或点高程数据在GIS中构建城市规划区的数字{程模型，利用数字高程模型在GIS中计算出坡度在30%以下的地区作为可能的城市建设用地范围；

（2）对生态保护用地、基本农田保护K、水域执行缓冲K分析，缓冲距离可根据相应的国家、行业标准规范或14行设置。这些特殊用地及其缓冲范围内的用地应从规划范围内剔出，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的不同距离的缓冲区；

（4）将2和3步骤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。运用GIS的空间分析功能对城市适宜建设用地数量和空间分布进行分析，为确定规划建设用地规模和空间布局奠定基础，也为确定城市的空间拓展方向和空间范围提供了较为准确的依据，进一步为规划方案的编制提供了科学的决策支持。

结语

现代城市规划实验教学面临新的挑战和机遇，G1S 以其强大的空间分析能力可以为现代城市规划实验教学提供一个全新的技术平台和分析决策7：具。但应看到，GIS是一个非常复杂和庞大的系统，对于城市规划实验教学来说不可能全面教授和学习GIS知识。因此，重点教授GIS的空间分析技术对于GIS在城市规划实验教学中的应用来说具有特殊的意义。在城市规划专业实验教学中积极运用GIS技术，引导学生树立科学理性的思维方式、掌握必要的定量分析方法，由此来对传统的城市规划专业实验教学体系进行更新和完善，逐步构建以“ CAD + GIS”为技术支撑平台的全新的城市规划专业实验教学体系。这既是今后城市规划专业教育界探索和努力的方向，也是现代城市规划对城市规划专业教育的必然要求。

参考文献

[I]魏旭，王景阳，谢建荣.建筑CAD课程教学改革思考[J].实验室研究与探索，2001，30（7） ：318-320.

[2 ]张雪松，张友安，邓敏.AuloCAD环境中组织GIS数椐的方法 [J].测绘通报，2003（11）：4548.