刍议GIS在城市规划中的应用

摘要：指出地理信息系统( GIS) 在城市规划领域中的应用日趋广泛和深入, 针对GIS 技术本身的特点, 就其在城市规划中的应用现状以及存在的问题进行了系统的分析, 并提出实际应用。

关键词：GIS 城市规划 应用前景

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

前言

GIS 技术几乎可以应用到城市设计与管理的每一环节中, 对提高规划设计的质量、规划管理的效率来说, 作用是明显的。GIS 在城市规划设计与管理中将有力地推动管理的严密性, 决策的科学性, 规划的合理性和设计的高质量、高效率。

一、GIS 的概念

地理信息系统是20世纪60年代开始迅速发展起来的地理学研究技术，是地理空间分析技术和计算机信息处理技术交叉的产物。它是在计算机硬软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。目前被广泛接受的 GIS 的定义是：GIS 是一个以表示地理位置的空间数据为研究对象，以空间数据库为核心，采用空间分析方法和空间建模方法，适时提供多种空间的和动态的资源与环境信息，为科研、管理与决策服务的计算机技术系统。

二、GIS 在城市规划中的应用优势

1、实现规划的直观和理性

GIS 具有对空间数据与属性数据的统一管理与分析能力，极大的丰富了规划设计手段和成果，直观而理性的空间分析模块可以辅助规划师对规划方案进行模拟、选择和评估，从而优选优化设计，弥补了原来城市规划纯图形、纯文字、定量分析与定性分析脱节的缺陷。使空间数据的图形表达与属性数据的空间分析有了很大的提高，为城市规划提供了一个直观和理性的工具。

2、高效查询和管理规划信息数据

GIS 的产生与发展，为规划设计提供了科学的方法，它既能管理和处理海量数据，支持多种形式的数据存储，又能减少重复性的工作，方便数据修改与调整、避免错误，又能解决空间数据与非空间数据的关联问题，对城市规划信息数据管理具有重要的意义。利用GIS 的空间查询功能对这些信息进行查询、检索、统计、显示、输出，实现管理的自动化、规范化和标准化，提高城市规划的管理水平和建设项目的审批质量。

3、实现规划定量分析

面对各种纷繁复杂的空间数据和属性数据构成城市的空间关系，数据信息量大而且在不断快速更新，传统的城市规划设计由于缺乏快速准确的数据分析工具，无法对所获取的数据进行科学有效的定量分析。GIS 软件的引入给规划设计领域带来了思维方式的转变，可以管理和分析大容量的数据，具有数据更新快捷，空间分析实时直观等特性，促进规划实现从静态展示到动态模拟，从终极描述到全程辅助的转变。

三、存在问题

1、数据组织问题

传统地图数据生产注重制图、符号的表现，注重图饰效果，但对信息组织的原则重视不够。如将地物类的符号表达作为要素加以采集，将现实世界中本应相连的事物，在图上却由于制图的需要将其断开等等。若数据生产者将图作为最终产品，这样做问题不大，但是当需要建立信息系统时需要建立辅助办公、管理的应用系统、专用系统，这些数据将会暴露出许多问题。

2 、GIS 在一些技术及应用上的局限

传统GIS 建设投资巨大，见效时间长，且需要实时维护，不断更新才能真正充分发挥其功效，尤其集中体现在数据库建设上，投资大，建设难，还涉及到数据能否获得，怎样有效组织等多方面的问题。GIS 应用很大程度上取决于适当的分析数据的取得及合理的数据组织，而有限的数据迫使在模型设计中一些重要的参数被删节或忽略。

3 城市规划本身的局限性

目前城市规划工作中，对背景分析、趋势预测、影响评价的要求还未形成一个专业严格的标准，规划专业队伍也不健全，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。城市规划基础信息资料的收集、数据输入、实时更新、共享往往受到规划及其相关部门体制、经费、管理的制约，这也对GIS 的应用带来了很大影响

四、城市规划中应用GIS 的状况和需求

1、GIS 在城市规划中用地适宜性评价工作的应用

在城市规划设计的前期调研工作中, 如果遇到地形复杂的规划地块, 可以利用GIS 的空间分析功能以及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。利用各种空间分析可以确定坡度在某个区段的范围, 计算出面积, 进而结合坡向分析、等高线分析、水域分析为确定建设用地的范围和布局提供依据。

2、GIS 在规划指标统计、数据分析中的应用

做城市规划设计时, 需要计算规划地块的开发强度、建筑密度、建筑面积、绿化率、人口密度、容积率等规划指标。按照常规方法, 需要在CAD 软件中用手工方法量取图形的面积, 手工计算数量。这种方法效率低、费时间、错误率高, 直接影响规划设计的质量。GIS 技术将这种局面彻底改观。它以数据库技术为支持, 在建库时分层处理。也就是根据数据的性质分类, 性质相同或相近的归并在一起, 形成一个数据层。这样可以对图形数据及其属性数据进行分析和指标量算, 在很大程度上减轻了规划设计人员的体力劳动。

3、GIS 在城市三维可视化中的应用

在平面上设计和绘制规划图纸存在许多局限性, 集中在以下几方面: 不能给设计人员和用户提供真实、直观、富于真实感的场景, 不利于规划方案的展示; 设计方案可能存在着不易发现的设计缺陷, 隐藏着规划风险; 设计过程周期长、效率低、资金高; 由于规划设计专业性强, 非专业人员和设计人员之间的沟通可能出现障碍, 最终可能影响项目的实施; 在宣传规划方案的效果上还有待增强。如果利用三维GIS 技术, 就可以对规划方案与山体之间的关系进行分析, 对方案的高度、体量、外观以及与整个城市的空间关系进行分析, 对地下不可见的管线进行可视化分析。同时, 还可以将空间数据与属性数据结合到一起, 规划管理人员可以很容易的查询虚拟城市中建筑物的相关信息, 结合对建筑物的空间分析, 对方案的优劣进行评估, 从而做出正确的判断和决策。

4、GIS 在规划数据管理中的应用

按照传统的方式, 规划部门或者是利用文件的方式, 或者采用目前流行的数据库方式来管理规划数据。前者的缺陷是规划数据的空间实体与属性信息脱节, 数据更新、维护、查询比较困难; 而后者的缺陷是不具备根据数据库信息定义相应的实体的能力; 两者共同的缺陷是不具备空间查询定位能力。而GIS 软件, 比如美国ESRI 公司的Arc- GIS 软件完全解决了上述问题, 其在规划数据管理上有着广阔的应用前景, 青岛市某规划部门利用控制性详细规划数据以及规划路网信息建立了控制性详细规划数据库, 基本实现了对控规数据的现代化管理, 以有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索, 可以多种方式输出设计管理所需要的信息, 为规划设计、规划管理提供了强有力的帮助。

结束语

城市规划涉及的基本问题是城市设施和城市资源在空间上的合理分布, 地理信息系统GIS作为存储、分析和管理空间数据的技术, 为日益复杂的城市规划工作提供了强有力的辅助工具, 可以协助城市规划工作者解决很多实际问题。随着GIS 在城市规划领域应用的日益广泛和深入, 应用的角度呈现出多样化的特点, 其中就包括了城市空间扩展与建设用地格局分析、城市土地评价、建筑分析、风景和流域的造型规划、公共设施的选址、小尺度的社区景观规划和设计等诸多方面的应用。可以说, GIS 为城市规划、设计、管理提供了崭新思路。

参考文献

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