浅谈GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用

摘要：随着信息技术的综合发展，GIS 技术几乎应用到城市规划的每一环节中，明显的提高了城市规划的准确性、方便了城市规划、提高了城市管理的效率，为决策者提供科学的依据。因此，要加大GIS在城市规划及各行业的应用，充分发挥其高效、便利、科学持续的巨大潜力，使之成为推动城市规划、管理、发展的新动力，使城市规划更加满足现代化城市的需要。

关键词：GIS空间分析功能 城市规划设计 应用

中图分类号：TU984.2文献标识码：A

1 引言

在国外，GIS技术和城市规划相互结合的研究较为成熟和系统，其已经成为城市规划中重要的信息管理和分析工具。首先，英国等欧洲国家城市规划最先使用GIS技术，并且英国作为较早应用数字城市技术进行发展战略和规划制定的国家之一，已经初步建立了符合英国国情的国家层面的数字城市管理体系。根据不同区域和部门的需求，英国的数字城市管理体系形成了基于不同需求层面的各种信息管理框架[1]。在90年代中-20世纪末，美国地方政府城市规划、管理业务中的GIS基本普及物流、商业服务、医疗卫生、社会治安、防灾救灾也纷纷成为典型应用行业[2]。随着全球地理信息的快速发展，在80年代中期、90年代末期，GIS技术已经应用到我国的城市规划工作中，到目前GIS技术已经广泛应用到土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、地震灾害、医疗卫生、经济建设以及政府部门行政管理等方面，一些部门已经将它作为分析、决策、模拟甚至预测的工具，成为协助政府科学管理、决策的重要依据之一。虽然GIS技术自身已相当实用，但是它在国内规划行业中的应用还不够普及，需要GIS技术更深层次的应用。

2 GIS技术与城市规划

2.1 GIS技术适应现代城市规划的需求

随着观念的转变，社会的发展，城市规划领域对规划与管理信息的处理有了新要求。传统城市规划工作基本是运用CAD软件技术辅助工作。CAD是通过点、线、面将矢量数据存储，但属性数据很少，没有空间数据库，不方便属性查询、浏览及使用只能作绘图软件。相对于CAD，GIS技术能把对象的空间位置和相关属性有机地结合起来，弥补了原来城市规划纯图形、纯文字的缺陷，满足用户对空间信息、图形、空间分析功能、可视化表达等的更高规划需求。

2.2 GIS 技术有利于提高规划的科学性、方便性

GIS 软件可以方便快捷地生成各种规划用图、表格和报告，利用数据库管理数据，可以动态的更新、增补。更重要的是方便技术人员进行二次开发。另外，近些年内，GIS强大的空间分析功能与卫星遥感技术相互结合应用，大大增加了数据的信息含量，可以进一步地促进城市规划工作的发展。另外，基础数据在连续更新的条件下可以长期持续使用，保证城市管理者可以直接拥有使用最新数据，节约了成本、提高了工作的效率。

3 GIS在规划中的应用

3.1 GIS在信息采集及数据库建设中的应用

从城市规划的内容不难看出，城市规划首先要收集和调查基础资料包括城市的基础地形图数据、规划控制性数据，也有规划的现状数据和城市的属性数据等。GlS在这一环节与遥感相结合，可高效地完成影像的定位和地图校准工作，实现区域精确定位、有利于快速、高效的采集信息，如：可利用遥感影像在GIS软件中将其土地分类、专题特征的提取和面积测算等，了解城市的土地利用现状的基本情况进而形成城市规划现状的基础数据。

城市规划是以城市现状作为其设计与管理的基础，就城市管理本身而言，它是一个复杂的系统工程，因此，进行城市规划信息系统建设的首要工作就是建立城市规划数据库，动态地存储和管理城市空间信息及各种规划专题信息等基础数据，为城市规划提供综合性的信息服务。在城市规划数据库的基础上，建立城市规划的空间分析模型，提供决策支持，实现城市规划管理的科学化与智能化。GlS在这一环节的重要作用既是运用GIS技术将大量的基础信息和专业信息进行数据建库建设，实现空间信息和属性信息的一体化管理与可视化表现，提供方便的信息查询和统计工具。

3.2 GIS在模拟预测中的应用

城市规划的研究城市发展战略，预测发展规模，拟定城市分期建设的技术经济指标。在这一环节，采用数学模型对城市综合环境及发展进行预测， 为未来发展提供科学依据，如区域城镇发展趋势和城市化水平预测城市用地和人口预测等，一般是利用回归分析、因素叠置分析的模式进行。先通过回归方程进行数据预测，然后利用GIS的空间叠置分析功能、缓冲区分析、拓扑分析等将所有的要素预测状况进行综合分析，从而得出相对合理的预测结果，关键在于回归模型的建立及其与GIS的结合。同时可通过GIS相关功能模块的基础上，通过GIS的二次开发实现城市环境演变动态模拟与预测。

3.3 GIS在分析决策支持中的应用

确定城市功能的空间布局，合理选择城市的各项用地，并考虑城市空间的长远发展方向及其以后的规划工作等决策问题，是城市持续发展的关键性问题。在这一环节，GIS在市政工程选址、布局等方面均有运用。如GIS在公共设施选址中的具体应用，利用GIS协助大型超市的选址工作，首先利用GIS对人口密度、出行分布、公交路线周围环境等进行数据建库， 其次对现状路网密度、出行距离和时间、交通可达性、公交服务半径进行合理性评价， 结合专业软件进行城市交通的规划预测、出行分布和流量分配决定选择超市的开设地点[3]。

3.4 GIS在规划管理中的应用

GIS和日常管理几乎是形影不离。在管理初期可以将所有信息录入数据库，建立城市环境数据信息数据库，可以实现对GIS数据管理、质量检验、查询、显示、统计、数据更新等方面功能；与影像相结合实现环境信息的叠加，实现对环境信息及时掌握，实现城市环境信息的统一管理，通过数据库及监测技术掌控环境变化，及时发现问题，尤其在城市建设用地审批阶段，可借助GIS空间分析技术，使审批人员可以很快地统计出所圈地块的面积及有关属性信息，了解周围的环境、工程布局、占用土地情况等等为规划管理提供高效服务。目前GIS结合遥感影像已经应用于执法监察工作中，利用遥感卫星数据与历史数据进行比对分析，重点发现土地利用的变化区域，结合现场勘察资料，可以较为客观、科学的进行执法。

随着计算机的出现，电子地图的利用率越来越高，电子地图的方便组合、移动、缩放、携带、传送、编辑修改等特点更适合各行各业的需求，因此电子地图已经成为规划、土地、交通、水利等行业首选的工具。城市规划本身也包含的多种图，如现状图、区位图、规划图、评价图等。传统的线划地图不仅建立周期长，更新困难，而且比较抽象，已经从原始信息中筛去了很多环境成分。因此，利用GIS的专题制图功能，可将城市变化过程用直观的图件形式予以显示、制作更新。

参考文献：

[1] 刘宝华,张立涛.浅析GIS技术在城市规划中的应用[J]. 城市勘测. 2011(04)

[2] 王成芳.建筑院校城市规划专业GIS课程教学的探讨[J]. 南方建筑. 2006(06)

[3] 梅晓丹.GIS信息时代的城市规划[J]. 黑龙江交通科技. 2007(09)

[4] 李祺玮.GIS在城市规划中应用的优势和存在的问题[J]. 山西建筑. 2011(07)

[5] 左志军,钟振远.GIS技术在城市规划设计中的相关应用[J]. 黑龙江科技信息. 2008(16)

[6] 王伟伟,李志刚,张彦彦.基于GIS的天水市区南北两山生态敏感性分析[J]. 地理空间信息. 2008(04)