gis在城市規劃中的應用

前言

?城市規模的迅速發展給城市規劃管理帶來不少難題，如房價高漲、交通擁堵、環境惡化、教育資源分布不均等。這對城市規劃、建設和管理也提出越來越高的要求，傳統的以手工作業為主的城市規劃、建設和管理方式已越來越不適應城市發展的需要。地理信息系統GIS（Geographic Information System）作為一門新興學科，集計算機科學、測繪遙感學、信息學、地理學等多門科學為一體，可以對空間數據進行輸入、存儲、檢索運算、分析、建模、顯示和輸出。隨著GIS技術的發展和社會進步對規劃管理要求的提高，GIS技術與規劃管理愈來愈緊密結合，GIS利用新的科學方法和手段正推進城市規劃編制和管理工作標準化、規范化，使城市規劃管理走向定量化、定位化、科學化和自動化道路，建立為城市規劃、建設和管理的輔助決策系統，為市民提供便捷高效的服務。作為“數字城市”工程的核心技術，GIS可普遍應用于城市規劃實踐的各方面。GIS具有反映地理空間關系及綜合、統計各種空間和屬性數據的能力，為地理自然資源與環境的開發提供了先進技術手段，它的普遍應用將使城市規劃工作走上自動化、科學化的道路。

GIS在城市規劃中的應用

在規劃編制中的應用

城市規劃編制是指根據國家的城市發展建設方針以及城市的自然條件和建設條件，合理確定城市發展目標、城市性質、規模和布局，重點強調規劃區域內土地利用空間配置和城市產業及基礎設施的規劃布局。利用Arc GIS可以在現場踏勘時收集各種相關資料，并錄入數據庫中，以便于實施城市規劃信息的查詢與管理；可以方便的計算經濟技術指標，例如面積、綠地率、容積率、建筑密度、人口密度；可以利用疊加分析功能和地圖運算進行輔助問題分析，以求直觀、快捷的效果。

GIS在規劃數據管理中的應用

GIS具有海量數據的存儲和管理功能，這一點是GIS技術在城市規劃管理中被廣泛應用的原因。在城市規劃管理信息系統中都建有基于GIS的規劃空間數據庫，都有綜合信息平臺。綜合信息平臺是規劃建設的骨干工程，其核心是建立一套統一、集成、共享的數據庫系統和電子化協同工作機制，根據功能和服務對象的不同，分為協同辦公系統、綜合“一張圖”系統和綜合監管系統3個部分，在各項管理工作中發揮著重要的作用。目前，在城市規劃管理領域中GIS 已經成為城市現代化的標志與重要基礎設施之一，主要用于城市動態管理和對城市重大問題、突發性事件進行科學決策的一種現代化的技術手段。

為規劃監察提供輔助支持

目前，在規劃管理工作中，為了加強科學管理，加大違法建設的查處力度，提高城市規劃監督管理效能和技術水平，可以根據DOM進行違法建筑的監督和管理。具體方案為：通過對不同時相的衛星影像進行對比分析，將不同時相衛星影像變化區域處理成變化圖斑，根據變化圖斑的面積分級分色顯示。執法監督局通過（網絡在系統）瀏覽衛星影像和不同色彩的變化圖斑，根據圖斑到現場進行坐標、面積等技術指標的詳細測量，再結合規劃數據和審批數據對圖斑進行進一步核實，然后進行違法建設的查處，同時（在系統中）記錄查處的整個過程。主要技術流程如圖4所示，圖5為某一區域的查處結果。

GIS在城市三維可視化中的應用

地理信息系統發展至今，二維的表現形式己經不能滿足人們在某些特殊領域的需求，三維地理信息系統己經成為新的研究熱點。在規劃工作中，平面設計和繪制規劃圖紙存在許多局限性，主要有以下幾個方面：

（1）不能給設計人員和用戶提供真實、直觀、富于真實感的場景。

（2）不利于規劃方案的展示。隨著三維GIS技術的發展，可以在在二維GIS基礎上進行三維可視化表達的擴展，側重管理大量的一維、二維、三維空間信息和屬性信息、海量的地形、影像、三維模型及其紋理數據，同時延續GIS系統的空間查詢、分析等功能。這樣以來，規劃設計和管理人員可以實時、交互地觀察不同方案在城市環境中的效果，可以從不同角度對不同方案進行比較，從而為從空間角度評價建筑提供了更加直接、有效的手段。圖6為某城市以該區域DOM為紋理構建的三維模型。

GIS技術應用于城市規劃中存在的問題

城市規劃編制具有多學科交叉、定性定量分析復雜、規劃之間歷史及空間關聯緊密和短時間海量信息快速匯集等特點。城市規劃的特殊性決定了GIS在城市規劃中應用的局限。GIS的運行需要一個固定和絕對的環境，但城市規劃包含了社會和物質兩方面因素的內容，有些問題存在著主觀性、隨機性和抽象性的特點，GIS處理比較困難。另外，城市規劃工作的具體過程是不固定的，很多工作的內容不規范。城市規劃的不固定性要求的是一個彈性的系統，這也對GIS的應用提出了挑戰。

GIS應用于城市規劃的必然性

（一）城市化的進程對規劃提出了更高的要求。不斷加快的城市化進程使世界的經濟、社會和人口快速發展的同時，也給人類社會帶來了包括環境污染、耕地減少、住房擁擠、交通阻塞等在內的一系列問題。這些問題的出現加大了城鄉規劃的工作量，傳統的城市的運作方式已跟不上現代化城市建設的步伐，城鄉規劃面臨嚴峻挑戰，如何用更科學、合理的方式對城市進行規劃和管理，GIS技術就能滿足這種科學管理方式，它保證了空間數據的準確性和科學性，準確反映了城市的現狀與發展。

（二）隨著城市規劃和管理的數據增長加快，傳統的數據處理方法已不能適應城市化進程的需要。城市是政治、經濟、文化的集聚中心，它傳遞的信息包括地理、資源、環境、人口等方方面面，多層次和多樣化數據反映著城市現狀和變遷，并處于不斷的更新變化中。傳統方法不能有效的利用、處理和分析這些數據，而GIS技術可以實現支持處理、分析和有效存儲海量數據，并利用遙感技術對數據進行及時更新。

（三）城市規劃管理高質量和高效率的要求。城鄉規劃的任務是對城市建設的經濟和環境條件等方面進行分析，并作出決策。傳統的規劃管理由于人力、時間所限，常以常規分析方法對城市空間作定性處理，這樣很難對數據進行充分地分析。GIS技術能客觀的、科學的對城市相關的各類數據進行綜合分析，運用各種數學方法進行統計分析，建立城鄉規劃相應的數學模型，輔助城鄉規劃和管理。、

GIS應用于城市規劃中的重要作用

（一）GIS使城市規劃更為直觀和理性

地理信息數據包括空間數據與屬性數據，通過對道路、建筑、人口等相關信息的查詢，為城市總體規劃的編制提供了直觀的規劃資料。城鄉規劃設計與管理以地理空間數據及城市發展現狀為基礎，通過開展基礎地形圖數據的測繪、入庫與動態更新，建立城鄉規劃信息系統，實現城鄉規劃管理的科學化與智能化。在規劃最終成果的制作階段，提供基于GIS標準的規劃成果數字產品，使規劃管理部門可以得到直接為GIS系統所接受的規劃成果，方便規劃管理部門更好地利用GIS技術優勢，為城市建設與規劃管理實現辦公自動化服務。

（二）GIS具有數據存儲管理和海量分析功能

GIS具有強大的圖形操作功能，支持土地集成化管理，對城市土地利用狀況及土地權屬界線信息可以第一時間掌握，并支持城市土地的合理利用，使城鄉規劃更具科學性和透明性。GIS在各地規劃審批中的應用較多。例如通過數字化制圖后，將海量空間信息以數據庫形式存儲，利用GIS技術搭建規劃管理信息系統和圖形繪制系統，支持規劃業務審批，存儲業務審批圖文信息；利用城市地理信息系統，在建設項目報建時，通過申請卡，記錄到屬性數據庫中，制作數字化地形圖景，并對建設工程規劃進行準確定位，進行規劃審批工作；將適時更新的影像圖疊加上基礎地形數據，開展現狀地圖的繪制，進而開展土地利用的調查分析等。

（三）GIS對城市規劃有輔助決策的作用

利用各種基礎數據資料，基于GIS環境的空間查詢、統計、分析等功能，為各類規劃編制的條件分析、方案制定與評價選擇提供空間分析支持和決策輔助。GIS可以輔助規劃師，通過對規劃方案的模擬、規劃方案的選擇、規劃方案的評估等進行輔助決策支持。利用GIS有效的管理空間數據，進行空間可視化分析，以確定商業中心位置，并根據分析數據進行潛在市場的分析。GIS對城鄉規劃的動態調整提供技術支持，GIS可以對城鄉規劃的實施進行監督和反饋，以對規劃方案進行調整。例如，對舊城區進行改造時，GIS可以對總建筑物層數、退進變化的高精度三維地理模型進行總量的調查，進而開展拆遷分析，預估拆遷工作量；將GIS利用在城市交通管理信息系統中，統計分析包括城市道路紅線位置、主干道車輛流量、人行道上流量等具體內容，為城市交通管理提供有效信息。