淺析GIS在城市規(guī)劃中的應用

黃斌華 葉吉文 蔣華平

摘 要21世紀將是一個信息全球化的社會,21世紀的城市規(guī)劃和建設同樣也將進入數(shù)字化規(guī)劃和建設階段。GIS以其強大的空間信息管理和分析處理能力將在新的世紀擔當了這樣一個工具或手段,為新世紀的城市規(guī)劃提供決策和支持。本文在淺析GIS在城市規(guī)劃中的具體應用的基礎上,發(fā)現(xiàn)目前GIS在城市規(guī)劃應用中存在的問題,同時提出對于GIS在城市規(guī)劃應用中未來的發(fā)展前景。

關鍵詞城市規(guī)劃;GIS;GIS應用;地理信息系統(tǒng)

中圖分類號TU984文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2009)112-0039-01

1GIS及城市規(guī)劃的概念

地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)是一項以計算機為基礎發(fā)展起來的新興技術,簡單的解釋它就是一個基于地理空間信息的采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的信息系統(tǒng),有利用高效的、綜合的使用這些城市地理信息為城市規(guī)劃提供管理和決策支持。

城市規(guī)劃是人民政府為了實現(xiàn)一定時期內(nèi)城市經(jīng)濟社會發(fā)展目標,確定城市性質,規(guī)模和發(fā)展方向,合理利用城市土地,研究城市的未來發(fā)展,城市的合理布局和綜合安排城市各項工程建設的綜合部署和具體安排。

為了更好的建設好城市,必須有一個統(tǒng)一的科學的城市規(guī)劃。隨著21世紀網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展,基于GIS的數(shù)字化規(guī)劃手段得到廣泛應用,并且這種基于GIS的數(shù)字化規(guī)劃方法綜合采用了各政府部門的城市信息,構成了一個多部門信息溝通合作的渠道,為城市規(guī)劃、建設和決策提供了高質量的、直觀的、科學的空間信息支持,促進了現(xiàn)代城市規(guī)劃管理的現(xiàn)代化,同時也促進我國城市規(guī)劃建設的可持續(xù)發(fā)展。

2GIS目前在我國城市規(guī)劃領域的的具體應用

2.1城市規(guī)劃信息的查詢與管理

通過獲得的政府各部門相關城市基礎地理信息以及自己收集與實測的數(shù)據(jù),應用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)構建城市總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫。構建城市總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫方法:將城市規(guī)劃相關系列比例尺基本地形圖、用地許可證資料、規(guī)劃指標、規(guī)劃成果圖、文檔資料等輸入計算機中的空間數(shù)據(jù)庫,將城市空間數(shù)據(jù)與相關屬性數(shù)據(jù)及圖形相互關聯(lián),實現(xiàn)數(shù)據(jù)高度集成,以數(shù)字化地圖為基礎,利用GIS的空間查詢功能對這些信息進行檢索、顯示以及輸出,提供城市實時圖文并茂的信息,為城市規(guī)劃、管理提供了先進的、科學的、有效的現(xiàn)代化技術支持;同時便于公眾了解城市規(guī)劃工作的相關內(nèi)容,更一步激發(fā)公眾參與城市規(guī)劃的熱情。

目前很多城市規(guī)劃部門都已經(jīng)將最后的總體規(guī)劃相關信息公布,供公眾監(jiān)督及參與。

2.2城市規(guī)劃信息的動態(tài)更新

結合RS進行城市現(xiàn)狀及變遷,及時把握城市發(fā)展變化數(shù)據(jù)。運用GIS對所監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行及時的更新,確保城市基礎空間地理信息的快速數(shù)字化和規(guī)劃過程中基礎信息的準確快速獲取,保證城市規(guī)劃信息系統(tǒng)持續(xù)有效的運行。

2.3城市總體規(guī)劃階段的應用

與RS技術相結合,動態(tài)監(jiān)測城市現(xiàn)狀和變遷,及時把握城市發(fā)展方向。運用GIS對城市地理空間信息強大的管理和分析功能, 準確計算人口密度和建筑容量,進行有關城市總體規(guī)劃的各項技術經(jīng)濟指標分析,確定城市的系統(tǒng)構成與用地規(guī)劃、用地適用性評價,最為重要的是確定城市的總體布局和發(fā)展戰(zhàn)略。

2.4城市專項規(guī)劃中的應用

與RS技術相結合,利用GIS分析城市基礎地形、水文等地質資源性空間數(shù)據(jù),充分考慮城市道路系統(tǒng)布置中的基本要求,實現(xiàn)城市道路系統(tǒng)的科學布置;充分考慮城市給排水規(guī)劃要求,實現(xiàn)城市水源地和汗水處理地域的科學布置;充分考慮各種專項規(guī)劃各自的規(guī)劃基本要示,實現(xiàn)城市其他各專項規(guī)劃的科學布置。

如運用基于GIS的城市地質災害信息管理系統(tǒng),錄入城市相關災害的詳細資料及其它相關的歷史及現(xiàn)狀資料,經(jīng)過分析,提出合適的模型,對災害進行預測評估。

這些專題分析主要是利用了GIS的空間量測、空間分析功能,如建立緩沖區(qū)、拓撲疊加、特征提取、鄰域分析等,加大了分析的深度和廣度,提供城市的實時信息,為城市規(guī)劃、管理提供了先進的現(xiàn)代化技術支持。

2.5城市詳細規(guī)劃階段的應用

詳細規(guī)劃中主要包括居住區(qū)規(guī)劃和城市公共空間規(guī)劃。利用GIS分析城市各自然要素如地形、水文、氣象等數(shù)據(jù),確定居住區(qū)及城市公共空間的用地位置、范圍,并進行用地適用性評價,擇優(yōu)布置。還可以構建相關的專業(yè)性規(guī)劃分析模型,如水文與水資源分析模型,地質災害信息管理模型等,進行相關的水文、地形等的詳細規(guī)劃分析及規(guī)劃的評估。

2.6應用于城市重大項目選址分析

國家大型戰(zhàn)略項目應充分利用GIS的緩沖區(qū)分析,拓撲疊加、特征提取、鄰域分析等空間量測、空間分析功能對項目選址的基礎地質地理信息進行科學評價,提供政府相關部門科學有效的決策支持數(shù)據(jù)和信息。

2.7應用于城市可持續(xù)發(fā)展

運用基于GIS的環(huán)境管理信息系統(tǒng)建立城市環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫,結合RS實現(xiàn)環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測采集,通過對所采集的信息進行分析,找出解決城市環(huán)境問題的根源,并為解決此類問題提供科學的決策支持。

同樣,可以將GIS應用于我國農(nóng)業(yè)、氣象氣候、生態(tài)、資源的調(diào)查、評估、管理以及結合RS的動態(tài)監(jiān)測,實現(xiàn)及時、科學、有效的全國城市基礎信息收集。

運用GIS技術可以實現(xiàn)城市規(guī)劃數(shù)據(jù)信息化,城市規(guī)劃建設科學化,城市規(guī)劃業(yè)務規(guī)范化;極大提高城市規(guī)劃的科學性、準確性和工作效率,指導規(guī)劃的編制和具體城市規(guī)劃方案設計,輔助政府作出城市規(guī)劃建設發(fā)展決策。

3GIS目前在我國城市規(guī)劃應用中存在的問題

1)我國的GIS發(fā)展略晚于國外,GIS理論及應用發(fā)展不很健全。

2)在城市規(guī)劃中利用好GIS,需要不同專業(yè)的人進行溝通交流,作為城市規(guī)劃師,對GIS深入子解的人員還太少。

3)基于城市空間信息的服務還未普及,GIS所需的各種基礎數(shù)據(jù)的收集及獲取受各種因素影響很麻煩,且GIS數(shù)據(jù)的共享不如國外只有極少幾個城市擁有自己的城市GIS系統(tǒng),國外有開放的GIS數(shù)據(jù)來源,例美國08年的一次城市內(nèi)火災,有1100萬人次選擇從美國的一個提供GIS數(shù)據(jù)的商業(yè)網(wǎng)站獲取火災信息,這樣較政府發(fā)布的GIS火災數(shù)據(jù)快速。

4)基于GIS的城市規(guī)劃系統(tǒng)通用性不強,系統(tǒng)的應用層次太低。

5)3D-GIS技術和VR虛擬現(xiàn)實技術不夠完善且應用不廣。

6)基于GIS的城市規(guī)劃各種相關分析未形成一個專業(yè)嚴格的標準。

4 GIS在未來城市規(guī)劃應用中的前景及熱點

4.1 3S技術及其綜合應用

目前的GIS數(shù)據(jù)來源主要還是國家測繪局、規(guī)劃局等單位提供的數(shù)據(jù)及部分實測踏堪的數(shù)據(jù),這樣實施城市規(guī)劃設計的時候拿到的數(shù)據(jù)可以是幾年前的數(shù)據(jù),經(jīng)過GIS的科學處理也只能算是對城市過去空間基礎信息的處理,沒有反映對城市現(xiàn)狀信息的處理分析,所以它的科學性大打折扣。為了完善這一點,我們應該利用RS 、GPS 和GIS的集成,即利用RS和GPS可以實現(xiàn)隨時、快速、方便的進行遙感探測,更新城市各種空間基礎數(shù)據(jù),再利用GIS對所收集到的城市空間基礎數(shù)據(jù)進行現(xiàn)狀分析、變化檢測。這樣即可以實現(xiàn)對城市規(guī)劃工作的科學有效的指導、監(jiān)督和管理。

4.2 3D-GIS與VR虛擬現(xiàn)實技術

伴隨著我國城市規(guī)劃進入數(shù)字化規(guī)劃階段,傳統(tǒng)的只處理地球表面二維數(shù)據(jù)的GIS已不能滿足日益發(fā)展的科學有效規(guī)劃的需要,因此基于三維的地理信息系統(tǒng)應運而生。目前三維GIS研究重點在三維數(shù)據(jù)結構的組織,優(yōu)化和實現(xiàn),如何實現(xiàn)真三維的圖形顯示是此系統(tǒng)的關健,目前國內(nèi)外都已有3D-GIS運用于城市規(guī)劃的相關工作中。

虛擬現(xiàn)實(VR)是一種逼真地模擬人在自然環(huán)境下的交互系統(tǒng),結合GIS可以實現(xiàn)三維場景合成,三維實時動畫。應用于城市規(guī)劃可以實現(xiàn)對未來城市規(guī)劃相關信息的動態(tài)瀏覽,生動直觀地讓人體現(xiàn)到城市規(guī)劃未來發(fā)展的方向。

在實時三維環(huán)境下,提供GIS分析和實時三維飛行方式的漫游,為政府城市規(guī)劃提供參考,也可以通過這種方式向公眾展示城市規(guī)劃的未來。

5結語

隨著21世紀數(shù)字化時代的推進和發(fā)展,GIS及其相關技術的進一步完善與普及,各種空間基礎空間數(shù)據(jù)的開放共享,規(guī)劃專業(yè)人員對于GIS理論知識的進一步加深和領悟,GIS在城市規(guī)劃中的應用將進一步發(fā)展。

21世紀數(shù)字化城市規(guī)劃將給新世紀我國的城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供技術支持,可以預見未來的城市規(guī)劃離不開GIS技術的決策支持,進一步發(fā)揮GIS在城市規(guī)劃應用中的作用符合歷史發(fā)展趨勢。不過現(xiàn)階段GIS在城市規(guī)劃應用中存在的問題也是急待解決的,只有解決好這些問題,新世紀我國的城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略才能得到進一步的科學有效的技術支持。

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