城市規(guī)劃與地理信息系統(tǒng)(GIS)的結(jié)合與發(fā)展

王玨 馮劍 王珂 張?zhí)煊?/p>

(渭南市城鄉(xiāng)規(guī)劃測(cè)繪服務(wù)中心，陜西渭南 714000)

1 現(xiàn)代我國(guó)城市規(guī)劃發(fā)展歷程

自新中國(guó)成立以來(lái)，伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和政治動(dòng)蕩，我國(guó)現(xiàn)代城市規(guī)劃在起起伏伏中經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，主要經(jīng)歷了以下階段。

1.1 現(xiàn)代城市規(guī)劃初始階段

在1949年～1978年，我國(guó)正處于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期，經(jīng)濟(jì)和政治工作的重心由鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)移到了城市，將消費(fèi)型城市變?yōu)樯a(chǎn)型城市，并借鑒蘇聯(lián)模式，計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下大力發(fā)展國(guó)有企業(yè)。同時(shí)，為了解決大中型工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目的合理選址、城市功能分區(qū)布局、城市交通及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等問題開始組織建筑和工程專業(yè)人員編制城市總體規(guī)劃。內(nèi)容包括總體布局規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃和近期建設(shè)規(guī)劃等。

1.2 現(xiàn)代城市規(guī)劃發(fā)展階段

1978年～80年代末，我國(guó)處于改革開放初期，社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)階段。此時(shí)的城市規(guī)劃依然受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的影響，但強(qiáng)調(diào)了規(guī)劃和區(qū)域經(jīng)濟(jì)對(duì)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，加強(qiáng)了規(guī)劃管理，在規(guī)劃的廣度和深度方面都有所突破，提出了區(qū)域經(jīng)濟(jì)綜合發(fā)展的觀點(diǎn)，并增加了城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展分析和城鎮(zhèn)體系規(guī)劃的內(nèi)容，還豐富了專項(xiàng)規(guī)劃內(nèi)容，為我國(guó)城市現(xiàn)代化建設(shè)的大發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1.3 現(xiàn)代城市規(guī)劃成熟階段

20世紀(jì)80年代末至今，我國(guó)經(jīng)濟(jì)大發(fā)展時(shí)期。在全面改革開放的背景下，規(guī)劃的地位和作用更加凸顯。首先以社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展為原則，以管理的現(xiàn)代化為目標(biāo)，加速城市化進(jìn)程;其次增加了編制城市總體規(guī)劃綱要、城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃等內(nèi)容，并補(bǔ)充了專項(xiàng)規(guī)劃的內(nèi)容，對(duì)提高我國(guó)城市發(fā)展建設(shè)具有積極的指導(dǎo)作用。

2 我國(guó)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

2.1 起步研發(fā)階段

20世紀(jì)70年代初期，我國(guó)開始推廣電子計(jì)算機(jī)在測(cè)量、制圖和遙感等領(lǐng)域中的應(yīng)用;1974年引進(jìn)美國(guó)地球資源衛(wèi)星圖像，開展遙感圖像處理和解析工作。1976年召開了第一次遙感技術(shù)規(guī)劃會(huì)議，并先后進(jìn)行了多個(gè)遙感實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。1977年誕生了第一張由計(jì)算機(jī)輸出的全要素地圖。1978年，國(guó)家計(jì)委在黃山召開了全國(guó)第一屆數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)術(shù)討論會(huì)議。以上這些為我國(guó)GIS的研制和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

2.2 試驗(yàn)推廣階段

進(jìn)入80年代后，我國(guó)執(zhí)行“六五”“七五”計(jì)劃，國(guó)民經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展，很快對(duì)“信息革命”作出響應(yīng)。在大力開展遙感應(yīng)用的同時(shí)，GIS開始進(jìn)入試驗(yàn)階段。分別在典型試驗(yàn)和應(yīng)用試驗(yàn)中獲得了多項(xiàng)專題研究成果。另外，在國(guó)內(nèi)召開關(guān)于GIS的國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)，在大學(xué)中開設(shè)相關(guān)課程和講習(xí)班，培養(yǎng)專門從事GIS研究與應(yīng)用的人才。

2.3 全面發(fā)展階段

自90年代初期到現(xiàn)在，我國(guó)GIS水平隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展走上了新的臺(tái)階，現(xiàn)在已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)建立起數(shù)字化測(cè)繪信息產(chǎn)業(yè)。隨著我國(guó)1∶100萬(wàn)到1∶1萬(wàn)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量和遙感應(yīng)用已轉(zhuǎn)向成熟的生產(chǎn)應(yīng)用階段，這樣就可保證GIS的基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)來(lái)源。當(dāng)前，諸多城市問題都急需在GIS平臺(tái)之上加以調(diào)整和完善，這些需求更加有力地促進(jìn)了我國(guó)GIS的發(fā)展。

3 我國(guó)城市規(guī)劃與GIS應(yīng)用相結(jié)合

當(dāng)前，如何做好城市規(guī)劃已經(jīng)成為城市發(fā)展的首要問題，起著指導(dǎo)城市建設(shè)、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用，是城市建設(shè)和管理的依據(jù)。而GIS于20世紀(jì)90年代開始在我國(guó)規(guī)劃領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)與城市規(guī)劃工作緊密地聯(lián)系在一起，為城市建設(shè)提供了更加詳實(shí)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)和更加科學(xué)合理的應(yīng)用分析手段。

3.1 基于GIS建設(shè)的規(guī)劃信息數(shù)據(jù)平臺(tái)的特點(diǎn)

1)數(shù)據(jù)的全面性、多樣性。

城市規(guī)劃與管理平臺(tái)是由地理、資源、環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多種要素分類統(tǒng)計(jì)整理出的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在時(shí)相是多相的、結(jié)構(gòu)上是多層次的，既有以圖形為主的矢量數(shù)據(jù)，又有以遙感影像為源的柵格數(shù)據(jù)，還有用地屬性數(shù)據(jù)等，形成了互相關(guān)聯(lián)的關(guān)系型統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。并且隨著城市社會(huì)的發(fā)展，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系將變得更為復(fù)雜，對(duì)查詢統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及綜合分析的要求大大提高。

2)數(shù)據(jù)的層次性、有效性。

由于規(guī)劃與管理信息的使用對(duì)象不僅要滿足規(guī)劃編制人員、管理人員和公眾查詢的需要，還要考慮管理、評(píng)價(jià)分析和規(guī)劃預(yù)測(cè)的不同需要的需求，這對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理信息處理在服務(wù)對(duì)象的多層次性上提出了很高的要求。

3)數(shù)據(jù)的時(shí)效性、相關(guān)性。

每個(gè)試驗(yàn)藥劑分別設(shè)4個(gè)劑量，與對(duì)照藥劑和空白做比較，4次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

城市規(guī)劃本身是一個(gè)對(duì)城市發(fā)展不斷適用的過(guò)程，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市規(guī)劃也必然會(huì)加快其更新速度，以適應(yīng)城市的加速發(fā)展。此外，由于彈性規(guī)劃、滾動(dòng)規(guī)劃模式的倡導(dǎo)，規(guī)劃的修編周期大大縮短。這就對(duì)規(guī)劃信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)提出了“實(shí)時(shí)更新”的要求，而且從總體規(guī)劃到詳細(xì)規(guī)劃層層深入、互相銜接，最終必須落實(shí)到土地單元上。

3.2 GIS在城市規(guī)劃編制與審批過(guò)程中的應(yīng)用

1)城市規(guī)劃編制。

我國(guó)GIS的快速發(fā)展為信息可視化技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃領(lǐng)域創(chuàng)造了條件。首先，GIS可以對(duì)大量地形信息進(jìn)行處理，并應(yīng)用于工程項(xiàng)目選址、建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、自然災(zāi)害預(yù)測(cè)等項(xiàng)目;其次，在編制規(guī)劃時(shí)它可以將現(xiàn)實(shí)中城市地形地貌、城市空間形態(tài)、建筑物等信息直觀的展現(xiàn)在眼前，通過(guò)計(jì)算機(jī)繪制出所需圖紙，使規(guī)劃設(shè)計(jì)的依據(jù)更加準(zhǔn)確及時(shí);第三，由于目前城市化進(jìn)程加快，發(fā)展出城市規(guī)劃電子報(bào)批模式。它可以對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，使規(guī)劃審批快速便捷。

2)城市規(guī)劃方案分析與評(píng)價(jià)。

城市規(guī)劃設(shè)計(jì)是一個(gè)主觀性很強(qiáng)的工作，對(duì)于城市的發(fā)展方向，每個(gè)人都有自己不同的看法。所以，我們就可以利用GIS技術(shù)設(shè)置各種客觀的量化參考指標(biāo)，從理性的角度對(duì)不同規(guī)劃方案進(jìn)行分析、比較，最終選出滿意的方案。當(dāng)前，城市規(guī)劃的研究對(duì)象從傳統(tǒng)二維空間數(shù)據(jù)，發(fā)展到三維的城市空間環(huán)境，而GIS虛擬可視化動(dòng)態(tài)推演，又為規(guī)劃方案加上了時(shí)間尺度，使規(guī)劃方案評(píng)價(jià)趨于理性化。

3)城市規(guī)劃展示和公眾參與。

隨著計(jì)算機(jī)和多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，城市規(guī)劃中可使用的技術(shù)手段更加豐富。其中，三維城市地理信息系統(tǒng)(3D GIS)和多媒體網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，形成的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)，很好的為城市規(guī)劃咨詢和公眾參與提供了新的途徑，見圖1。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供快速、方便、直觀的規(guī)劃方案展示，讓公眾了解規(guī)劃審批的進(jìn)展?fàn)顩r及發(fā)布城市規(guī)劃方案，讓他們參與其中，有利于提高規(guī)劃的透明度和公眾參與積極性。我國(guó)目前仍以專家論證作為主要的咨詢和反饋方法，以后公眾參與的地位會(huì)越來(lái)越重要。

圖1 地理信息公眾服務(wù)平臺(tái)組織結(jié)構(gòu)圖

3.3 GIS在城市規(guī)劃實(shí)施和管理中的應(yīng)用

1)城市用地規(guī)劃管理。

城市規(guī)劃和管理是GIS的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，利用GIS技術(shù)可進(jìn)行城市規(guī)劃的輔助設(shè)計(jì)、工程選址等工作，也可進(jìn)行城市管理的規(guī)劃控制、輔助決策等工作。

2)城市基礎(chǔ)設(shè)施管理。

當(dāng)前城市基礎(chǔ)設(shè)施廣泛分布在城市中，星羅棋布、密如蛛網(wǎng)，地上有電力設(shè)施、通訊設(shè)施、市政環(huán)衛(wèi)設(shè)施等;地下有給排水管網(wǎng)、燃?xì)夤芫W(wǎng)、供熱管網(wǎng)、人防工程等。隨著城市化進(jìn)程的加速和城市規(guī)模的日益擴(kuò)大，這些設(shè)施相互交織在一起，猶如城市的精神和血管。它們的敷設(shè)建設(shè)、應(yīng)急搶修、日常維護(hù)都可以借助GIS來(lái)完成，極大的提高了工作效率。

3)城市交通管理。

如何解決日益擁堵的城市交通問題，也是GIS在城市規(guī)劃應(yīng)用領(lǐng)域中研究的重要課題之一。將交通管理信息與城市GIS相疊加，通過(guò)交通燈管理、警力配置、交通監(jiān)控、車載GPS等技術(shù)手段，使車輛流動(dòng)情況及時(shí)反饋回?cái)?shù)據(jù)處理中心，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并由指揮中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)相關(guān)路段的交通信號(hào)進(jìn)行控制，通過(guò)信號(hào)的變化對(duì)交通流量進(jìn)行調(diào)度，或由值勤交通管理人員直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮和調(diào)度，保持交通順暢。

4 未來(lái)城市規(guī)劃與GIS的發(fā)展和展望

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，如GIS等越來(lái)越多的尖端技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域中得到應(yīng)用，我們的城市會(huì)變得越來(lái)越數(shù)字化、智能化。但我們?cè)诔鞘谢M(jìn)程中，必須始終堅(jiān)持“可持續(xù)發(fā)展”，堅(jiān)持多學(xué)科、跨平臺(tái)綜合研究城市問題。

當(dāng)前，我們正在構(gòu)造一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界相對(duì)應(yīng)的虛擬信息世界，一個(gè)由計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成的數(shù)字世界。相信在不久的將來(lái)，我們可以跨越現(xiàn)實(shí)空間與時(shí)間的限制，了解現(xiàn)實(shí)世界的“過(guò)去”、掌握“現(xiàn)在”并預(yù)測(cè)“未來(lái)”，城市規(guī)劃將在信息空間中構(gòu)造城市藍(lán)圖，繼而通過(guò)建設(shè)者在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)。

［1］ 郭達(dá)志.地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用［M］.北京:科學(xué)出版社，2010.

［2］ 陳 雙，賀 文.城市規(guī)劃概論［M］.北京:科學(xué)出版社，2006.

［3］ 宋小冬，葉嘉安.地理信息系統(tǒng)及其在城市規(guī)劃與管理中的應(yīng)用［M］.北京:科學(xué)出版社，2011.

［4］ 陸守一，唐小明.地理信息系統(tǒng)實(shí)用教程［M］.北京:中國(guó)林業(yè)出版社，2000.

［5］ 張新長(zhǎng)，曾廣鴻，張青年.城市地理信息系統(tǒng)［M］.北京:科學(xué)出版社，2001.