淺析GIS技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

楊艷靜　王林

摘 要：簡(jiǎn)要介紹了GIS在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展，分析了傳統(tǒng)城市規(guī)劃方法的不足及GIS技術(shù)在城市規(guī)劃中的優(yōu)勢(shì)，著重論述了GIS 在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，主要包括在城市規(guī)劃數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、模型預(yù)測(cè)、分析決策、規(guī)劃管理等方面，指出在城市規(guī)劃中運(yùn)用GIS技術(shù)可以提高城市規(guī)劃的質(zhì)量、便于城市管理、合理高效為領(lǐng)導(dǎo)決策提供支持。并針對(duì)GIS在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)用的問(wèn)題進(jìn)行了探討，為更加合理、高效的城市規(guī)劃提供支持。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)；城市規(guī)劃；應(yīng)用

1 前言

在國(guó)外，GIS技術(shù)和城市規(guī)劃相互結(jié)合的研究較為成熟和系統(tǒng)，其已經(jīng)成為城市規(guī)劃中重要的信息管理和分析工具。首先，英國(guó)等歐洲國(guó)家城市規(guī)劃最先使用GIS技術(shù)，并且英國(guó)作為較早應(yīng)用數(shù)字城市技術(shù)進(jìn)行發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃制定的國(guó)家之一，已經(jīng)初步建立了符合英國(guó)國(guó)情的國(guó)家層面的數(shù)字城市管理體系。根據(jù)不同區(qū)域和部門(mén)的需求，英國(guó)的數(shù)字城市管理體系形成了基于不同需求層面的各種信息管理框架[1]。在90年代中-20世紀(jì)末，美國(guó)地方政府城市規(guī)劃、管理業(yè)務(wù)中的GIS基本普及物流、商業(yè)服務(wù)、醫(yī)療衛(wèi)生、社會(huì)治安、防災(zāi)救災(zāi)也紛紛成為典型應(yīng)用行業(yè)[2]。隨著全球地理信息的快速發(fā)展，在80年代中期、90年代末期，GIS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到我國(guó)的城市規(guī)劃工作中，到目前GIS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通運(yùn)輸、地震災(zāi)害、醫(yī)療衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及政府部門(mén)行政管理等方面，一些部門(mén)已經(jīng)將它作為分析、決策、模擬甚至預(yù)測(cè)的工具，成為協(xié)助政府科學(xué)管理、決策的重要依據(jù)之一。雖然GIS技術(shù)自身已相當(dāng)實(shí)用，但是它在國(guó)內(nèi)規(guī)劃行業(yè)中的應(yīng)用還不夠普及，需要GIS技術(shù)更深層次的應(yīng)用。

2 GIS技術(shù)與城市規(guī)劃

2.1 GIS技術(shù)適應(yīng)現(xiàn)代城市規(guī)劃的需求

隨著觀念的轉(zhuǎn)變，社會(huì)的發(fā)展，城市規(guī)劃領(lǐng)域?qū)σ?guī)劃與管理信息的處理有了新要求。傳統(tǒng)城市規(guī)劃工作基本是運(yùn)用CAD軟件技術(shù)輔助工作。CAD是通過(guò)點(diǎn)、線、面將矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，但屬性數(shù)據(jù)很少，沒(méi)有空間數(shù)據(jù)庫(kù)，不方便屬性查詢(xún)、瀏覽及使用只能作繪圖軟件。相對(duì)于CAD，GIS技術(shù)能把對(duì)象的空間位置和相關(guān)屬性有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，彌補(bǔ)了原來(lái)城市規(guī)劃純圖形、純文字的缺陷，滿足用戶對(duì)空間信息、圖形、空間分析功能、可視化表達(dá)等的更高規(guī)劃需求。

2.2 GIS 技術(shù)有利于提高規(guī)劃的科學(xué)性、方便性

做城市規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，需要計(jì)算規(guī)劃地塊的開(kāi)發(fā)強(qiáng)度、建筑密度、建筑面積、綠化率、人口密度、容積率等規(guī)劃指標(biāo)。GIS以數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為支持首先保證海量數(shù)據(jù)的分類(lèi)存儲(chǔ)。其次，GIS能科學(xué)地管理和綜合地分析具有空間特征的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性和準(zhǔn)確性，科學(xué)、準(zhǔn)確地反映城市的現(xiàn)狀與發(fā)展。同時(shí)，GIS 軟件可以方便快捷地生成各種規(guī)劃用圖、表格和報(bào)告，利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理數(shù)據(jù)，可以動(dòng)態(tài)的更新、增補(bǔ)。更重要的是方便技術(shù)人員進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。另外，近些年內(nèi)，GIS強(qiáng)大的空間分析功能與衛(wèi)星遙感技術(shù)相互結(jié)合應(yīng)用，大大增加了數(shù)據(jù)的信息含量，可以進(jìn)一步地促進(jìn)城市規(guī)劃工作的發(fā)展。另外，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在連續(xù)更新的條件下可以長(zhǎng)期持續(xù)使用，保證城市管理者可以直接擁有使用最新數(shù)據(jù)，節(jié)約了成本、提高了工作的效率。

3 GIS在規(guī)劃中的應(yīng)用

3.1 GIS在信息采集及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)中的應(yīng)用

從城市規(guī)劃的內(nèi)容不難看出，城市規(guī)劃首先要收集和調(diào)查基礎(chǔ)資料包括城市的基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)、規(guī)劃控制性數(shù)據(jù)，也有規(guī)劃的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和城市的屬性數(shù)據(jù)等。GlS在這一環(huán)節(jié)與遙感相結(jié)合，可高效地完成影像的定位和地圖校準(zhǔn)工作，實(shí)現(xiàn)區(qū)域精確定位、有利于快速、高效的采集信息，如：可利用遙感影像在GIS軟件中將其土地分類(lèi)、專(zhuān)題特征的提取和面積測(cè)算等，了解城市的土地利用現(xiàn)狀的基本情況進(jìn)而形成城市規(guī)劃現(xiàn)狀的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

城市規(guī)劃是以城市現(xiàn)狀作為其設(shè)計(jì)與管理的基礎(chǔ)，就城市管理本身而言，它是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，因此，進(jìn)行城市規(guī)劃信息系統(tǒng)建設(shè)的首要工作就是建立城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)，動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)和管理城市空間信息及各種規(guī)劃專(zhuān)題信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為城市規(guī)劃提供綜合性的信息服務(wù)。在城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，建立城市規(guī)劃的空間分析模型，提供決策支持，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃管理的科學(xué)化與智能化。GlS在這一環(huán)節(jié)的重要作用既是運(yùn)用GIS技術(shù)將大量的基礎(chǔ)信息和專(zhuān)業(yè)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)建庫(kù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)空間信息和屬性信息的一體化管理與可視化表現(xiàn)，提供方便的信息查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)工具。

3.2 GIS在模擬預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

城市規(guī)劃的研究城市發(fā)展戰(zhàn)略，預(yù)測(cè)發(fā)展規(guī)模，擬定城市分期建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在這一環(huán)節(jié)，采用數(shù)學(xué)模型對(duì)城市綜合環(huán)境及發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)， 為未來(lái)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，如區(qū)域城鎮(zhèn)發(fā)展趨勢(shì)和城市化水平預(yù)測(cè)城市用地和人口預(yù)測(cè)等，一般是利用回歸分析、因素疊置分析的模式進(jìn)行。先通過(guò)回歸方程進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，然后利用GIS的空間疊置分析功能、緩沖區(qū)分析、拓?fù)浞治龅葘⑺械囊仡A(yù)測(cè)狀況進(jìn)行綜合分析，從而得出相對(duì)合理的預(yù)測(cè)結(jié)果，關(guān)鍵在于回歸模型的建立及其與GIS的結(jié)合。同時(shí)可通過(guò)GIS相關(guān)功能模塊的基礎(chǔ)上，通過(guò)GIS的二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境演變動(dòng)態(tài)模擬與預(yù)測(cè)。

3.3 GIS在分析決策支持中的應(yīng)用

確定城市功能的空間布局，合理選擇城市的各項(xiàng)用地，并考慮城市空間的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展方向及其以后的規(guī)劃工作等決策問(wèn)題，是城市持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題。在這一環(huán)節(jié)，GIS在市政工程選址、布局等方面均有運(yùn)用。如GIS在公共設(shè)施選址中的具體應(yīng)用，利用GIS協(xié)助大型超市的選址工作，首先利用GIS對(duì)人口密度、出行分布、公交路線周?chē)h(huán)境等進(jìn)行數(shù)據(jù)建庫(kù)， 其次對(duì)現(xiàn)狀路網(wǎng)密度、出行距離和時(shí)間、交通可達(dá)性、公交服務(wù)半徑進(jìn)行合理性評(píng)價(jià)， 結(jié)合專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行城市交通的規(guī)劃預(yù)測(cè)、出行分布和流量分配決定選擇超市的開(kāi)設(shè)地點(diǎn)[3]。

3.4 GIS在規(guī)劃管理中的應(yīng)用

GIS和日常管理幾乎是形影不離。在管理初期可以將所有信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，建立城市環(huán)境數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量檢驗(yàn)、查詢(xún)、顯示、統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)更新等方面功能；與影像相結(jié)合實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息的疊加，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息及時(shí)掌握，實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境信息的統(tǒng)一管理，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)及監(jiān)測(cè)技術(shù)掌控環(huán)境變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，尤其在城市建設(shè)用地審批階段，可借助GIS空間分析技術(shù)，使審批人員可以很快地統(tǒng)計(jì)出所圈地塊的面積及有關(guān)屬性信息，了解周?chē)沫h(huán)境、工程布局、占用土地情況等等為規(guī)劃管理提供高效服務(wù)。目前GIS結(jié)合遙感影像已經(jīng)應(yīng)用于執(zhí)法監(jiān)察工作中，利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，重點(diǎn)發(fā)現(xiàn)土地利用的變化區(qū)域，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察資料，可以較為客觀、科學(xué)的進(jìn)行執(zhí)法。

3.5 地圖編輯及制作

隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，電子地圖的利用率越來(lái)越高，電子地圖的方便組合、移動(dòng)、縮放、攜帶、傳送、編輯修改等特點(diǎn)更適合各行各業(yè)的需求，因此電子地圖已經(jīng)成為規(guī)劃、土地、交通、水利等行業(yè)首選的工具。城市規(guī)劃本身也包含的多種圖，如現(xiàn)狀圖、區(qū)位圖、規(guī)劃圖、評(píng)價(jià)圖等。傳統(tǒng)的線劃地圖不僅建立周期長(zhǎng)，更新困難，而且比較抽象，已經(jīng)從原始信息中篩去了很多環(huán)境成分。因此，利用GIS的專(zhuān)題制圖功能，可將城市變化過(guò)程用直觀的圖件形式予以顯示、制作更新。

4 應(yīng)用中存在的問(wèn)題

4.1 國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)規(guī)劃方式的約束。目前，在城市規(guī)劃的實(shí)際工作領(lǐng)域，仍以傳統(tǒng)的規(guī)劃為主，對(duì)背景分析、趨勢(shì)預(yù)測(cè)、論證、影響評(píng)價(jià)的要求不高，在規(guī)劃編制的工作與成果中體現(xiàn)得并不多。

4.2 城市規(guī)劃本身性質(zhì)的限制。城市規(guī)劃本身包含了社會(huì)和物質(zhì)兩方面因素的內(nèi)容，有些問(wèn)題存在著主觀性、隨機(jī)性和抽象性的特點(diǎn)。在目前的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)、政治體制下，人們規(guī)劃的重點(diǎn)仍是解決形態(tài)、布局的問(wèn)題， 方案的選擇、政策的制定主觀影響因素強(qiáng)。同時(shí)，城市規(guī)劃工作的具體過(guò)程是不固定的，很多工作的內(nèi)容不規(guī)范。而GIS的運(yùn)行需要一個(gè)固定和絕對(duì)的環(huán)境，這也對(duì)GIS的應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)使GIS處理比較困難。因此，城市規(guī)劃的特性決定了GIS在城市規(guī)劃中應(yīng)用的局限。

4.3 人才問(wèn)題是重要的制約因素。計(jì)算機(jī)技術(shù)引人到城市規(guī)劃行業(yè)，往往是從非規(guī)劃專(zhuān)業(yè)人員開(kāi)始的，有些人從習(xí)慣的角度進(jìn)行規(guī)劃，往往懂計(jì)算機(jī)的不懂規(guī)劃、懂規(guī)劃的不懂計(jì)算機(jī)，這些都對(duì)GIS的應(yīng)用帶來(lái)很大影響。

4.4 GIS的應(yīng)用軟件的通用性，GIS的軟件有多重，在規(guī)劃人員做規(guī)劃時(shí)往往發(fā)生今年用一套軟件明年用另一套軟件導(dǎo)致本來(lái)就不懂計(jì)算機(jī)的規(guī)劃人員應(yīng)用難度很大、并且數(shù)據(jù)的類(lèi)型不統(tǒng)一甚至數(shù)據(jù)在相互轉(zhuǎn)換間容易丟失內(nèi)容等，建議各類(lèi)規(guī)劃或者數(shù)據(jù)盡量使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式。

4.5 數(shù)據(jù)利用率較低。各類(lèi)數(shù)據(jù)資源不能共享使數(shù)據(jù)不能在不同的部門(mén)、機(jī)構(gòu)、組織、集團(tuán)之間共享交換使用，降低了數(shù)據(jù)的利用率，提高了整個(gè)系統(tǒng)的平均費(fèi)用，從而提高了社會(huì)的總費(fèi)用。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的綜合發(fā)展，GIS 技術(shù)幾乎應(yīng)用到城市規(guī)劃的每一環(huán)節(jié)中，明顯的提高了城市規(guī)劃的準(zhǔn)確性、方便了城市規(guī)劃、提高了城市管理的效率，為決策者提供科學(xué)的依據(jù)。因此，要加大GIS在城市規(guī)劃及各行業(yè)的應(yīng)用，充分發(fā)揮其高效、便利、科學(xué)持續(xù)的巨大潛力，使之成為推動(dòng)城市規(guī)劃、管理、發(fā)展的新動(dòng)力，使城市規(guī)劃更加滿足現(xiàn)代化城市的需要。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：楊艷靜（1980-），女，內(nèi)蒙古，碩士，工程師，主要從事地理信息相關(guān)方面工作。