GIS技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用與發(fā)展

馬攀

摘 要 在闡述GIS及城市規(guī)劃的理論上，探討GIS技術(shù)在城市規(guī)劃中的作用，并對GIS技術(shù)在城市規(guī)劃的具體應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 GIS技術(shù)；城市規(guī)劃；信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0109-01

城市規(guī)劃作為一定時期的城市未來發(fā)展藍(lán)圖，是對未來城市的合理布局及綜合安排市政工程建設(shè)的綜合部署，是城市建設(shè)管理的依據(jù)。自20世紀(jì)80年代始，CIS被廣泛應(yīng)用社會各行各業(yè)，城市規(guī)劃是主要應(yīng)用領(lǐng)域，為城市規(guī)劃提供數(shù)據(jù)管理、分析、市政建設(shè)及環(huán)境監(jiān)測，是城市規(guī)劃的重要輔助手段。

1 GIS及城市規(guī)劃概述

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）是在計算機(jī)軟件、硬件系統(tǒng)支持下對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行“采集、管理、運(yùn)算、分析”的計算機(jī)系統(tǒng)。CIS在處理城市規(guī)劃、建設(shè)、環(huán)境、能源等社會問題具有重大優(yōu)勢，因CIS是涵括計算機(jī)科學(xué)、測量學(xué)、地理學(xué)、地圖學(xué)等多門綜合學(xué)科集成的技術(shù)，對城市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等儲存大量信息，其最大特點(diǎn)就是進(jìn)行空間操作，對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存、管理并加以分析。CIS具有數(shù)據(jù)輸入、文本圖形編輯、數(shù)據(jù)管理分析、空間查詢、數(shù)據(jù)輸出與表達(dá)等五項基本功能。

城市規(guī)劃（Urban Planning）是人類在當(dāng)前城市發(fā)展中對未來人類生活空間做出的空間意志安排，從大范圍而言可涉及到國土、城市區(qū)域規(guī)劃，從小范圍而言可涉及到建筑群體空間規(guī)劃。城市規(guī)劃是一定時期內(nèi)的社會發(fā)展意識形態(tài)，可調(diào)控城市空間資源、指導(dǎo)城市建設(shè)，是一個無限循環(huán)的動態(tài)過程。因此，從本質(zhì)上來講，城市規(guī)劃是對城市人居環(huán)境并以城市布局為主要對象的空間規(guī)劃，其根本任務(wù)是確保未來人居環(huán)境，確定城市性質(zhì)、規(guī)模及發(fā)展方向，并對城市各項資源進(jìn)行統(tǒng)籌安排，合理布局，綜合部署，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

2 GIS技術(shù)在城市規(guī)劃的作用

1）GIS為城市規(guī)劃提供直觀和理性的工具。以往在城市規(guī)劃中常用CAD軟件，這是一種圖形編輯強(qiáng)但數(shù)據(jù)管理弱的軟件，一般用來作為城市規(guī)劃繪圖。而CIS具有對數(shù)據(jù)管理分析強(qiáng)及圖形編輯也強(qiáng)的軟件，彌補(bǔ)了CAD軟件的不足，使得數(shù)據(jù)的圖形表現(xiàn)及屬性數(shù)據(jù)空間分析能力有大幅度提升，為城市規(guī)劃提供直觀且理性的工具。

2）GIS對規(guī)劃數(shù)據(jù)的存儲、查詢與管理。CIS具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)儲存、分析功能，不同于一般的數(shù)據(jù)庫，可以管理海量的空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)，并能提供良好的數(shù)據(jù)維護(hù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新及支持多種形式數(shù)據(jù)；同時，CIS還能做到數(shù)據(jù)集中管理、其數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用程序各自獨(dú)立，數(shù)據(jù)冗余度小，使數(shù)據(jù)能得到很好的儲存與管理，其作用應(yīng)用面廣泛。當(dāng)前城市規(guī)劃的數(shù)據(jù)可以分為：規(guī)劃文檔信息、規(guī)劃專業(yè)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)等。利用CIS入庫，可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、查詢、統(tǒng)計、計算、分析、管理、儲存、輸出、顯示等，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理的規(guī)范化與自動化，提高了城市規(guī)劃水平及城市建設(shè)項目的審批質(zhì)量。

3）GIS在規(guī)劃決策中的作用。CIS在城市規(guī)劃中最重要的作用就是進(jìn)行空間分析的決策支持，CIS利用地學(xué)信息能處理空間疊合、插值、緩沖區(qū)及空間鏈接等數(shù)據(jù)管理、空間分析、地圖顯示及空間模型。通過對城市規(guī)劃的空間分析，能很好對城市規(guī)劃方案進(jìn)行模擬、選擇、評估，發(fā)揮著重要的規(guī)劃決策作用。

3 GIS技術(shù)在城市規(guī)劃的具體應(yīng)用領(lǐng)域

1）GIS在城市交通規(guī)劃中的應(yīng)用。CIS在社會中應(yīng)用廣泛，在具體的應(yīng)用中，城市交通規(guī)劃屬于應(yīng)用最多的領(lǐng)域。國外CIS已被應(yīng)用到交通規(guī)劃、交通關(guān)系、道路設(shè)計等眾多方面，極大提高了相關(guān)部門的管理水平，帶來了豐厚的社會效益。在國內(nèi)，北京、上海、深圳、廣東等發(fā)達(dá)城市先后也利用CIS輔助交通規(guī)劃，取得了良好成績。城市交通規(guī)劃主要是交通空間分布及土地使用情況，而這些在CIS數(shù)據(jù)里都能直接反應(yīng)，能很好地輔助管理圖形數(shù)據(jù)庫與交通規(guī)劃數(shù)據(jù)庫。

2）GIS在城市土地利用規(guī)劃中的應(yīng)用。人類對大自然改造最為激烈、最為集中的地域莫過于城市，城市土地利用周期短、變化快，尤其在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天尤為突出，這給城市土地的動態(tài)監(jiān)測工作帶來阻礙，極大影響城市規(guī)劃部及土地管理部的工作效率。CIS具有疊置（Overaly Naalysis）分析功能，通過對不用時間階段的土地遙感圖像進(jìn)行疊加，能清晰動態(tài)反應(yīng)出土地利用變化情況。與此同時，利用CIS的疊置功能，還能對城市中人口密度、經(jīng)濟(jì)狀況、用地等級、城市交通等進(jìn)行分析，提出各項所需數(shù)據(jù)以評估出正確的土地利用情況，使之成為今后土地規(guī)劃利用的重要依據(jù)。這樣一來，CIS就可以制定出正確的城市規(guī)劃目標(biāo)、方向、方案。

CIS對城市規(guī)劃具有重要的作用，作為城市規(guī)劃的有效輔助工具不容置疑。在應(yīng)用上，除上述在城市交通及土地規(guī)劃外，還被作用于城市管理、城市總體及詳細(xì)規(guī)劃中，它們應(yīng)用廣發(fā)與上述基本一致，也就不做過多闡述。

4 GIS在城市規(guī)劃中的發(fā)展

展望未來，必定會CIS、RS、GPS相結(jié)合，GIS與CAD相結(jié)合，三維GIS等為一體的規(guī)劃信息系統(tǒng)，進(jìn)而引導(dǎo)城市未來發(fā)展，提高城市管理水平，是當(dāng)代城市規(guī)劃的必然發(fā)展方向。

1）CIS、RS、GPS相結(jié)合。未來的3S技術(shù)的融合將給城市規(guī)劃帶來新的效果。3S將用以直接的數(shù)據(jù)服務(wù)來對觀測對象進(jìn)行動態(tài)的快速觀測、追蹤、分析與模擬，并進(jìn)行高度的定量描述，進(jìn)而實現(xiàn)短周期、動態(tài)化的檢測效果。在此過程中，還可以加入數(shù)字?jǐn)z影測量機(jī)多媒體技術(shù)，這均將大大提高城市規(guī)劃的動態(tài)監(jiān)測性，實現(xiàn)城市的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2）GIS與CAD相結(jié)合。CAD是一種圖形編輯強(qiáng)但數(shù)據(jù)管理弱的軟件，在20世紀(jì)90年代，CAD經(jīng)歷了從手工繪圖到計算機(jī)繪圖的變革，當(dāng)隨著信息技術(shù)的發(fā)展，CAD的應(yīng)用在目前也只能作為CIS的繪制效果圖數(shù)據(jù)源，輔助CIS進(jìn)行二次開發(fā)，建立專屬的CIS屬性數(shù)據(jù)庫。這二者的結(jié)合將會對城市規(guī)劃中控規(guī)編制帶來重大便利。

3）三維GIS。三維CIS將實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將城市規(guī)劃的模擬更加立體化，效果更加形象化。三維CIS能將擬建的建筑物從外觀、高度、空間形態(tài)整合一體，形成立體三維仿真模型，通過CIS進(jìn)行展示分析，真實再現(xiàn)審批建筑物空間、環(huán)境等關(guān)系的協(xié)調(diào)性，以動態(tài)交互實現(xiàn)建筑設(shè)計的全方位對比，有助于評審專家與決策者選擇更加適合的方案，大大提高了城市規(guī)劃的前瞻性。

綜上所述，CIS在城市規(guī)劃中取得了重大成果，是作為城市規(guī)劃的重要輔助工具，我們相信，未來隨著GIS的不斷變革與政府的支持，CIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用前景將更加廣闊。

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