GIS空間分析功能在城市規(guī)劃設(shè)計中的應用

楊能榜

摘? ?要：我國的城市建設(shè)近些年來得到了長足的發(fā)展，很多城市在過去缺乏科學的規(guī)劃，城市建設(shè)在諸多方面都不匹配。諸如一些企業(yè)從城市外遷到離城市更遠的地方，傳統(tǒng)的城市規(guī)劃是很難改變這些現(xiàn)象的，相關(guān)的設(shè)計人員在規(guī)劃中必然會或多或少地出現(xiàn)瑕疵。GIS恰恰可以彌補規(guī)劃設(shè)計人員的不足，利用GIS強大的數(shù)據(jù)采集、整理和分析功能來進行城市規(guī)劃設(shè)計，為城市規(guī)劃服務(wù)。希望文章能夠為我國的GIS空間分析功能在城市規(guī)劃設(shè)計中的應用相關(guān)研究提供一些有意義的參考作用。

關(guān)鍵詞：地學信息系統(tǒng)空間分析;城市規(guī)劃設(shè)計;應用

1? ? GIS的概念

地學信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是一種特定的、十分重要的空間信息系統(tǒng)。其是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

2? ? GIS的特點

GIS技術(shù)主要由數(shù)據(jù)獲取與管理、數(shù)據(jù)傳播和數(shù)據(jù)分析處理幾部分組成，具體表現(xiàn)在：通過遙感和航天拍攝，收集圖片信息，并利用軟件等技術(shù)手段對照片進行處理，獲取大量準確可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);利用現(xiàn)代通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳播信息數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)分析功能主要有空間查詢、數(shù)據(jù)分類、模型數(shù)據(jù)分析等。GIS是一項目前相對較成熟和完善的技術(shù)，可以有效地對地理空間的數(shù)據(jù)進行采集，這是進行數(shù)據(jù)整理和分析的基礎(chǔ)，也是結(jié)果輸出的基礎(chǔ)[1]。GIS的另一個技術(shù)特點是有較強的分析能力和預測能力，可以有效地實現(xiàn)各因素的綜合考量和分析，還可以對系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進行分析和反饋，這種反饋能力可以有效強化GIS進行完善。在過去的很長一段時間內(nèi)，GIS只是一個繪圖軟件、圖像處理軟件，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，GIS的諸多功能開始實現(xiàn)并不斷完善。并且在規(guī)劃設(shè)計院的要求下，GIS也在不斷地改進和完善，以能更好地適應當前城市規(guī)劃的需要，為整個城市的規(guī)劃服務(wù)[2]。

3? ? GIS在城市規(guī)劃中的應用

3.1? GIS在模擬預測中的應用

城市規(guī)劃涉及城市的整體發(fā)展戰(zhàn)略，包括城市方方面面的發(fā)展、發(fā)展趨勢、建設(shè)規(guī)劃和預測。GIS可以利用其技術(shù)通過前期的數(shù)據(jù)采集，利用回歸方程進行數(shù)據(jù)預測，然后利用GIS的空間疊置分析功能、緩沖區(qū)分析、拓撲分析等將所有的要素預測狀況進行綜合分析，從而得出相對合理的預測結(jié)果，GIS是否能夠?qū)Τ鞘幸?guī)劃進行有效模擬預測在于回歸分析的模型是否準確，與GIS的結(jié)合是否匹配[3]。隨著GIS的不斷完善，其各模塊也在不斷完善中，在城市規(guī)劃中的模擬預測也越來越重要。

3.2? GIS在地下空間規(guī)劃中的應用

GIS在地下空間規(guī)劃中的作用巨大，其擁有大量的地下空間的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過對GIS地下空間數(shù)據(jù)的整理和分析，并找到與其相關(guān)的地上建筑物的一系列相關(guān)數(shù)據(jù)，分析地下空間和地上建筑物的關(guān)系，進而進行綜合的分析和判斷。地下空間的規(guī)劃和施工是一項難度較大的事情，通過GIS可以大大降低地下空間的規(guī)劃和施工難度，GIS利用其有效的大量數(shù)據(jù)，利用當前先進的計算機技術(shù)對地下空間進行彩色圖像的構(gòu)建?？梢杂行У貙崿F(xiàn)整個地下空間的位置和空間定位，進而形成完整的地下空間規(guī)劃資料和技術(shù)歸納。GIS還可以通過其文字記錄、圖片記錄、影像記錄等功能對當前的地下空間進行完整的、更有效的記錄，進而為地下空間的規(guī)劃進行服務(wù)。

3.3? GIS在交通規(guī)劃中的應用

GIS在交通規(guī)劃中也可以發(fā)揮重要的作用，但必須建立在和交通管理系統(tǒng)進行匹配的基礎(chǔ)上。要想實現(xiàn)GIS和交通管理系統(tǒng)的有效匹配，首先必須要構(gòu)建完整的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，諸如道路的寬度、限制速度、機動車輛數(shù)量、人流數(shù)量等。其次，通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整合和分析，最終可以實現(xiàn)對交通狀況的全面監(jiān)控，進而發(fā)現(xiàn)當前交通系統(tǒng)存在的問題，GIS恰恰可以有效解決當前交通系統(tǒng)存在的瑕疵[4]。GIS還有一個重要的功能就是可以預測交通規(guī)劃中存在的瑕疵和需要改進的地方，進而進行提前預判和干預，為交通系統(tǒng)的不斷完善進行服務(wù)。

3.4? GIS在城市景觀規(guī)劃中的應用

GIS在城市景觀規(guī)劃中的應用同樣是較普遍的，其可以根據(jù)城市的某區(qū)域的小區(qū)數(shù)量、人口數(shù)量、周圍綠化情況、經(jīng)濟商業(yè)配備情況、教育資源情況等等進行相關(guān)的數(shù)據(jù)的搜集、整理和分析，最終形成一個完整、直觀、全面的圖層。有了這個基層圖層，設(shè)計人員可以根據(jù)客戶的要求增加或者縮減當前的圖層，以符合當前客戶對景觀規(guī)劃的具體需求[5]。GIS還可以對已經(jīng)做好的景觀規(guī)劃隨時作出調(diào)整，并可以做出若干的設(shè)計方案，以供相關(guān)專家和客戶的選擇，以做出最適合、最匹配的需求方案。

3.5? GIS在城市防洪規(guī)劃中的應用

GIS在防洪規(guī)劃中的應用主要是指有較大河流或者湖泊在城市中的城市規(guī)劃。我國是一個幅員遼闊的國家，長江和黃河是我國兩大河流，其支流都流經(jīng)我國很多城市，尤其是一些城市的河流水量較大。在這樣的背景下，研究城市的防洪規(guī)劃就顯得意義重大了。在過去很長的一段時間內(nèi)，我國涉河城市的規(guī)劃往往對河流的考慮不夠，甚至都沒有考慮河流對城市的影響，導致我國很多城市的防洪規(guī)劃十分糟糕。通過GIS的利用，在對城市的防洪規(guī)劃設(shè)計中，可以建立有效的模擬模型，通過河流歷年的流水量分析最大流水量的年份和月份，并找出其中的相關(guān)規(guī)律[6]。采集和整理數(shù)據(jù)后，才能有效地做出防洪設(shè)計，例如堤壩的高度，附件橋梁的涉水深度，城市下水道的排水能力等。

4? ? GIS在城市規(guī)劃中的作用

4.1? 更科學的用地規(guī)劃

土地是一個城市最為重要的資源，一塊土地到底是工業(yè)用地還是商業(yè)用地抑或是住宅用地，對周邊有著截然不同的影響。隨著GIS技術(shù)在城市規(guī)劃中的應用，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的整理和分析，可以更好地對土地進行規(guī)劃，減少不必要的資源浪費。

4.2? 加強城市規(guī)劃分析的準確度

城市規(guī)劃最為重要的一個任務(wù)就是大數(shù)據(jù)調(diào)查，并要對這些數(shù)據(jù)進行整理和分析。主要是對技術(shù)經(jīng)濟、自然條件、已有建筑、工程設(shè)施、環(huán)境等多方面進行分析，而通過應用GIS軟件技術(shù)的空間查詢功能、數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能、制圖功能可有效地對城市多領(lǐng)域的空間信息進行統(tǒng)計、分類、比例計算，使其形成圖表繪制出科學合理的專題圖。只有在精確的城市規(guī)劃分析基礎(chǔ)之上，才能有效地對城市規(guī)劃形成方案，才能更好地為城市規(guī)劃進行服務(wù)，為整個城市的發(fā)展進行服務(wù)。

4.3? 輔助城市規(guī)劃分析和設(shè)計

輔助規(guī)劃設(shè)計主要是對城市道路網(wǎng)的生成、市政工程管線設(shè)計與地塊劃分進行完善。如對于道路網(wǎng)的生成工作，其主要是通過把地形圖與用地功能區(qū)劃圖疊加顯示后，能夠在新專題層確定城市道路的中心線，進而構(gòu)成路網(wǎng)數(shù)據(jù)層，然后再合理運用緩沖器功能依照紅線寬度形成自動道路紅線，有利于自動計算與統(tǒng)計道路的長、寬、面積等[7]。

4.4? 提高城市規(guī)劃方案的評選能力和效果

在傳統(tǒng)的城市規(guī)劃方案評選中，人的因素對規(guī)劃方案的評選有著重要的影響，主觀性比較強。通過GIS的參與，可以大大提高規(guī)劃方案必選的客觀性，通過GIS的一系列數(shù)據(jù)的分析和判斷，就能夠分析場地的相關(guān)情況并幫助規(guī)劃設(shè)計方案評選人員進行判斷和選擇，大大提高了城市規(guī)劃方案的評選效果。利用GIS系統(tǒng)為城市規(guī)劃方案評選已經(jīng)成為當前眾多規(guī)劃設(shè)計部門的選擇，并且取得了良好的效果。

5? ? 結(jié)語

總而言之，GIS是更科學、更合理的城市規(guī)劃手段，相較過去傳統(tǒng)的城市規(guī)劃手段，GIS是利用當前最科學和合理的大數(shù)據(jù)方法進行數(shù)據(jù)采集、整理和分析的。一方面，GIS可以大大提高城市規(guī)劃的效率，減輕了相關(guān)工作人員的工作負擔。另一方面，GIS可以大大優(yōu)化城市規(guī)劃的效果，使得城市規(guī)劃更合理、更完善。對于城市規(guī)劃從業(yè)人員來說，必須對GIS有一個科學、合理和全面的認識，只有從思想認識上高度的重視，才可能在實際行動上對GIS更好地學習，才能更好地掌握，進而為城市規(guī)劃進行有效的服務(wù)，建設(shè)一個美麗、和諧、科學規(guī)劃的城市。

[參考文獻]

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[3]楊新榮.GIS空間分析功能在城市規(guī)劃設(shè)計中的應用初探[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015（11）：37.

[4]梅曉慶.GIS空間分析功能在城市規(guī)劃設(shè)計中的應用分析[J].房地產(chǎn)導刊，2019（12）：20.

[5]王滔.探討GIS空間分析功能在城市規(guī)劃設(shè)計中的運用問題[J].房地產(chǎn)導刊，2014（29）：25.

[6]魯斐棟，譚少華.城市住區(qū)適宜步行的物質(zhì)空間形態(tài)要素研究—基于重慶市南岸區(qū)16個住區(qū)的實證題.[J]房地產(chǎn)導刊，2014（29）：37.

[7]孫育梅，孔金霞.BIM+GIS組合在城市建筑規(guī)劃的應用研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（17）：45.

Application of GIS spatial analysis in urban planning and design

Yang Nengbang

（Shijiazhuang Tiedao University， Shijiazhuang 050043， China）

Abstract：Chinas urban construction has been developed by leaps and bounds in recent years， many cities in the past lack of scientific planning， urban construction in many aspects do not match. For example， we can often see some businesses moving from outside the city to farther away from the city. Traditional urban planning is very difficult to change these phenomena， the relevant designers in the planning will inevitably appear more or less defects. GIS can make up for the shortcomings of planning designers， using GISs powerful data collection， sorting and analysis functions to carry out urban planning design， for urban planning services. In the hope that this paper can provide some meaningful reference role for the application of GIS spatial analysis function in urban planning and design.

Key words：geographic information system spatial analysis; urban planning and design; application