基于GIS 地理信息系統(tǒng)的智能城市規(guī)劃設(shè)計(jì)解析

王潘峰

（中城航遙（北京）信息工程有限公司煙臺(tái)分公司，山東 煙臺(tái) 264000）

0 引言

隨著我國城市化前進(jìn)步伐的不斷加快，我們?cè)诔鞘薪ㄔO(shè)中面臨的問題、涉及的內(nèi)容也越來越復(fù)雜。但隨著GIS 技術(shù)在我國各個(gè)城市的建筑規(guī)劃中被大量應(yīng)用，這一技術(shù)改善了城市建設(shè)混亂無目的的現(xiàn)狀。同時(shí)其應(yīng)用使我國城市化進(jìn)程得到加快，該技術(shù)作為一套完整的系統(tǒng)可以對(duì)城市地理模型進(jìn)行分析，使工作人員可以得到更好的城市地理數(shù)據(jù)，使資源和設(shè)備可以進(jìn)行合理的分配。本文主要探究GIS 技術(shù)在國內(nèi)外城市規(guī)劃中的應(yīng)用，希望本文可以為GIS 技術(shù)在以后的實(shí)際應(yīng)用中起到較好的推動(dòng)作用。

1 GIS 地理信息系統(tǒng)的概念

GIS 地理信息系統(tǒng)屬于測(cè)繪技術(shù)的范疇，是指利用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)一定空間內(nèi)的地理信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、分析的技術(shù)系統(tǒng)。該技術(shù)能夠在傳統(tǒng)地圖的基礎(chǔ)上增加數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析以及查詢功能，在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)用GIS 地理信息系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)城市的智能化管理，而且能夠使城市規(guī)劃設(shè)計(jì)更加科學(xué)。

2 GIS 地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.1 三維出圖性

在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中，通常采用CAD 輔助制圖技術(shù)。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，出圖形式為二維平面圖形，3D 建模功能并不完善[1]。相比CAD 制圖技術(shù)，GIS 技術(shù)能夠?qū)⒊鞘幸?guī)劃設(shè)計(jì)思維轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體模型，城市規(guī)劃設(shè)計(jì)人員可將創(chuàng)新性設(shè)計(jì)思維轉(zhuǎn)化為三維模型，并通過GIS 的分析功能，提高城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的適宜性及有效性。

2.2 較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力

GIS 地理信息系統(tǒng)能夠收集海量信息，并通過特定的算法對(duì)此類信息進(jìn)行分析及處理。城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中需要合理利用城市的土地資源，因此需要以城市土地?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，合理劃分城市土地的功能。應(yīng)用GIS 地理信息系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)城市土地?cái)?shù)據(jù)的全面收集。同時(shí)，GIS 技術(shù)不僅能夠分析平面信息，還能夠分析空間信息，具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)更新能力，不僅能夠幫助設(shè)計(jì)人員調(diào)整城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，還能夠?qū)崿F(xiàn)城市土地資源的整體規(guī)劃。

2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)性

GIS 技術(shù)本身具有三維出圖性的特點(diǎn)，能夠從多層面、全方位展示城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，將GIS 技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（即VR技術(shù)）聯(lián)用能夠整合計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能及人體交互技術(shù)，將虛擬城市與現(xiàn)實(shí)城市結(jié)合起來，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以仿真、電子等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為支撐，通過模擬城市現(xiàn)實(shí)的環(huán)境及城市中的人、物，使用戶能夠通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲得人機(jī)交融的體驗(yàn)[3]。如在城市建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中，基于測(cè)繪、研究數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為場(chǎng)景，使用戶感受城市建筑的布局。

3 信息時(shí)代對(duì)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要性

3.1 增強(qiáng)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的規(guī)范性

通過信息化平臺(tái)的構(gòu)建，為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)提供更多資料和依據(jù)，科學(xué)評(píng)判城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理性，提高城市規(guī)劃設(shè)計(jì)水平。另外，借助信息化平臺(tái)，可對(duì)城市現(xiàn)狀加以細(xì)致分析，并對(duì)未來發(fā)展方向有進(jìn)一步的了解，這為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)目標(biāo)的確定提供一定的助力，加強(qiáng)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的可行性。信息化平臺(tái)的落實(shí)對(duì)城市信息數(shù)據(jù)實(shí)施匯總和分區(qū)管理，并構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，讓設(shè)計(jì)人員可隨時(shí)隨地調(diào)取所需資料，展開分析工作，為城市規(guī)劃方案的編制提供幫助，為城鄉(xiāng)建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。由此可知，信息時(shí)代下的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)，規(guī)范性得到有效提升，規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容更加清晰、完善，為日后建設(shè)和發(fā)展帶來積極的作用。

3.2 完善規(guī)劃體制，避免盲目擴(kuò)張

目前一些城市在規(guī)劃建設(shè)中將重點(diǎn)放在利益增長(zhǎng)上，存在盲目擴(kuò)張的情況，這導(dǎo)致城鄉(xiāng)發(fā)展差距逐漸拉大，居民生活存在較大矛盾，難以滿足城市規(guī)劃目標(biāo)要求。為此，有必要建立完善的規(guī)劃體制，對(duì)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)給予合理的約束和控制，根據(jù)城市實(shí)況有針對(duì)性地開展規(guī)劃作業(yè)，做到空間、資源的合理利用，從而減少浪費(fèi)的問題產(chǎn)生，推動(dòng)城市的全面發(fā)展。

3.3 促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)

在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些環(huán)境問題，如水環(huán)境污染、水資源浪費(fèi)等，相關(guān)部門雖然也對(duì)這些問題提出有效的整改意見和措施，但由于部門職能的差異，在整改和管理上存在差異性，整體處理效果不佳。而在信息時(shí)代下，借助信息技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)各部門的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一管理，在問題處理上快速完成資料和意見的傳輸，加強(qiáng)整改方案的可行性，高效解決存在的各種問題，促進(jìn)城市建設(shè)規(guī)劃的綜合性發(fā)展以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面進(jìn)步。

4 GIS 技術(shù)在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 城市總體規(guī)劃設(shè)計(jì)

從城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的角度來看，在城市規(guī)劃過程中積極使用地理信息分析技術(shù)以促進(jìn)選址任務(wù)和設(shè)計(jì)工作是有利的。在這個(gè)過程中，不斷加強(qiáng)管理控制和輔助決策作用的有效發(fā)揮，在有效利用發(fā)展基礎(chǔ)的過程中，有必要系統(tǒng)分析土地利用性質(zhì)的變化與自身財(cái)產(chǎn)之間的關(guān)系。同時(shí)也可以通過數(shù)據(jù)監(jiān)督，在實(shí)際執(zhí)行城市規(guī)劃和建設(shè)項(xiàng)目的過程中，通過代表各個(gè)地區(qū)的土壤特性和規(guī)劃需求，加深對(duì)地籍權(quán)屬關(guān)系變化和環(huán)境變化的理解。

4.2 自然條件分析

運(yùn)用GIS 技術(shù)結(jié)合GNSS 及RS 技術(shù)，以城市土地調(diào)查的圖件和數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源，結(jié)合遙感圖像處理和識(shí)別技術(shù)，通過GPS-RTK 測(cè)量采集到的控制點(diǎn)坐標(biāo)，在遙感圖像上對(duì)城市的規(guī)劃變化進(jìn)行識(shí)別與分析，從而得到整個(gè)城市的自然區(qū)位條件、土地利用變更信息。3S 技術(shù)可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)城市自然條件變化、土地利用類型的變更，檢查政府總體規(guī)劃和年度用地規(guī)劃的實(shí)施情況，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)自然條件改變以及土地利用變更的匯總數(shù)據(jù)，為整個(gè)城市的規(guī)劃制定提供有力的數(shù)據(jù)保障。

4.3 三維模擬預(yù)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

在與GIS 的相關(guān)功能進(jìn)行有機(jī)連接的過程中，系統(tǒng)內(nèi)容的功能大部分是由數(shù)據(jù)基礎(chǔ)功能進(jìn)行支撐的。在這個(gè)過程中，GIS 結(jié)合空間信息數(shù)據(jù)庫，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選分析管理和可視化展示，海量數(shù)據(jù)為城市規(guī)劃提供可供模擬預(yù)測(cè)分析的原始數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)。通過這一項(xiàng)技術(shù)城市規(guī)劃人員可以更好地對(duì)地理空間數(shù)據(jù)信息進(jìn)行二次挖掘。同時(shí)，越來越多的用戶通過衛(wèi)星定位和導(dǎo)航技術(shù)以及使用三維坐標(biāo)的普及，三維地理信息服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)可以得到更好的利用。用戶通過互聯(lián)網(wǎng)在此平臺(tái)中查詢到城市規(guī)劃具體位置，通過大數(shù)據(jù)集群化不斷加強(qiáng)各項(xiàng)地理空間信息業(yè)務(wù)功能的聯(lián)系，一些城市規(guī)劃系統(tǒng)已經(jīng)將模擬預(yù)測(cè)功能運(yùn)用于其中。與此同時(shí)，城市規(guī)劃人員要通過各項(xiàng)有效獨(dú)立的客戶端網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，加強(qiáng)各類地理信息終端系統(tǒng)的完善，在對(duì)城市測(cè)繪測(cè)量規(guī)劃的各類工作推進(jìn)的過程中，2D 和3D 平面圖的信息管理模型的擴(kuò)展在不斷加強(qiáng)。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)快速構(gòu)建3D 數(shù)字平臺(tái)具有重要的領(lǐng)導(dǎo)意義。

5 城市規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容

5.1 自然生態(tài)平衡設(shè)計(jì)

城市規(guī)劃設(shè)計(jì)正在積極促成綠色發(fā)展，改變重視短期經(jīng)濟(jì)利益而過多侵占城市生態(tài)環(huán)境的情況，追求更合理的生態(tài)城市建設(shè)，為此首先要提高土地利用率，合理開發(fā)土地，保證綠化土地，在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中必須關(guān)注土地資源的整體性、復(fù)合性問題，根據(jù)城市發(fā)展需要對(duì)城市空間合理布局，杜絕土地浪費(fèi)情況發(fā)生，其次要考慮城市綠色容積率，結(jié)合城市實(shí)際土地利用空間結(jié)構(gòu)，將建筑與植物有機(jī)結(jié)合，提高建筑物的生態(tài)價(jià)值，降低城市熱島效應(yīng)，最后要減少環(huán)境污染，利用節(jié)能減排等綠色環(huán)保技術(shù)和材料發(fā)展工業(yè)，加強(qiáng)城市道路的園林景觀設(shè)計(jì)，有效控制污染物排放量，促使人與自然和諧發(fā)展。

5.2 城市道路交通設(shè)計(jì)

城市交通體系是非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施，也是規(guī)劃設(shè)計(jì)必須重點(diǎn)考慮的內(nèi)容，與城市的景觀規(guī)劃、土地規(guī)劃、建筑規(guī)劃等內(nèi)容也大有聯(lián)系，影響著城市功能的發(fā)揮和各項(xiàng)運(yùn)輸和出行活動(dòng)質(zhì)

量，因此城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)人員要基于公共交通的發(fā)展模式進(jìn)行有效改進(jìn)，合理利用土地資源規(guī)劃交通線路，按照道路交通環(huán)境進(jìn)行車道劃分和站點(diǎn)設(shè)置，此外還要考慮城市在交通方面產(chǎn)生的能源消耗，充分利用相關(guān)的綠色能源來提高交通運(yùn)輸能力，并加強(qiáng)道路體系的綠化景觀設(shè)計(jì)，在緩解交通壓力、減少交通擁堵現(xiàn)象的同時(shí)提高城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)的環(huán)保性，使城市交通體系向低碳、低污染物排放的可持續(xù)發(fā)展道路進(jìn)步。

6 結(jié)語

GIS 地理信息系統(tǒng)具有三維出圖性、較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)性、虛擬現(xiàn)實(shí)性等特征，在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用前景?；贕IS 地理信息系統(tǒng)的智能城市規(guī)劃首先要構(gòu)建地理信息數(shù)據(jù)庫，確定地理信息系統(tǒng)的功能后，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行城市規(guī)劃設(shè)計(jì)。