gis在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

前言

?城市規(guī)模的迅速發(fā)展給城市規(guī)劃管理帶來不少難題，如房?jī)r(jià)高漲、交通擁堵、環(huán)境惡化、教育資源分布不均等。這對(duì)城市規(guī)劃、建設(shè)和管理也提出越來越高的要求，傳統(tǒng)的以手工作業(yè)為主的城市規(guī)劃、建設(shè)和管理方式已越來越不適應(yīng)城市發(fā)展的需要。地理信息系統(tǒng)GIS（Geographic Information System）作為一門新興學(xué)科，集計(jì)算機(jī)科學(xué)、測(cè)繪遙感學(xué)、信息學(xué)、地理學(xué)等多門科學(xué)為一體，可以對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、存儲(chǔ)、檢索運(yùn)算、分析、建模、顯示和輸出。隨著GIS技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步對(duì)規(guī)劃管理要求的提高，GIS技術(shù)與規(guī)劃管理愈來愈緊密結(jié)合，GIS利用新的科學(xué)方法和手段正推進(jìn)城市規(guī)劃編制和管理工作標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，使城市規(guī)劃管理走向定量化、定位化、科學(xué)化和自動(dòng)化道路，建立為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的輔助決策系統(tǒng)，為市民提供便捷高效的服務(wù)。作為“數(shù)字城市”工程的核心技術(shù)，GIS可普遍應(yīng)用于城市規(guī)劃實(shí)踐的各方面。GIS具有反映地理空間關(guān)系及綜合、統(tǒng)計(jì)各種空間和屬性數(shù)據(jù)的能力，為地理自然資源與環(huán)境的開發(fā)提供了先進(jìn)技術(shù)手段，它的普遍應(yīng)用將使城市規(guī)劃工作走上自動(dòng)化、科學(xué)化的道路。

GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

在規(guī)劃編制中的應(yīng)用

城市規(guī)劃編制是指根據(jù)國(guó)家的城市發(fā)展建設(shè)方針以及城市的自然條件和建設(shè)條件，合理確定城市發(fā)展目標(biāo)、城市性質(zhì)、規(guī)模和布局，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)土地利用空間配置和城市產(chǎn)業(yè)及基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃布局。利用Arc GIS可以在現(xiàn)場(chǎng)踏勘時(shí)收集各種相關(guān)資料，并錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便于實(shí)施城市規(guī)劃信息的查詢與管理；可以方便的計(jì)算經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，例如面積、綠地率、容積率、建筑密度、人口密度；可以利用疊加分析功能和地圖運(yùn)算進(jìn)行輔助問題分析，以求直觀、快捷的效果。

GIS在規(guī)劃數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用

GIS具有海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理功能，這一點(diǎn)是GIS技術(shù)在城市規(guī)劃管理中被廣泛應(yīng)用的原因。在城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)中都建有基于GIS的規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫(kù)，都有綜合信息平臺(tái)。綜合信息平臺(tái)是規(guī)劃建設(shè)的骨干工程，其核心是建立一套統(tǒng)一、集成、共享的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和電子化協(xié)同工作機(jī)制，根據(jù)功能和服務(wù)對(duì)象的不同，分為協(xié)同辦公系統(tǒng)、綜合“一張圖”系統(tǒng)和綜合監(jiān)管系統(tǒng)3個(gè)部分，在各項(xiàng)管理工作中發(fā)揮著重要的作用。目前，在城市規(guī)劃管理領(lǐng)域中GIS 已經(jīng)成為城市現(xiàn)代化的標(biāo)志與重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，主要用于城市動(dòng)態(tài)管理和對(duì)城市重大問題、突發(fā)性事件進(jìn)行科學(xué)決策的一種現(xiàn)代化的技術(shù)手段。

為規(guī)劃監(jiān)察提供輔助支持

目前，在規(guī)劃管理工作中，為了加強(qiáng)科學(xué)管理，加大違法建設(shè)的查處力度，提高城市規(guī)劃監(jiān)督管理效能和技術(shù)水平，可以根據(jù)DOM進(jìn)行違法建筑的監(jiān)督和管理。具體方案為：通過對(duì)不同時(shí)相的衛(wèi)星影像進(jìn)行對(duì)比分析，將不同時(shí)相衛(wèi)星影像變化區(qū)域處理成變化圖斑，根據(jù)變化圖斑的面積分級(jí)分色顯示。執(zhí)法監(jiān)督局通過（網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)）瀏覽衛(wèi)星影像和不同色彩的變化圖斑，根據(jù)圖斑到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行坐標(biāo)、面積等技術(shù)指標(biāo)的詳細(xì)測(cè)量，再結(jié)合規(guī)劃數(shù)據(jù)和審批數(shù)據(jù)對(duì)圖斑進(jìn)行進(jìn)一步核實(shí)，然后進(jìn)行違法建設(shè)的查處，同時(shí)（在系統(tǒng)中）記錄查處的整個(gè)過程。主要技術(shù)流程如圖4所示，圖5為某一區(qū)域的查處結(jié)果。

GIS在城市三維可視化中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)發(fā)展至今，二維的表現(xiàn)形式己經(jīng)不能滿足人們?cè)谀承┨厥忸I(lǐng)域的需求，三維地理信息系統(tǒng)己經(jīng)成為新的研究熱點(diǎn)。在規(guī)劃工作中，平面設(shè)計(jì)和繪制規(guī)劃圖紙存在許多局限性，主要有以下幾個(gè)方面：

（1）不能給設(shè)計(jì)人員和用戶提供真實(shí)、直觀、富于真實(shí)感的場(chǎng)景。

（2）不利于規(guī)劃方案的展示。隨著三維GIS技術(shù)的發(fā)展，可以在在二維GIS基礎(chǔ)上進(jìn)行三維可視化表達(dá)的擴(kuò)展，側(cè)重管理大量的一維、二維、三維空間信息和屬性信息、海量的地形、影像、三維模型及其紋理數(shù)據(jù)，同時(shí)延續(xù)GIS系統(tǒng)的空間查詢、分析等功能。這樣以來，規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理人員可以實(shí)時(shí)、交互地觀察不同方案在城市環(huán)境中的效果，可以從不同角度對(duì)不同方案進(jìn)行比較，從而為從空間角度評(píng)價(jià)建筑提供了更加直接、有效的手段。圖6為某城市以該區(qū)域DOM為紋理構(gòu)建的三維模型。

GIS技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃中存在的問題

城市規(guī)劃編制具有多學(xué)科交叉、定性定量分析復(fù)雜、規(guī)劃之間歷史及空間關(guān)聯(lián)緊密和短時(shí)間海量信息快速匯集等特點(diǎn)。城市規(guī)劃的特殊性決定了GIS在城市規(guī)劃中應(yīng)用的局限。GIS的運(yùn)行需要一個(gè)固定和絕對(duì)的環(huán)境，但城市規(guī)劃包含了社會(huì)和物質(zhì)兩方面因素的內(nèi)容，有些問題存在著主觀性、隨機(jī)性和抽象性的特點(diǎn)，GIS處理比較困難。另外，城市規(guī)劃工作的具體過程是不固定的，很多工作的內(nèi)容不規(guī)范。城市規(guī)劃的不固定性要求的是一個(gè)彈性的系統(tǒng)，這也對(duì)GIS的應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。

GIS應(yīng)用于城市規(guī)劃的必然性

（一）城市化的進(jìn)程對(duì)規(guī)劃提出了更高的要求。不斷加快的城市化進(jìn)程使世界的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和人口快速發(fā)展的同時(shí)，也給人類社會(huì)帶來了包括環(huán)境污染、耕地減少、住房擁擠、交通阻塞等在內(nèi)的一系列問題。這些問題的出現(xiàn)加大了城鄉(xiāng)規(guī)劃的工作量，傳統(tǒng)的城市的運(yùn)作方式已跟不上現(xiàn)代化城市建設(shè)的步伐，城鄉(xiāng)規(guī)劃面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，如何用更科學(xué)、合理的方式對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃和管理，GIS技術(shù)就能滿足這種科學(xué)管理方式，它保證了空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，準(zhǔn)確反映了城市的現(xiàn)狀與發(fā)展。

（二）隨著城市規(guī)劃和管理的數(shù)據(jù)增長(zhǎng)加快，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法已不能適應(yīng)城市化進(jìn)程的需要。城市是政治、經(jīng)濟(jì)、文化的集聚中心，它傳遞的信息包括地理、資源、環(huán)境、人口等方方面面，多層次和多樣化數(shù)據(jù)反映著城市現(xiàn)狀和變遷，并處于不斷的更新變化中。傳統(tǒng)方法不能有效的利用、處理和分析這些數(shù)據(jù)，而GIS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)支持處理、分析和有效存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，并利用遙感技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)更新。

（三）城市規(guī)劃管理高質(zhì)量和高效率的要求。城鄉(xiāng)規(guī)劃的任務(wù)是對(duì)城市建設(shè)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境條件等方面進(jìn)行分析，并作出決策。傳統(tǒng)的規(guī)劃管理由于人力、時(shí)間所限，常以常規(guī)分析方法對(duì)城市空間作定性處理，這樣很難對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分地分析。GIS技術(shù)能客觀的、科學(xué)的對(duì)城市相關(guān)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，運(yùn)用各種數(shù)學(xué)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立城鄉(xiāng)規(guī)劃相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，輔助城鄉(xiāng)規(guī)劃和管理。、

GIS應(yīng)用于城市規(guī)劃中的重要作用

（一）GIS使城市規(guī)劃更為直觀和理性

地理信息數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，通過對(duì)道路、建筑、人口等相關(guān)信息的查詢，為城市總體規(guī)劃的編制提供了直觀的規(guī)劃資料。城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理以地理空間數(shù)據(jù)及城市發(fā)展現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，通過開展基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)的測(cè)繪、入庫(kù)與動(dòng)態(tài)更新，建立城鄉(xiāng)規(guī)劃信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)規(guī)劃管理的科學(xué)化與智能化。在規(guī)劃最終成果的制作階段，提供基于GIS標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃成果數(shù)字產(chǎn)品，使規(guī)劃管理部門可以得到直接為GIS系統(tǒng)所接受的規(guī)劃成果，方便規(guī)劃管理部門更好地利用GIS技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為城市建設(shè)與規(guī)劃管理實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化服務(wù)。

（二）GIS具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理和海量分析功能

GIS具有強(qiáng)大的圖形操作功能，支持土地集成化管理，對(duì)城市土地利用狀況及土地權(quán)屬界線信息可以第一時(shí)間掌握，并支持城市土地的合理利用，使城鄉(xiāng)規(guī)劃更具科學(xué)性和透明性。GIS在各地規(guī)劃審批中的應(yīng)用較多。例如通過數(shù)字化制圖后，將海量空間信息以數(shù)據(jù)庫(kù)形式存儲(chǔ)，利用GIS技術(shù)搭建規(guī)劃管理信息系統(tǒng)和圖形繪制系統(tǒng)，支持規(guī)劃業(yè)務(wù)審批，存儲(chǔ)業(yè)務(wù)審批圖文信息；利用城市地理信息系統(tǒng)，在建設(shè)項(xiàng)目報(bào)建時(shí)，通過申請(qǐng)卡，記錄到屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中，制作數(shù)字化地形圖景，并對(duì)建設(shè)工程規(guī)劃進(jìn)行準(zhǔn)確定位，進(jìn)行規(guī)劃審批工作；將適時(shí)更新的影像圖疊加上基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)，開展現(xiàn)狀地圖的繪制，進(jìn)而開展土地利用的調(diào)查分析等。

（三）GIS對(duì)城市規(guī)劃有輔助決策的作用

利用各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，基于GIS環(huán)境的空間查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能，為各類規(guī)劃編制的條件分析、方案制定與評(píng)價(jià)選擇提供空間分析支持和決策輔助。GIS可以輔助規(guī)劃師，通過對(duì)規(guī)劃方案的模擬、規(guī)劃方案的選擇、規(guī)劃方案的評(píng)估等進(jìn)行輔助決策支持。利用GIS有效的管理空間數(shù)據(jù)，進(jìn)行空間可視化分析，以確定商業(yè)中心位置，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行潛在市場(chǎng)的分析。GIS對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃的動(dòng)態(tài)調(diào)整提供技術(shù)支持，GIS可以對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃的實(shí)施進(jìn)行監(jiān)督和反饋，以對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行調(diào)整。例如，對(duì)舊城區(qū)進(jìn)行改造時(shí)，GIS可以對(duì)總建筑物層數(shù)、退進(jìn)變化的高精度三維地理模型進(jìn)行總量的調(diào)查，進(jìn)而開展拆遷分析，預(yù)估拆遷工作量；將GIS利用在城市交通管理信息系統(tǒng)中，統(tǒng)計(jì)分析包括城市道路紅線位置、主干道車輛流量、人行道上流量等具體內(nèi)容，為城市交通管理提供有效信息。