城市地理信息系统及其发展对策

城市地理信息系统及其发展对策

(论文)

班级：地信10-1

学号：311005030124

姓名：薛山

学院：测绘学院

2012年12月日城市地理信息系统及其发展对策

摘要：城市地理信息系统(UGIS)是将反映城市现状、规划、变迁的各类空间数据(如地形、地貌、建筑、道路、综合管线等)以及描述这些空间特征的属性数据通过计算机进行输入、存储、查询、统计、分析、输出等的一门综合性空间信息系统。它是城市基础设施之一，也是一种城市现代化管理、规划和科学决策的先进工具。

1、城市地理信息系统的主要功能

城市地理信息系统具有地理信息系统（GIS ）通用的六种功能，数据获取、转换和编辑、数据集成、数据结构重构和数据转移、查询检索、空间分析、空间显示和成果输出。此外，城市GIS 对功能有着特殊要求，主要体现在对大比例、高精度数据的获取和分析，对多维空间数据的存贮和集成，对时空数据的存贮和复合。城市地理信息系统对空间分析层次要求更高，既重视模型分析能力，又重视模型对策略优化的支持。随着理论和技术的发展，城市地理信息系统将会具有空间数据误差检验和分析，快速更新大比例数据库，模型与数据的一体化，和广义空间模型分析等功能。

2、城市地理信息系统的内容、模型和界面

城市地理信息系统是一个多学科的组合，既有自然，也有社会、经济，既有技术也有科学，所以城市地理信息系统除了解决诸如信息的压缩、存贮、传输、输出等技术问题，也要解决模拟分析、预测、优化等理论问题。城市是一个集人文、自然、经济、环境为一体的复合系统，城市地理信息系统可以看做是对城市系统的模拟，城市信息系统（包括非地理信息和地理信息），应该是对城市系统物理结构的模拟，也就是要模拟城市的社会、经济、人口、设施、生态、资源要素空间结构，是对城市静态特性的描述。而用于模拟、预测、分析、优化的模型体系应该是对城市功能信息的模拟，是描述了城市动态特性。系统的另一个组成部分是驱动界面，驱动界面必须解决两方面的问题，既要完成模型和地理信息系统的接口，又要完成用户和系统的接口。

3、城市地理信息系统在总体规划中的应用

城市总体规划大致可分为资料收集、现状调查、现状分析、预测分析、适宜性评价、方案制作、方案评审、成果整理等多个阶段。原则上,城市规划信息系统可以适合现状分析及后期各阶段的工作。

(1)现状分析、评价及发展预测。

通过对现状的自然环境、土地利用、道路、建筑物、经济数据等的定性、定量、定位进行分析,辅以适当的数学模型加以论证,可以对城市各要素的现状进行评估和评价,从中找出城市发展的动力因素和制约因素,进而提出促进城市发展的建议和措施。还可以预测城市及各要素的发展趋势,为规划者和城市决策者提供参考,以便在以后的规划决策中既能充分利用城市发展的有利条件,因势利导,促进城市的健康快速发展,同时又能避免各种不利因素对城市发展的阻碍,使城市的发展既满足自身生长的客观规律,又可以满足人们的不同需求。

(2)规划方案的生成与比较。

城市总体规划一般要求进行多个方案比较,以便形成更加科学、合理且符合实际、切实可行的规划方案。UGIS允许计算机改变传统的手工制图方式,使设计及方案修改、变更等工作变得方便、快捷、明了。利用UGIS的屏幕数字化和人机交互的功能,可以方便地实施某些城市要素的规划设计,包括城市交通网的结构和布局、用地发展方向选择和布局、城市基础设施(供水、排水、供电、通讯等)的规划布局和综合协调等。同时UGIS的分析计算模块可以及时、准确地计算出总体规划中需要的各种技术经济指标,包括用地平衡表、土地利用率、投资估算等。从而通过比较得出各规划成果的指标与国家标准、相邻主要城市相应指标的差异以及方案的经济性。

在多方案进行比较中运用UGIS可以节省大量的人力、物力和财力,并且更方便和精确,并具有较强的时效性。同样地,我们还可进行城市现状及规划方案的环境质量影响状况评价,居住

方便性、灾害风险、工程合理性、经济性等的分析。

(3)规划成果的输出。

由机助制图生成规划成果,包括文字报告及二维图件、三维模拟等,这是目前最成熟、最普及的UGIS功能模块。不但解放了规划师,使其不必耗费过多的精力于制图和编写相关报告上,同时也使规划成果更加美观、标准,更易被非规划专业人士理解。但值得注意的是,我们不能认为这就是UGIS的全部而走入误区。

4、城市地理信息系统面临的挑战

机遇往往伴随着挑战，UGIS发展将面临许多方面的挑战。实际上，UGIS发展面临的挑战不是技术问题，最根本的还是空间数据及其共享的问题，归根结底是管理体制和观念的问题。

空间数据的形式、内容、质量、现势性及空间数据的共享问题，是制约当前UGIS 发展的最大问题。空间数据不同于一般的非空间数据，其主要来源是地形图、地籍图、房产图及其它专题地图，其采集需要专业的人员和采用复杂的技术手段，而且工作量大、投资大，其工作主要由测绘部门承担，由政府管理和投资。

国内现有的地形图图式主要沿用苏联的标准，图式复杂，主要满足手工制图的要求，现有的大多数GIS软件制图功能都难于达到这一标准，出现了一些国外的GIS软件水土不服的情况，而开发人员则要花费大量的精力解决制图问题，而忽略了数据内容，导致90年代中期，CAD软件在GIS应用中盛行。但CAD软件善于表现形式，能够在形式上满足人们对地图的要求，而不善于表现内容，系统应用拓宽时，要提取专题数据和进行分析，却非常困难。另外，CAD软件虽然编辑和修改数据非常方便，但数据对象及它们之间逻辑关系缺乏约束，系统运行几年下来，数据是一团乱麻，存在隐患。因此，90年代后期，GIS的软件又重新得到重视。但是，如果不从根本上解决地形图的图式问题，城市GIS的发展要取得突破，将是非常困难的，可以说，现有的地形图图式制约着城市GIS的发展，现在到了改变这种只重表现形式，而不重视数据内容的观念的时候了。

5、城市地理信息系统的相应对策

(1)有针对性地展开UGIS模块的开发与应用。不求大而全,而应力求实用、方便。如今,控件GIS和网络GIS的兴起正为这项措施的实施提供了条件。只有开发完善的用户界面,设计出各种业务管理与决策分析的查询、统计和分析功能模块,才能满足城市规划与管理科学化、现代化要求。

(2)标准化。应尽快统一全行业的标准。包括软件标准化、数据分类及编码的标准化、数据结构及格式标准化、图示、图例及报表标准化等。

(3)全面开展应用培训,培养各层次的专业人才。包括模块开发人员、管理维护人员、应用人员等。

6、结语

城市规划与管理的基本目标始终是保障城市的健康发展,为人们创造优美宜人的生存环境。而迅猛发展的UGIS技术,已成为数字化和信息化多源城市空间信息的统一载体,为城市规划与管理提供了方便,提高了规划、管理与决策的效率和质量。如何充分利用和挖掘UGIS 潜力,使之与城市规划与管理更好地结合在一起,造福于全社会,是目前亟待解决的问题。因此,应充分认识到目前UGIS发展存在的问题与不足,加快相关技术的研究与开发,跟上“信息化、数字化”时代的步伐。