GIS在城市规划中的应用与发展

GIS在城市规划中的应用与发展

1. 引言

城市规划是指导城市建设的蓝图，也是城市建设管理的依据，其在城市的建设和发展过程中的作用越来越受人们重视。随着社会经济的飞速发展，城市建设的步伐进一步加快，传统的城市规划设计、管理和监测手段已经不能满足城市发展的需要。随着计算机与网络技术的发展，城市规划的信息化程度正逐年提高，特别是以GIS技术为核心的城市规划信息系统的推广应用，提高了城市规划管理水平，促进了城市管理的现代化。

2.GIS的概念与基本功能

2.1 GIS的概念

地理信息系统(Geographical Information System)是以采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的计算机空间信息系统。它是一种决策支持系统。GIS具有信息系统的各种特点。它与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息。GIS把空间位置数据与属性数据有机结合起来了，这个突出的特点是其他数据库所不及的。

2.2 GIS的基本功能

2.2.1空间可视化(Spatial Visualization)

(1)空间地物轮廓特征的可视化

地理信息系统强调对现实世界空间关系的模拟，使我们对于在空间中各事物的状态有一个非常直观的感受。无论是在屏幕上展示一幅可以无级缩放和信息查询的地图，还是展现一幅三维的地形模型，都使我们对现实世界空间关系的认识更为直观、具体。

(2)空间地物专题属性信息的可视化

地理信息系统的空间可视化功能还包括对空间分布的地物的属性信息的图形可视化，这一点是由地理信息系统的一个重要特征来保证的，即GIS实现了空间信息和属性信息的集成管理，并能够完善地建立二者之间的联系。

2.2.2空间导向(Spatial Navigation)

一个完善的地理信息系统提供了空间数据库功能，可以以小比例尺查看全局，以中比例尺查看局部，以大比例尺查看细部。在比例尺不断增大的同时，展现给用户的空间信息内容会不断更新。地理信息系统的空间导向功能还可以从空间查询功能中得到体现。

2.2.3 空间思维(Spatial Thinking)

地理信息系统的空间数据库在存贮各地物的空间描述信息的同时，还存贮了地物之间的空间关系，这一特点为进行空间分析提供了基础。地理信息系统的空间思维，就是要利用GIS数据库中已经存贮的信息，通过GIS的工具(例如缓冲区分析、叠置分析)，生成GIS空间数据库中并没有存贮的信息。地理信息系统的空间思维功能能够揭示空间关系、空间分布模式和空间发展趋势等其它类型信息。城市与

区域规划是地理信息系统技术体现空间思维特征的最典型的应用领域。

3.GIS在城市规划中应用现状

3.1 在城市规划编制中的应用

3.1.1 规划方案的可视化

平面设计不利于规划方案的展示，不能给规划人员与用户直观的感受，不能展示规划方案与周边环境之间的关系，规划方案可能会隐藏着不易发现的设计缺陷[1]。利用GIS三维技术，规划人员可以实时交互地观察各方案在城市环境中的效果，可以沿任意角度，任意路线对不同方案加以比较，可以对规划方案与周围山体之间的关系进行分析，对方案中建筑高度、体量、外观以及整个城市的空间关系进行分析，还可以对一些总要的景观进行视线与视域分析，更好地控制好城市的整体景观效果。

3.1.2用地适宜性评价

地形地势是城市规划设计中的一个主要条件，不同的地形是制约和引导规划用地功能的重要因素之一。作为规划者，在方案初始阶段，首先必须研究用地条件，然而当遇到一些用地范围较大的规划，尤其延伸到几平方公里以上的范围的时候，仅仅凭借人在地面的感觉是无法准确把握地形地势条件的，而借助DEM模型可较好地解决这个问题。相对于CAD图中原有信息的二维平面的表现形式，DEM模型可以更加直观地表现基地的情况，从而快速生成准3D模型，并可进行任意角度甚至漫游式的观察。借助GIS独有的高程分析、坡度坡向

分析、拓扑分析等多种分析工具，可有针对性地对基地的用地条件进行客观分析，辅助后期规划方案的决策和设计。

3.1.3公共设施布局优化

城市公共设施是维持城市健康运转的基本保证。目前，大多数城市的公共设施是伴随着城市居住区的开发而建设的，居住区开发中往往从满足自身需求为出发点来配建公共服务设施.由于居住区受规模、形式的限制，居住区配建的公共服务设施不能完全满足城市整体的需求。从大的区域范围看，就会存在很多服务盲区，这些地方缺乏相关公共设施，人口稠密区公共设施布置相对较少等问题。利用GIS 的缓冲区分析，很方便的发现服务盲区，便于规划设计中进行相应的调整，在生成的缓冲区下面再叠加上人口密度图，就能很方便的统计出每个公共设施所需服务的人口，与其现状服务规模进行比较，就能很快知道那些公共设施服务规模不够，需要新建服务设施或扩建规模。利用GIS的缓冲区分析、空间分析和统计功能，可以摆脱传统的根据规范，依据规划师个人经验来进行公共设施规划布局的方法，方便规划设计人员更加科学合理地进行公共设施规划布局。

3.1.4指标数据的统计分析

GIS很好的将空间属性与非空间属性有机的结合在一起，利用GIS技术，我们能非常方便地进行基于空间数据的各类非空间属性的统计分析，非常方便地生成各类技术经济指标表，同时也能生成多种多样的统计专题图，像直方图、柱状图、饼状图、折线图等等。非常方便、直观地进行各类数据的比较分析，为规划人员的规划设计提供

数据支持。例如，在规划范围涉及到旧城区改造的情况下，统计每个街区的现状建设强度可以为合理确定旧城改造的范围、时间安排以及改造强度等决策提供数量化的依据。因此，进行街区建设强度统计对于控制性详细规划、尤其是涉及旧城改造的控制性详细规划工作，是很有帮助的辅助决策手段。

3.2在城市规划管理中的应用

3.2.1城市规划专业数据库

城市规划是以地理空间数据作为其设计与管理的基础，因此，进行城市规划信息系统建设的首要工作就是建立城市规划数据库，动态地存储和管理城市空间信息及各种规划专题信息，为城市规划提供综合性的信息服务，并在此基础上，建立城市规划的空间分析模型，提供决策支持，实现城市规划管理的科学化与智能化。依据城市规划工作的业务性质与相关数据的结构特点，城市规划数据库主要包含3 种类型的数据：基础地理信息，规划专业信息，规划文档信息。

3.2.2规划方案的评价和审核

针对规划方案，进行土地价格分布、土石方填挖平衡、房屋拆迁量计算等经济分析，结合专业模型进行城市外围用地建设适宜性评价、内部用地功能更新时序分析、发展方向与用地布局优化研究，可以预测和评价规划方案的社会效益和经济合理性。

3.2.3日常业务办公与公众信息服务

基于GIS技术的城市规划信息系统是以实现城市建设和管理为主要目标，在功能上支持空间信息的查询、支持规划工作的日常业务