社會的發(fā)展使得城市規(guī)劃在城市發(fā)展過程中的作用和地位越來越重要，一些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用極大地推動了城市規(guī)劃的效果和效率，本文就著重分析了GIS技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用。

　

　《城市與區(qū)域規(guī)劃研究》期刊出版，由清華大學(xué)建筑學(xué)院主辦、商務(wù)印書館出版，旨在從規(guī)劃的視角探討城市與區(qū)域發(fā)展的規(guī)律，推進(jìn)城市與區(qū)域規(guī)劃學(xué)科的發(fā)展。本刊植根中國問題，參照國際規(guī)范，推進(jìn)學(xué)術(shù)研究，倡導(dǎo)人文復(fù)興，致力成為城市與區(qū)域規(guī)劃研究領(lǐng)域人文精神的守望者和思想盛宴的召集者。本刊主要刊載城市與區(qū)域規(guī)劃學(xué)科前沿性、開創(chuàng)性、突破性的研究成果，反映國際最新研究動態(tài)，介紹國內(nèi)外頂尖城市與區(qū)域規(guī)劃學(xué)者的研究經(jīng)歷和科研成果，鼓勵具有長期研究積累、多學(xué)科交叉折原創(chuàng)星研究論文。

　　本文首先闡述GIS的概念和基本功能，在分析GIS在城市規(guī)劃中應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步總結(jié)了GIS在城市規(guī)劃中應(yīng)用發(fā)展。

　　1. 引言

　　城市規(guī)劃是指導(dǎo)城市建設(shè)的藍(lán)圖，也是城市建設(shè)管理的依據(jù)，其在城市的建設(shè)和發(fā)展過程中的作用越來越受人們重視。隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)的步伐進(jìn)一步加快，傳統(tǒng)的城市規(guī)劃設(shè)計、管理和監(jiān)測手段已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的需要。隨著計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，城市規(guī)劃的信息化程度正逐年提高，特別是以GIS技術(shù)為核心的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，提高了城市規(guī)劃管理水平，促進(jìn)了城市管理的現(xiàn)代化。

　　2.GIS的概念與基本功能

　　2.1 GIS的概念

　　地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System)是以采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面(包括大氣層在內(nèi))與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的計算機(jī)空間信息系統(tǒng)。它是一種決策支持系統(tǒng)。GIS具有信息系統(tǒng)的各種特點。它與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲和處理的信息是經(jīng)過地理編碼的，地理位置及與該位置有關(guān)的地物屬性信息。GIS把空間位置數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合起來了，這個突出的特點是其他數(shù)據(jù)庫所不及的。

　　2.2 GIS的基本功能

　　2.2.1空間可視化(Spatial Visualization)

　　(1)空間地物輪廓特征的可視化

　　地理信息系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)對現(xiàn)實世界空間關(guān)系的模擬，使我們對于在空間中各事物的狀態(tài)有一個非常直觀的感受。無論是在屏幕上展示一幅可以無級縮放和信息查詢的地圖，還是展現(xiàn)一幅三維的地形模型，都使我們對現(xiàn)實世界空間關(guān)系的認(rèn)識更為直觀、具體。

　　(2)空間地物專題屬性信息的可視化

　　地理信息系統(tǒng)的空間可視化功能還包括對空間分布的地物的屬性信息的圖形可視化，這一點是由地理信息系統(tǒng)的一個重要特征來保證的，即GIS實現(xiàn)了空間信息和屬性信息的集成管理，并能夠完善地建立二者之間的聯(lián)系。

　　2.2.2空間導(dǎo)向(Spatial Navigation)

　　一個完善的地理信息系統(tǒng)提供了空間數(shù)據(jù)庫功能，可以以小比例尺查看全局，以中比例尺查看局部，以大比例尺查看細(xì)部。在比例尺不斷增大的同時，展現(xiàn)給用戶的空間信息內(nèi)容會不斷更新。地理信息系統(tǒng)的空間導(dǎo)向功能還可以從空間查詢功能中得到體現(xiàn)。

　　2.2.3 空間思維(Spatial Thinking)

　　地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫在存貯各地物的空間描述信息的同時，還存貯了地物之間的空間關(guān)系，這一特點為進(jìn)行空間分析提供了基礎(chǔ)。地理信息系統(tǒng)的空間思維，就是要利用GIS數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)存貯的信息，通過GIS的工具(例如緩沖區(qū)分析、疊置分析)，生成GIS空間數(shù)據(jù)庫中并沒有存貯的信息。地理信息系統(tǒng)的空間思維功能能夠揭示空間關(guān)系、空間分布模式和空間發(fā)展趨勢等其它類型信息。城市與區(qū)域規(guī)劃是地理信息系統(tǒng)技術(shù)體現(xiàn)空間思維特征的最典型的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　3.GIS在城市規(guī)劃中應(yīng)用現(xiàn)狀

　　3.1 在城市規(guī)劃編制中的應(yīng)用

　　3.1.1 規(guī)劃方案的可視化

　　平面設(shè)計不利于規(guī)劃方案的展示，不能給規(guī)劃人員與用戶直觀的感受，不能展示規(guī)劃方案與周邊環(huán)境之間的關(guān)系，規(guī)劃方案可能會隱藏著不易發(fā)現(xiàn)的設(shè)計缺陷[1]。利用GIS三維技術(shù)，規(guī)劃人員可以實時交互地觀察各方案在城市環(huán)境中的效果，可以沿任意角度，任意路線對不同方案加以比較，可以對規(guī)劃方案與周圍山體之間的關(guān)系進(jìn)行分析，對方案中建筑高度、體量、外觀以及整個城市的空間關(guān)系進(jìn)行分析，還可以對一些總要的景觀 進(jìn)行視線與視域分析，更好地控制好城市的整體景觀效果。

　　3.1.2用地適宜性評價

　　地形地勢是城市規(guī)劃設(shè)計中的一個主要條件，不同的地形是制約和引導(dǎo)規(guī)劃用地功能的重要因素之一。作為規(guī)劃者，在方案初始階段，首先必須研究用地條件，然而當(dāng)遇到一些用地范圍較大的規(guī)劃，尤其延伸到幾平方公里以上的范圍的時候，僅僅憑借人在地面的感覺是無法準(zhǔn)確把握地形地勢條件的，而借助DEM模型可較好地解決這個問題。相對于CAD圖中原有信息的二維平面的表現(xiàn)形式，DEM模型可以更加直觀地表現(xiàn)基地的情況，從而快速生成準(zhǔn)3D模型，并可進(jìn)行任意角度甚至漫游式的觀察。借助GIS獨(dú)有的高程分析、坡度坡向分析、拓?fù)浞治龅榷喾N分析工具，可有針對性地對基地的用地條件進(jìn)行客觀分析，輔助后期規(guī)劃方案的決策和設(shè)計。

　　3.1.3公共設(shè)施布局優(yōu)化

　　城市公共設(shè)施是維持城市健康運(yùn)轉(zhuǎn)的基本保證。目前，大多數(shù)城市的公共設(shè)施是伴隨著城市居住區(qū)的開發(fā)而建設(shè)的，居住區(qū)開發(fā)中往往從滿足自身需求為出發(fā)點來配建公共服務(wù)設(shè)施.由于居住區(qū)受規(guī)模、形式的限制，居住區(qū)配建的公共服務(wù)設(shè)施不能完全滿足城市整體的需求。從大的區(qū)域范圍看，就會存在很多服務(wù)盲區(qū)，這些地方缺乏相關(guān)公共設(shè)施，人口稠密區(qū)公共設(shè)施布置相對較少等問題。利用GIS的緩沖區(qū)分析，很方便的發(fā)現(xiàn)服務(wù)盲區(qū)，便于規(guī)劃設(shè)計中進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，在生成的緩沖區(qū)下面再疊加上人口密度圖，就能很方便的統(tǒng)計出每個公共設(shè)施所需服務(wù)的人口，與其現(xiàn)狀服務(wù)規(guī)模進(jìn)行比較，就能很快知道那些公共設(shè)施服務(wù)規(guī)模不夠，需要新建服務(wù)設(shè)施或擴(kuò)建規(guī)模。利用GIS的緩沖區(qū)分析、空間分析和統(tǒng)計功能，可以擺脫傳統(tǒng)的根據(jù)規(guī)范，依據(jù)規(guī)劃師個人經(jīng)驗來進(jìn)行公共設(shè)施規(guī)劃布局的方法，方便規(guī)劃設(shè)計人員更加科學(xué)合理地進(jìn)行公共設(shè)施規(guī)劃布局。#p#分頁標(biāo)題#e#

　　3.1.4指標(biāo)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

　　GIS很好的將空間屬性與非空間屬性有機(jī)的結(jié)合在一起，利用GIS技術(shù)，我們能非常方便地進(jìn)行基于空間數(shù)據(jù)的各類非空間屬性的統(tǒng)計分析，非常方便地生成各類技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表，同時也能生成多種多樣的統(tǒng)計專題圖，像直方圖、柱狀圖、餅狀圖、折線圖等等。非常方便、直觀地進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的比較分析，為規(guī)劃人員的規(guī)劃設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。例如，在規(guī)劃范圍涉及到舊城區(qū)改造的情況下，統(tǒng)計每個街區(qū)的現(xiàn)狀建設(shè)強(qiáng)度可以為合理確定舊城改造的范圍、時間安排以及改造強(qiáng)度等決策提供數(shù)量化的依據(jù)。因此，進(jìn)行街區(qū)建設(shè)強(qiáng)度統(tǒng)計對于控制性詳細(xì)規(guī)劃、尤其是涉及舊城改造的控制性詳細(xì)規(guī)劃工作，是很有幫助的輔助決策手段。

　　3.2在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用

　　3.2.1城市規(guī)劃專業(yè)數(shù)據(jù)庫

　　城市規(guī)劃是以地理空間數(shù)據(jù)作為其設(shè)計與管理的基礎(chǔ)，因此，進(jìn)行城市規(guī)劃信息系統(tǒng)建設(shè)的首要工作就是建立城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫，動態(tài)地存儲和管理城市空間信息及各種規(guī)劃專題信息，為城市規(guī)劃提供綜合性的信息服務(wù)，并在此基礎(chǔ)上， 建立城市規(guī)劃的空間分析模型，提供決策支持，實現(xiàn)城市規(guī)劃管理的科學(xué)化與智能化。依據(jù)城市規(guī)劃工作的業(yè)務(wù)性質(zhì)與相關(guān)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特點，城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫主要包含3 種類型的數(shù)據(jù)：基礎(chǔ)地理信息，規(guī)劃專業(yè)信息，規(guī)劃文檔信息。

　　3.2.2規(guī)劃方案的評價和審核

　　針對規(guī)劃方案，進(jìn)行土地價格分布、土石方填挖平衡、房屋拆遷量計算等經(jīng)濟(jì)分析，結(jié)合專業(yè)模型進(jìn)行城市外圍用地建設(shè)適宜性評價、內(nèi)部用地功能更新時序分析、發(fā)展方向與用地布局優(yōu)化研究，可以預(yù)測和評價規(guī)劃方案的社會效益和經(jīng)濟(jì)合理性。

　　3.2.3日常業(yè)務(wù)辦公與公眾信息服務(wù)

　　基于GIS技術(shù)的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)是以實現(xiàn)城市建設(shè)和管理為主要目標(biāo)，在功能上支持空間信息的查詢、支持規(guī)劃工作的日常業(yè)務(wù)辦公流程以及公眾的信息服務(wù)，因此，基于GIS技術(shù)的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)屬于城市規(guī)劃部門的操作型的實用系統(tǒng)。系統(tǒng)以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，面向辦公自動化管理，對圖、文信息進(jìn)行有效集成。

　　3.3在城市規(guī)劃監(jiān)測中的應(yīng)用

　　利用GIS技術(shù)實施城市規(guī)劃監(jiān)測工作的基本思路是以城市規(guī)劃為監(jiān)測對象，基于RS技術(shù)、GIS 技術(shù)、GPS技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)，快速獲取與處理城市現(xiàn)狀空間信息，采取RS、地形、總規(guī)、分規(guī)數(shù)據(jù)比對和專家判讀的方法實現(xiàn)大范圍、可視化、短周期的動態(tài)監(jiān)測效果，為政府宏觀決策和依法行政提供科學(xué)依據(jù)[2]。

　　4.GIS在城市規(guī)劃中應(yīng)用發(fā)展

　　4.1 GIS技術(shù)向集成化推進(jìn)

　　目前在城市規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域，除了利用GIS技術(shù)外，還要使用一些其他圖形技術(shù)軟件，比如，繪制矢量工程藍(lán)圖的CAD軟件、繪制平面效果圖的 PHOTOSHOP軟件、繪制3D模型的3DMAX、 SKETCHUP軟件。加強(qiáng)與這些軟件的兼容和集成可以提高規(guī)劃設(shè)計工作的效率，同時可進(jìn)一步開發(fā)利用好GIS的功能。比如，Google SketchUp軟件與ArcGIS相結(jié)合，就可以將SketchUp制作的3D模型導(dǎo)入ArcScene中進(jìn)行空間分析。CAD軟件與ArcGIS相結(jié)合，利用CAD技術(shù)輔助繪圖;利用GIS技術(shù)進(jìn)行疊加分析、緩沖分析、門檻分析、專題圖制作，并建立規(guī)劃數(shù)據(jù)庫[3]。RS技術(shù)、GPS技術(shù)與ArcGIS相結(jié)合，可將衛(wèi)星圖片和衛(wèi)星定位坐標(biāo)作為GIS系統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)[4]。

　　4.2 GIS技術(shù)向時空多維拓展

　　動態(tài)城市規(guī)劃要求城市規(guī)劃結(jié)果不能成為一個不變的藍(lán)圖，而是要隨著現(xiàn)狀的改變而不斷進(jìn)行調(diào)整，以往人們往往忽視時態(tài)信息的存在，使得規(guī)劃基礎(chǔ)資料不完整，降低了城市規(guī)劃的科學(xué)性和預(yù)見性[5]。同時傳統(tǒng)的二維GIS雖然有強(qiáng)大的分析功能，但損失了空間位置信息，不能完整反映客觀世界[6-7]。要想真實表達(dá)處于三維空間中的現(xiàn)實世界，GIS技術(shù)需要向時空多維拓展。比如：以三維GIS為技術(shù)平臺的地下管線信息系統(tǒng)和以時態(tài)GIS技術(shù)為平臺的城市動態(tài)規(guī)劃管理系統(tǒng)實現(xiàn)了GIS技術(shù)向時空多維拓展。

　　4.3 GIS技術(shù)與智能技術(shù)結(jié)合

　　GIS不僅要處理海量的地理數(shù)據(jù)，還要進(jìn)行與地理數(shù)據(jù)相關(guān)的分析，預(yù)測，輔助決策等工作。對于GIS來說，在地理信息的采集、存儲、加工處理、表示等方面功能比較強(qiáng)大，但在進(jìn)行預(yù)測、輔助決策等方面還比較薄弱，而進(jìn)行預(yù)測和輔助決策正是人工智能中重點研究的知識工程、問題求解、推理、決策等核心問題。GIS技術(shù)與智能技術(shù)結(jié)合就是要把專家系統(tǒng)與GIS集成成一個系統(tǒng)，使得這個系統(tǒng)不僅能存儲、管理空間數(shù)據(jù)，還能利用系統(tǒng)中的地理信息進(jìn)行深加工，智能化地分析與運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行推理，強(qiáng)化系統(tǒng)在空間分析、預(yù)測預(yù)報、決策支持方面的能力。

　　4.4 GIS技術(shù)向開放化推廣

　　隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、客戶服務(wù)器技術(shù)、ODBC(Open Database Connectivity)技術(shù)、GIS技術(shù)等的不斷發(fā)展與成熟.傳統(tǒng)的GIS技術(shù)正朝著0PENGIS、COMGIS、WEBGIS方向發(fā)展，特別是OPENGIS的技術(shù)與規(guī)范的成熟以及Oracle Spatial空間數(shù)據(jù)庫軟件的推出，使開發(fā)完全基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一體化存儲空間圖形與屬性數(shù)據(jù)的GIS系統(tǒng)成為可能，并且有效的解決了GIS數(shù)據(jù)庫的共享與并發(fā)操作問題。

　　4.5 GIS技術(shù)向?qū)ｍ椈�開發(fā)

　　信息技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的迅猛發(fā)展和融合，為地理空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的條件，以新技術(shù)新方法構(gòu)造的先進(jìn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)正在或?qū)⒁獮榈乩硇畔��?shù)據(jù)庫系統(tǒng)帶來革命性的變化。比如：由專業(yè)地理信息系統(tǒng)和常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)融合形成的業(yè)務(wù)化地理信息系統(tǒng)(Office GIS)，地理信息系統(tǒng)和社會科學(xué)及WebGIS技術(shù)、協(xié)同式空間決策技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息互操作技術(shù)、系統(tǒng)可視化及仿真技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了公眾參與地理信息系統(tǒng)即PPGIS (public participatory geographic information system) [8]。

　　5.結(jié)束語

　　隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，長期以來城市規(guī)劃主要靠定性分析憑經(jīng)驗處理問題、手段落后的局面將被扭轉(zhuǎn)。城市規(guī)劃學(xué)科的現(xiàn)代化程度也將不斷提高，同時隨著科學(xué)在發(fā)展、技術(shù)在進(jìn)步、社會在前進(jìn)，城市規(guī)劃過程中呈現(xiàn)的新問題、新矛盾必將引導(dǎo)GIS進(jìn)一步發(fā)展完善。

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