GIS技術在城市總體規劃編制與管理中的應用

蔡濤 申瓊龍

[摘要]對GIS技術與城市總體規劃進行分析，總結出GIS與城市總體規劃的結合點，從而規劃處GIS在城市總體規劃的編制與管理過程中應用的優勢、方法，并尋求GIS技術在城市總體規劃中的技術和應用展望。

[關鍵詞]GIS技術，城市總體規劃，應用

[中國分類號][TU984.11+5]

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672-5158（2013）05-0190-02

1前言

三萬五千年前，法國的一位獵人在一個洞穴的墻壁上，畫下了他們所捕獵動物的圖案，以及一些描述遷移路線和軌跡線條和符木。這個動作，似乎就已經符合了現代地理信息系統的二元素結構：+圖形文件對應一個屬性數據庫。從廣義來講，也許這就已經是地理信息系統即GIS技術的始祖。

地理信息系統真正起源于北美。上世紀60年代，加拿大國家土地調查局為了處理大量的土地調查資料，開始建立地理信息系統，70年代成功建成了世界上第一個運行性地理信息系統。同一時期的美國哈佛大學計算機圖形與空間分析實驗室，著手研發通用的制圖軟件，力圖開發出空間分析模型和軟件。從此，地理信息系統便與城市規劃互相促進發展。

2城市總體規劃的內容與特點

近十年來，國內城市規劃部門的最主要工作內容是總體規劃和修建性詳細規劃。城市總體規劃是指城市人民政府依據國民經濟和社會發展規劃以及當地的自然環境、資源條件、歷史情況、現狀特點，統籌兼顧、綜合部署，為確定城市的規模和發展方向，實現城市的經濟和社會發展目標，合理利用城市土地，協調城市空間布局等所作的一定期限內的綜合部署和具體安排。

城市總體規劃是城市建設和管理的主要依據。根據《城鄉規劃法》，城市總體規劃的內容應當包括：城市、鎮的發展布局，功能分區，用地布局，綜合交通體系，禁止、限制和適宜建設的地域范圍，各類專項規劃等。

城市總體規劃兼具了世界普遍性和區域特性。就城市規劃原理而言，城市規劃具有世界性普遍原則。另一方面，不同的國家實行不同的規劃制度和體系，一個國家內部的不同城市之間在城市規劃體系方面，也存在著細做的差別。

3 GIS技術的特點

地理信息系統（Geography Information System，簡稱GIS）是一種獲取存儲編輯分析和管理地理空間數據的計算機系統。GIS通常具備數據采集與編輯、制圖、空間數據庫管理、空間分析的四種基本功能。GIS在城市覘劃中的應用的特點主要有輔助性、局部性、階段性、廣泛性。

目前地理信息系統的主要發展趨勢集中在以下幾個方面：

（1）空間數據結構與數據管理；（2）數據自動輸入技術；（3）GIs的微機化；（4）GIS與遙感的進一步結合；（5）GIS的智能化；（6）GIS應用模型開發；（7）具有統一標準的分布式系統；（8）宏觀應用和微觀應用進一步加強，并形成新的產業。

4 GIS技術與城市總體規劃的結合

（1）GIS與城市總體規劃結合的背景及現狀

城市規劃涉及的因素非常多，比如開發新城要征用土地，改建舊城要拆遷安置，同時需要基礎設施、公共服務設施的配套。從上世紀80年代至今GIS也越來越多地應用到城市規劃領域，從政府規劃管理向教學科研及規劃設計逐漸擴散開來。在過去的10年里，GIS在城市規劃中的應用，雖然取得了很大的進展，但其應用離充分發揮GIS的強大功能以解決實際規劃問題，還差得很遠。

目前，GIS在國內外的規劃實踐中已得以很好的利用，它的應用已滲透到城市規劃的各個層次和各個研究課題。從城市規劃總體規劃到詳細規劃的每一個層次，從城市規劃的土地利用、公共設施規劃、城市更新與保護到景觀風貌規劃等每一個專題，GIS的應用都有許多成功的范例。

（2）GIS與城市總體規劃結合的發展趨勢

傳統的規劃設計方法已經完全不能滿足城市建設發展的需要，GIS作為一種更加全面、科學、合理的現代化手段，它能夠全面的管理和分析城市規劃相關的數據，保證數據的現勢性和準確性，科學準確的反應城市的現狀與發展。GIS的發展，為規劃設計提供了科學的方法，它既能管理和處理海量數據，又能減少重復性的工作，方便數據修改與調整，避免人為錯誤，又能解決空間數據與非空間數據的關聯問題，GIS技術必將成為規劃設計中科學高效的工具。

5 GIS技術在城市總體規劃中的應用

20世紀80年代開始我國的城市規劃界開始引進應用新技術和新方法，這突出地表現在基于GIS技術的城市規劃管理信息系統的開發和建設。進入20世紀90年代后，GIS技術逐漸被廣泛應用到城市規劃編制中的信息查詢、分析方面，許多經濟發達城市在此方面都進行了很多建設實踐。GIS具有海量數據的存儲和管理功能，這一點是GIS技術在城市規劃管理中被廣泛應用的原因。

（1）GIS在城市總體規劃中的應用優勢

實現規劃的直觀和理性：GIS具有對空間數據與屬性數據的統一管理與分析能力，使空間數據的圖形表達與屙n生數據的空間分析效果有了很大的提升。

高效查詢和管理規劃信息數據：GIS既能管理和處理海量數據，又能減少重復性的工具，還能解決空間數據與非空間數據的關聯問題。

實現規劃定量分析：GIS軟件可以管理和分析大容量的數據，促進規劃實現從靜態展示到動態模擬，從終極描述到全程輔助的轉變。

（2）GIS在城市總體規劃編制中的應用

GIS的空間分析功能在城市規劃編制中的應用主要有城市空間擴展分析研究，城市建設用地適宜性評價，城市公共設施選址研究，城市交通網絡研究等。

在城市空間擴展研究中的應用：根據歷年來的城市建設現狀圖地形圖，遙感影像圖生成不同年份的專題圖。利用這些專題圖我們可以進行城區不同年份的空間擴張研究，我們能夠通過分析各個部分間變化的相互關系，找出城市發展的脈絡與動力機制及存在的問題。

GIS在城市規劃中用地適宜性評價工作的應用：利用GIS的空間分析功能以及規劃范圍內的數字高程模型數據（DEM）對規劃地塊進行坡度分析、坡向分析，等高線分析，流域分析等，以作為用地適宜性評價的參考依據。利用各種空間分析可以確定坡度在某個區段的范圍，計算出面積，進而結合坡向分析、等高線分析、流域分析為確定建設用地的范圍和布局提供依據。

在公共設施布局規劃中的應用：利用GIS的緩沖區分析、空間分析和統計功能，可以擺脫傳統的根據規范、依據規劃師個人經驗來進行公共設施規劃布局的方法，方便規劃設計人員更加科學合理地進行公共設施規劃布局。

城市交通網絡研究中的應用：在城市交通研究中，以往的規劃都是按照經驗，布置各類型道路。這種方法雖然在圖面上使得方案更具有觀賞性，但同時方案的科學性大打折扣。GIS的補充，能彌補這一缺陷，使方案更科學合理，符合規范要求。

（3）GIS在城市總體規劃管理中的應用

GIS技術可與遙感技術相結合：RS技術可以快速準確地獲取城市空間信息，其與GIS相結合，可以實現對城市空間信息的大范圍可視化、短周期的動態監測，能有效遏制城市違法建設，另一方面長期監控的成果可以作為城市發展研究的依據。

空間信息可視化：空間信息可視化是當前城市規劃的研究熱點，空間信息可視化表達增加了交互式、動態顯示的能力，即城市規劃領域的空間信息可視化。

規劃管理信息業務服務：將GIS與規劃管理信息業務系統進行集成，規劃管理業務的基礎數據更容易入庫，方便管理。

地理信息系統與城市規劃模型的結合：地理信息系統與城市規劃模型的結合可以模擬遠景發展設想方案，并將模擬結果以專題圖顯示出來，便于決策人員理解、作出判斷。

GIS提高了城市規劃的開放度透明度：WebGIS、移動GIS、嵌入式GIS、嵌入式GIS新技術迅速發展并應用到城市規劃領域，取得了較好的效果。

GIS在提高規劃的公眾參與的應用：居民可以方便地通過互聯網在圖上對應具體的位置了解現狀并提出自己對未來的設想，其意見進入GIS數據庫后規劃人員可方便地調閱、匯總分析，并生成居民構想圖輔助規劃；同時匯總信息和規劃設想又實時向公眾發布，以交換意見。

（4）GIS在城市總體規劃中的技術與應用展望

4D數據融合與挖掘技術：在4D數據融合方面，特別是數字正射影像圖、數字線劃圖和數字高程圖的融合，達到了各種單一圖總難以達到的信息傳達效果，實現了4D數據以符號、高程和影像等全息方式表達地形、地貌的新模式。

公共平臺、規劃管理信息系統和網站群的融合：數字城市建設的任務就是利用現代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各種信息資源（特別是空間信息資源），建立面向政府、企業、社區和公眾服務的信息平臺、信息應用系統以及政策法規保障體系等。

城建政府電子政務與城市規劃管理信息系統的融合：城建政府電子政務系統的建設主要是在原有的電子政務系統的建設的基礎上，融進建設行業管理對圖形數據特別是對空間數據依賴的特點，實現動態空間數據和屬性數據互動的可視化。

6結束語

在城市總體規劃決定城市命運的時代，充分利用各種高科技手段提高城市規劃的科學性是必要的。在城市規劃中運用GIS技術可以為城市規劃的管理和編制決策提供有力支持。

雖然GIS在城市規劃中的應用日益廣泛和深入，但也應看到GIS應用的局限性。GIS并不是萬能的，它不能解決城市規劃中的一切問題，而且離開城市規劃的專業知識GIS將不能發揮作用。目前GIS僅作為規劃管理和編制過程中的決策支持工具而發揮作用，從長遠來看，把城市規劃專家的知識和GIS有機結合起來構建基于知識的GIS系統，才能更加充分發揮GIS在城市規劃中的應用潛力，從而實現GIS和城市規劃更為緊密的結合。展望未來，GIS技術將在城市總體規劃中發揮更大的作用。

參考文獻

[1]《中華人民共和國城鄉規劃法》