淺析GIS技術在城市規劃中的應用

楊艷靜　王林

摘 要：簡要介紹了GIS在國內外的發展，分析了傳統城市規劃方法的不足及GIS技術在城市規劃中的優勢，著重論述了GIS 在城市規劃中的應用，主要包括在城市規劃數據采集、數據庫建設、模型預測、分析決策、規劃管理等方面，指出在城市規劃中運用GIS技術可以提高城市規劃的質量、便于城市管理、合理高效為領導決策提供支持。并針對GIS在城市規劃設計中應用的問題進行了探討，為更加合理、高效的城市規劃提供支持。

關鍵詞：GIS技術；城市規劃；應用

1 前言

在國外，GIS技術和城市規劃相互結合的研究較為成熟和系統，其已經成為城市規劃中重要的信息管理和分析工具。首先，英國等歐洲國家城市規劃最先使用GIS技術，并且英國作為較早應用數字城市技術進行發展戰略和規劃制定的國家之一，已經初步建立了符合英國國情的國家層面的數字城市管理體系。根據不同區域和部門的需求，英國的數字城市管理體系形成了基于不同需求層面的各種信息管理框架[1]。在90年代中-20世紀末，美國地方政府城市規劃、管理業務中的GIS基本普及物流、商業服務、醫療衛生、社會治安、防災救災也紛紛成為典型應用行業[2]。隨著全球地理信息的快速發展，在80年代中期、90年代末期，GIS技術已經應用到我國的城市規劃工作中，到目前GIS技術已經廣泛應用到土地利用、資源管理、環境監測、交通運輸、地震災害、醫療衛生、經濟建設以及政府部門行政管理等方面，一些部門已經將它作為分析、決策、模擬甚至預測的工具，成為協助政府科學管理、決策的重要依據之一。雖然GIS技術自身已相當實用，但是它在國內規劃行業中的應用還不夠普及，需要GIS技術更深層次的應用。

2 GIS技術與城市規劃

2.1 GIS技術適應現代城市規劃的需求

隨著觀念的轉變，社會的發展，城市規劃領域對規劃與管理信息的處理有了新要求。傳統城市規劃工作基本是運用CAD軟件技術輔助工作。CAD是通過點、線、面將矢量數據存儲，但屬性數據很少，沒有空間數據庫，不方便屬性查詢、瀏覽及使用只能作繪圖軟件。相對于CAD，GIS技術能把對象的空間位置和相關屬性有機地結合起來，彌補了原來城市規劃純圖形、純文字的缺陷，滿足用戶對空間信息、圖形、空間分析功能、可視化表達等的更高規劃需求。

2.2 GIS 技術有利于提高規劃的科學性、方便性

做城市規劃設計時，需要計算規劃地塊的開發強度、建筑密度、建筑面積、綠化率、人口密度、容積率等規劃指標。GIS以數據庫技術為支持首先保證海量數據的分類存儲。其次，GIS能科學地管理和綜合地分析具有空間特征的數據，保證數據現勢性和準確性，科學、準確地反映城市的現狀與發展。同時，GIS 軟件可以方便快捷地生成各種規劃用圖、表格和報告，利用數據庫管理數據，可以動態的更新、增補。更重要的是方便技術人員進行二次開發。另外，近些年內，GIS強大的空間分析功能與衛星遙感技術相互結合應用，大大增加了數據的信息含量，可以進一步地促進城市規劃工作的發展。另外，基礎數據在連續更新的條件下可以長期持續使用，保證城市管理者可以直接擁有使用最新數據，節約了成本、提高了工作的效率。

3 GIS在規劃中的應用

3.1 GIS在信息采集及數據庫建設中的應用

從城市規劃的內容不難看出，城市規劃首先要收集和調查基礎資料包括城市的基礎地形圖數據、規劃控制性數據，也有規劃的現狀數據和城市的屬性數據等。GlS在這一環節與遙感相結合，可高效地完成影像的定位和地圖校準工作，實現區域精確定位、有利于快速、高效的采集信息，如：可利用遙感影像在GIS軟件中將其土地分類、專題特征的提取和面積測算等，了解城市的土地利用現狀的基本情況進而形成城市規劃現狀的基礎數據。

城市規劃是以城市現狀作為其設計與管理的基礎，就城市管理本身而言，它是一個復雜的系統工程，因此，進行城市規劃信息系統建設的首要工作就是建立城市規劃數據庫，動態地存儲和管理城市空間信息及各種規劃專題信息等基礎數據，為城市規劃提供綜合性的信息服務。在城市規劃數據庫的基礎上，建立城市規劃的空間分析模型，提供決策支持，實現城市規劃管理的科學化與智能化。GlS在這一環節的重要作用既是運用GIS技術將大量的基礎信息和專業信息進行數據建庫建設，實現空間信息和屬性信息的一體化管理與可視化表現，提供方便的信息查詢和統計工具。

3.2 GIS在模擬預測中的應用

城市規劃的研究城市發展戰略，預測發展規模，擬定城市分期建設的技術經濟指標。在這一環節，采用數學模型對城市綜合環境及發展進行預測， 為未來發展提供科學依據，如區域城鎮發展趨勢和城市化水平預測城市用地和人口預測等，一般是利用回歸分析、因素疊置分析的模式進行。先通過回歸方程進行數據預測，然后利用GIS的空間疊置分析功能、緩沖區分析、拓撲分析等將所有的要素預測狀況進行綜合分析，從而得出相對合理的預測結果，關鍵在于回歸模型的建立及其與GIS的結合。同時可通過GIS相關功能模塊的基礎上，通過GIS的二次開發實現城市環境演變動態模擬與預測。

3.3 GIS在分析決策支持中的應用

確定城市功能的空間布局，合理選擇城市的各項用地，并考慮城市空間的長遠發展方向及其以后的規劃工作等決策問題，是城市持續發展的關鍵性問題。在這一環節，GIS在市政工程選址、布局等方面均有運用。如GIS在公共設施選址中的具體應用，利用GIS協助大型超市的選址工作，首先利用GIS對人口密度、出行分布、公交路線周圍環境等進行數據建庫， 其次對現狀路網密度、出行距離和時間、交通可達性、公交服務半徑進行合理性評價， 結合專業軟件進行城市交通的規劃預測、出行分布和流量分配決定選擇超市的開設地點[3]。

3.4 GIS在規劃管理中的應用

GIS和日常管理幾乎是形影不離。在管理初期可以將所有信息錄入數據庫，建立城市環境數據信息數據庫，可以實現對GIS數據管理、質量檢驗、查詢、顯示、統計、數據更新等方面功能；與影像相結合實現環境信息的疊加，實現對環境信息及時掌握，實現城市環境信息的統一管理，通過數據庫及監測技術掌控環境變化，及時發現問題，尤其在城市建設用地審批階段，可借助GIS空間分析技術，使審批人員可以很快地統計出所圈地塊的面積及有關屬性信息，了解周圍的環境、工程布局、占用土地情況等等為規劃管理提供高效服務。目前GIS結合遙感影像已經應用于執法監察工作中，利用遙感衛星數據與歷史數據進行比對分析，重點發現土地利用的變化區域，結合現場勘察資料，可以較為客觀、科學的進行執法。

3.5 地圖編輯及制作

隨著計算機的出現，電子地圖的利用率越來越高，電子地圖的方便組合、移動、縮放、攜帶、傳送、編輯修改等特點更適合各行各業的需求，因此電子地圖已經成為規劃、土地、交通、水利等行業首選的工具。城市規劃本身也包含的多種圖，如現狀圖、區位圖、規劃圖、評價圖等。傳統的線劃地圖不僅建立周期長，更新困難，而且比較抽象，已經從原始信息中篩去了很多環境成分。因此，利用GIS的專題制圖功能，可將城市變化過程用直觀的圖件形式予以顯示、制作更新。

4 應用中存在的問題

4.1 國內傳統規劃方式的約束。目前，在城市規劃的實際工作領域，仍以傳統的規劃為主，對背景分析、趨勢預測、論證、影響評價的要求不高，在規劃編制的工作與成果中體現得并不多。

4.2 城市規劃本身性質的限制。城市規劃本身包含了社會和物質兩方面因素的內容，有些問題存在著主觀性、隨機性和抽象性的特點。在目前的社會、經濟發展水平和經濟、政治體制下，人們規劃的重點仍是解決形態、布局的問題， 方案的選擇、政策的制定主觀影響因素強。同時，城市規劃工作的具體過程是不固定的，很多工作的內容不規范。而GIS的運行需要一個固定和絕對的環境，這也對GIS的應用提出了挑戰使GIS處理比較困難。因此，城市規劃的特性決定了GIS在城市規劃中應用的局限。

4.3 人才問題是重要的制約因素。計算機技術引人到城市規劃行業，往往是從非規劃專業人員開始的，有些人從習慣的角度進行規劃，往往懂計算機的不懂規劃、懂規劃的不懂計算機，這些都對GIS的應用帶來很大影響。

4.4 GIS的應用軟件的通用性，GIS的軟件有多重，在規劃人員做規劃時往往發生今年用一套軟件明年用另一套軟件導致本來就不懂計算機的規劃人員應用難度很大、并且數據的類型不統一甚至數據在相互轉換間容易丟失內容等，建議各類規劃或者數據盡量使用統一的數據格式。

4.5 數據利用率較低。各類數據資源不能共享使數據不能在不同的部門、機構、組織、集團之間共享交換使用，降低了數據的利用率，提高了整個系統的平均費用，從而提高了社會的總費用。

5 結束語

隨著信息技術的綜合發展，GIS 技術幾乎應用到城市規劃的每一環節中，明顯的提高了城市規劃的準確性、方便了城市規劃、提高了城市管理的效率，為決策者提供科學的依據。因此，要加大GIS在城市規劃及各行業的應用，充分發揮其高效、便利、科學持續的巨大潛力，使之成為推動城市規劃、管理、發展的新動力，使城市規劃更加滿足現代化城市的需要。

參考文獻

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作者簡介：楊艷靜（1980-），女，內蒙古，碩士，工程師，主要從事地理信息相關方面工作。