城市規劃與地理信息系統(GIS)的結合與發展

【摘要】隨著經濟的發展，城市的現代化建設水平不斷提高，如何做好城市規劃成為促進城市和諧發展的重要因素?，F代化城市的規劃與管理需要運用科學、全面、高效的方法來實現，而GIS技術的應用為城市的規劃與管理提供了科學的依據，在現代化城市發展中發揮了重要的作用。

【關鍵詞】GIS；城市規劃；結合；發展

城市規劃在城市建設中起著引導作用，隨著城市化進程的不斷加快，城市規劃的重要性日益顯現出來。傳統的城市規劃已經無法滿足現代城市發展的需求，隨著計算機技術及信息技術的應用，尤其是城市規劃與GIS技術的有機結合，對提高城市規劃管理水平起到了很大的促進作用。

1 城市規劃中應用GIS技術的必然性

1.1城市化的進程對規劃提出了更高的要求。不斷加快的城市化進程使世界的經濟、社會和人口快速發展的同時，也給人類社會帶來了包括環境污染、耕地減少、住房擁擠、交通阻塞等在內的一系列問題。這些問題的出現加大了城鄉規劃的工作量，傳統的城市的運作方式已跟不上現代化城市建設的步伐，城鄉規劃面臨嚴峻挑戰，如何用更科學、合理的方式對城市進行規劃和管理，GIS技術就能滿足這種科學管理方式，它保證了空間數據的準確性和科學性，準確反映了城市的現狀與發展。

1.2 隨著城市規劃和管理的數據增長加快，傳統的數據處理方法已不能適應城市化進程的需要。城市是政治、經濟、文化的集聚中心，它傳遞的信息包括地理、資源、環境、人口等方方面面，多層次和多樣化數據反映著城市現狀和變遷，并處于不斷的更新變化中。傳統方法不能有效的利用、處理和分析這些數據，而GIS技術可以實現支持處理、分析和有效存儲海量數據，并利用遙感技術對數據進行及時更新。

1.3 城市規劃管理高質量和高效率的要求。城鄉規劃的任務是對城市建設的經濟和環境條件等方面進行分析，并作出決策。傳統的規劃管理由于人力、時間所限，常以常規分析方法對城市空間作定性處理，這樣很難對數據進行充分地分析。GIS技術能客觀的、科學的對城市相關的各類數據進行綜合分析，運用各種數學方法進行統計分析，建立城鄉規劃相應的數學模型，輔助城鄉規劃和管理。

2 城市規劃與GIS技術的結合

2.1 GIS在城市總體規劃布局方面的應用

在城市建設中，GIS可以有力的支持選址、道路、管網等問題，對城市的性質、發展方向與規模具有指導意義。使用GIS對統一區域不同圖層根據規劃的要求進行空間分析，比如緩沖區分析等操作之后，再進行疊加，找出理想的選址，簡單易行；對道路圖層進行網絡分析，并與其他圖層如建筑物圖層根據距離等條件做緩沖區分析，疊加之后得到建設的最佳路徑；在地形表面上疊加遙感影像，增加影像理解的維數，直觀的輔助規劃與管理等。GIS提供了非常科學與客觀的指導，提高了工作的效率與正確性。

2.2 GIS在預測模型輔助分析與決策中的應用

GIS可以對已經發生過的某一現象采集大量數據，通過空間分析方法建立預測模型，幫助規劃者進行決策。比較早期的有為美國佛蒙特州的發展服務的空間預測模型。自1960年，佛蒙特州由傳統農業州，慢慢向城市轉變，農村用地越來越多的用于住宅和商業發展，同時也引發一系列問題如環境污染、野生動物棲息地被破壞等，佛蒙特大學的空間分析實驗室開發了一種景觀變化的預測模型，可視化被實施規劃的城鎮發展模式與速度，幫助規劃布局城鎮，同時保證未來的需求和對市民的服務。這個項目的主要目的是為規劃者和決策者提供佛蒙特州的發展模式模型，最終的成果是一個統計模型，這個統計模型以最能夠顯著影響土地利用轉換的社會經濟和物理參數為估計系數，對景觀變化進行預測，使決策者了解到哪些因素會引發什么樣的結果，做出合理的決策，引導社會發展為理想的格局。

2.3 GIS在城市環境保護與監測中的應用

城市由于工業和市民生活的影響，是大氣污染的集中區域。近幾十年來，研究者通過分析污染模式、污染擴散的影響因子、結合大氣動力學給出大氣擴散公式，通過實驗或計算來建立適合于特定區域的大氣污染物擴散模式以及確定相關參數的計算方法，為現有污染源條件在不利的氣象條件下減少有害污染物的排放、在城市規劃中合理進行區域規劃以及環境影響評價提供了切實有效的信息。基于GIS建立大氣污染擴散模型，可以模擬污染物的空間分布，評價區域環境質量，為污染整治提供決策依據。

GIS應用于水環境的污染控制目前也比較多。建立水體污染控制平臺，可以實時、動態的更新水環境相關數據，利用相關參數以及數學模型建立水質評價、預測、決策支持模型，有效提高了城市水污染防治的技術性與科學性。

3 GIS技術在城市規劃中應用發展

3.1 GIS技術向集成化推進

目前在城市規劃設計領域，除了利用GIS技術外，還要使用一些其他圖形技術軟件，比如，繪制矢量工程藍圖的CAD軟件、繪制平面效果圖的 PHOTOSHOP軟件、繪制3D模型的3DMAX、 SKETCHUP軟件。加強與這些軟件的兼容和集成可以提高規劃設計工作的效率，同時可進一步開發利用好GIS的功能。比如，Google SketchUp軟件與ArcGIS相結合，就可以將SketchUp制作的3D模型導入ArcScene中進行空間分析。CAD軟件與ArcGIS相結合，利用CAD技術輔助繪圖；利用GIS技術進行疊加分析、緩沖分析、門檻分析、專題圖制作，并建立規劃數據庫[3]。RS技術、GPS技術與ArcGIS相結合，可將衛星圖片和衛星定位坐標作為GIS系統的地理空間數據[4]。

3.2 GIS技術向時空多維拓展

動態城市規劃要求城市規劃結果不能成為一個不變的藍圖，而是要隨著現狀的改變而不斷進行調整，以往人們往往忽視時態信息的存在，使得規劃基礎資料不完整，降低了城市規劃的科學性和預見性[5]。同時傳統的二維GIS雖然有強大的分析功能，但損失了空間位置信息，不能完整反映客觀世界[6-7]。要想真實表達處于三維空間中的現實世界，GIS技術需要向時空多維拓展。比如：以三維GIS為技術平臺的地下管線信息系統和以時態GIS技術為平臺的城市動態規劃管理系統實現了GIS技術向時空多維拓展。

3.3 GIS技術向開放化推廣

隨著計算機網絡技術、客戶服務器技術、GIS技術等的不斷發展與成熟．傳統的GIS技術正朝著0PENGIS、COMGIS、WEBGIS方向發展，特別是OPENGIS的技術與規范的成熟以及Oracle Spatial空間數據庫軟件的推出，使開發完全基于關系型數據庫一體化存儲空間圖形與屬性數據的GIS系統成為可能，并且有效的解決了GIS數據庫的共享與并發操作問題。

4 結束語

隨著GIS技術的不斷發展，長期以來城市規劃主要靠定性分析憑經驗處理問題、手段落后的局面將被扭轉。城市規劃學科的現代化程度也將不斷提高，同時隨著科學在發展、技術在進步、社會在前進，城市規劃過程中呈現的新問題、新矛盾必將引導GIS進一步發展完善。

參考文獻

[1]宋生磊，王獻.GIS在城市規劃中的發展現狀及具體應用[J].建筑遺產，2013（19）.

[2]謝慶.GIS在城市規劃中的決策與運用[J].城市建設理論研究，2013（16）.

[3]廖碧濤，黃峰.GIS在城市規劃中的應用與發展[J].城市建設理論研究，2013（01）.