基于智慧城市視角的城市規劃GIS技術應用分析

侯俊英

摘 要：本文通過梳理智慧城市的內涵和城市規劃GIS技術的框架體系，解構智慧城市語境中地理信息系統（GIS）與城市規劃的融合與交互，提出當前及未來城市規劃在智慧規劃導向下，GIS技術在規劃、建設和管理智慧型城市的解決方案、執行策略和運作模式，提升管理水平，著力打造智慧城市，提升規劃水平，增強城市規劃的科學性和權威性，促進“多規合一”，全面開展城市設計，完善新時期建筑方針，科學謀劃城市“成長坐標”，推動城鎮常住人口基本公共服務均等化，加強城市公共管理，全面提升市民素質。

關鍵詞：智慧城市；城市規劃；地理信息系統

引言

GIS技術是一種地理信息系統，其在計算機技術的支持下，可以實現對地理分布數據的采集與處理，這項技術在軍事、資源環境研究、城市規劃中都有著廣泛的應用，可以了解當地的水文地質條件，還可以實現對資源與土地的管理，有利于提高資源的利用率。在智慧城市這一概念提出后，城市規劃人員應用了GIS技術，并實現了智慧城市實踐。結合計算機技術，可以構建地理信息系統，可以幫助相關人員了解城市的地理信息情況，可以實現數字向智慧城市的轉變。而基于智慧城市視角的城市規劃GIS技術研究，正是在當前城市化進程日趨加快、城市問題逐漸多元的社會背景下提出的，以期為城市規劃、城市管理領域的相關人員提供更加詳實、科學、有利的決策依據和解決方案，轉變城市發展方式，完善城市治理體系，提高城市治理能力，著力解決城市病等突出問題，不斷提升城市環境質量、人民生活質量、城市競爭力，提高新型城鎮化水平。

1智慧城市與城市規劃GIS的概念

1.1 智慧城市

數字城市存在于網絡空間中，虛擬的數字城市與現實的物理城市相互映射，是現實生活的物理城市在網絡世界中的一個數字再現。智慧城市則是建立在數字城市的基礎框架上，通過無所不在的傳感器網絡將它與現實城市關聯起來，并將海量數據存儲、計算、分析和決策交由云計算平臺處理，按照分析決策結果對各種設施進行自動化的控制。在智慧城市階段，數字城市與物理城市可以通過物聯網進行有機的融合，形成虛實一體化的空間。在這個空間內，將自動和實時地感知現實世界中人以及物的各種狀態和變化，由云計算中心處理其中海量和復雜的計算與控制，為人類生存繁衍、經濟發展、社會交往等提供各種智能化的服務，從而建立一個低碳、綠色和可持續發展的城市。

1.2城市規劃GIS

GIS是以計算機為支持，對地理信息進行顯示和描述的一個綜合性的信息處理的系統。目前，三維地理信息系統將地理數據通過處理變為可以直觀的顯示的地理信息，其整體構架包括數據層、業務邏輯層以及應用層。GIS是地理信息系統的簡稱，該系統在應用的過程中，需要借助計算機硬件與軟件技術，在測繪的過程中，GIS系統可以實現對地理數據信息的采集與存儲，還可以將數據信息傳輸到地面中心，實現對信息的高效利用，在分析與運算的過程中，可以使規劃人員更加了解當地的水文地質條件。GIS具有綜合性的特點，其涉及的內容比較廣，不單有地理學知識，還有遙感技術以及計算機技術等。在應用GIS技術時，還可以建立三維模型以及數據庫，這一系統與信息系統有著一定差別，其可以對數據信息進行處理，在GIS系統中，數據庫包括地理數據以及空間數據，在分析的過程中，需要考慮空間要素。GIS系統應用的領域比較廣，在城市測繪與規劃中發揮著重要的作用，在智慧城市的構建中，規劃人員一定要合理應用GIS技術。

2 智慧城市下城市規劃GIS技術應用

2.1城市規劃管理

20世紀80年代開始，我國城市規劃界開始應用更多的新方法和新技術，主要體現在基于GIS技術的城市規劃管理信息系統的修建和開拓上。進入20世紀90年代后，GIS技術逐步被廣泛運用于城市的規劃信息查詢、分析方面，許多經濟發達的城市在這方面都進行了實踐。天津市規劃局建設的基于GIS平臺下的城市規劃數字報建系統，能夠客觀地模擬實際規劃管理過程，每個層次的規劃審批、管理工作全面實現計算機運行；青島市建立了建筑總圖電子報批系統，順利地完成了建筑總平面圖電子報批和GIS數據入庫；蘇州市則成功建設了高效、暢通的信息網絡環境，建設了城市建設和管理信息網，大力推進了C城市建設信息系統的構建；廈門市從1995年起，建設了城市規劃辦公自動化系統、地下管線信息系統、勘測信息系統和城建檔案信息系統。

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主要原因。在城市規劃管理信息系統中，建有基于GIS的規劃空間數據庫。而在一些中小城市的規劃管理信息系統中，GIS的主要功能就是作為規劃數據庫和管理系統的操作平臺。一個完整的基于GIS技術的城市規劃管理信息系統主要包括規劃空間和屬性數據庫、用戶接口、規劃管理功能模塊三部分。其中，數據庫是整個系統的基礎，用戶接口是人機交互的界面，功能模塊是各個層次的規劃審批子系統，三者有機集成，從而實現城市規劃管理的自動化和規范化。從總體上看，在城市規劃管理領域，GIS已經成為了城市現代化的標志和重要的基礎設施之一，它主要用于城市動態管理，并能對城市重大問題、突發性事件作出科學決策的一種現代化技術手段。

2.2 城市規劃編制

城市規劃編制是指根據國家的城市發展建設方針以及城市的自然條件和建設條件，合理確定城市發展目標、城市性質、規模和布局，重點強調規劃區域內土地利用空間配置和城市產業及基礎設施的規劃布局。城市規劃的核心是城市物質空間的規劃，它要為城市經濟產業、政策措施等非物質規劃對象提供實體空間，空間是城市規劃的主角。而GIS除了具有海量數據的處理和管理功能外，還具有強大的空間分析功能。城市規劃編制的核心在于科學、合理地規劃、決策城市物質空間，二者在“空間”上具有相互借鑒和吸收的契合點。

GIS的空間分析功能在城市規劃編制中的應用主要體現在城市空間擴展和城市景觀格局分析、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方面。在這些研究中，最常用的GIS傳統空間分析模塊是空間信息的查詢和量算、緩沖區分析、疊加分析、網絡分析等。近年來，隨著GIS技術的發展，城市規劃中的各種規劃模型與GIS相結合，能夠完成復雜的空間決策問題。這些模型有選址模型、區位-配置模型、元胞自動機模型、城市建設用地適宜性評價的多準則決策模型等。傳統的選址模型是以城市數字高程模型（DEM）為依據，利用GIS的緩沖區和疊加分析生成選址專題地圖，為城市規劃編制決策服務。endprint

3 GIS在智慧城市規劃中的發展趨勢

為了展開智慧城市理念下的城市規劃研究，將智慧規劃作為城市規劃學科展開智慧城市研究，以及分析智慧城市理念對城鄉規劃學科發展影響的一種框架和思路，“智慧規劃”應具有系統性、智能性、共享性及動態性等特征。系統性是指由于“智慧規劃”具備快速及時收集和處理城鄉海量、動態信息數據能力，相對于傳統城鄉規劃模式而言，能夠更加系統和整體地對城市發展問題進行分析、預測、規劃和評估，并采取系統性的響應。智能性是“智慧規劃”的重要屬性，指通過運用新一代信息技術等對城鄉信息數據的收集和分析，并根據需要建立模擬和預警響應系統，對城市發展問題實現智能化分析、預測、評估和行動。共享性是實現“智慧規劃”的前提，智慧規劃所需的信息數據支撐系統是建立在對來自不同行業、部門、屬性以及統計口徑的數據整合共享基礎上的，如果缺乏公共信息平臺，智慧城市和“智慧規劃”都將無從談起。動態性是指相對于傳統模式，“智慧規劃”由于能夠掌握及時、動態的信息數據，并借用先進的處理技術，能夠對城鄉發展各種問題做出動態診斷和及時響應。

“智慧規劃”的關鍵領域可以分為兩個相互補充的方面：“智慧化提升城鄉規劃自身能力”和“智慧化解決城鄉規劃中遇到的問題”。前者將提升城鄉規劃指導和服務智慧城市建設的能力，而后者則將積累的可靠經驗和存在的問題反饋給智慧城鄉規劃與管理系統，使其不斷完善。

城鄉規劃自身智慧化體現在城鄉規劃制定、實施和管理等方面。運用新一代信息技術等能夠快速收集和整理城鄉發展的海量、及時的信息數據，進而輔助規劃師更加科學、系統和理性地診斷城鄉發展現狀、趨勢和問題，并根據城市發展目標構建模擬系統，對城市未來發展的情境進行模擬和評價，從而有利于規劃師、政府、開發商和公眾對各種解決方案的優劣做出判斷并做出最終決策，同時對城鄉規劃實施和管理過程中存在的問題進行及時響應和糾正。智慧城市理念可以根據實際情況被廣泛地應用到城鄉規劃需要解決的各種問題中，進而提升城鄉規劃解決問題的能力和效率。

與此同時，隨著三維GIS技術的發展和應用，可以將城市規劃的理論和模型構筑于三維GIS平臺上，并運用三維GIS技術仿真模擬城市規劃。這樣，不僅可以預測城市規劃狀態的變化，還可以客觀評價和選擇各種不同的規劃方案，進而更好地解決城市規劃問題。實踐證明，把GIS的空間分析功能應用到城市規劃編制中，可以為確定城市發展規模和空間布局提供科學的依據，這必然會提高城市規劃編制的合理性和精確性。

三維GIS的發展，虛擬現實技術的發展與應用，使城市規劃進程的三維動態建模更加方便，設計成果更加形象和立體。三維GIS能夠將擬建的建（構）筑物和其他設施的位置、高度、外觀、空間形態等要素結合起來，建立相應的三維仿真模型。利用三維仿真輔助規劃管理系統，在已經建立的現狀地物三維場景中展示和分析相關內容，為城市規劃管理提供科學的依據和決策支持。

結束語

GIS系統在應用與發展的過程中，實現了向智能化的轉變，應用的效率以及效果大大提高了，其應用的范圍也擴大了，對GIS在智慧城市構建中的應用情況進行了介紹，通過實踐發現，應用GIS系統，可以有效對地理信息進行收集與處理，可以提高城市規劃的水平。智慧城市是社會不斷發展的產物，其主要是以信息技術的主導，提倡城市中的各個行業都應用先進的信息技術，有利于提高城市發展的經濟水平，可以提高人們的生活質量，在對GIS技術不斷完善的過程中，其發揮的效用價值越來越大。

參考文獻

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