淺談城市地理信息系統

王玉全

摘 要：本文介紹了城市地理信息系統的特點，介紹了城市地理信息系統在城市規劃與管理中的應用

關鍵詞：城市地理信息系統；特點；應用

1.概述

城市地理信息系統是城市重要的基礎設施和實現現代化管理的主要技術手段，在城市經濟建設和人民日常生活中有著極為廣泛的應用。城市地理信息系統（簡稱UGIS），已經成為GIS的一個重要分支。UGIS是專業化的地理信息系統，是為城市建設、城市規劃、城市管理和信息服務的空間性地理信息系統。它擔負著整個城市綜合信息的存儲、分析、交換和服務的功能，為城市規劃、管理和建設的定量化、科學化以及為城市地理信息進行快速查詢和分析提供了先進的技術手段和方法，并為決策提供輔助支持，成為未來數字城市不可缺少的工具。其主要特點有：

（1）基礎空間數據全面，數據類型多樣，數據更新方便，且能長期保留各時期城市空間狀況，便于分析城市的發展規律、變遷過程和特點。

（2）數據庫中的數據可進行多用戶、多目的的重復使用，實現數據共享。

（3）便于利用現代數學方法加以模擬和評價，如回歸分析、層次分析、系統動力分析、聚類分析等，提供定量信息。

（4）便于與其他數據綜合利用，提供綜合信息。

（5）定量描述規劃方案及城市發展戰略。

（6）提高了城市規劃空間布局的準確性。

（7）可視化、動態的表現方法使得城市現狀及規劃方案更為直觀和易于理解，并能提供標準、美觀的文檔及各類報表。

（8）有利于城市復雜信息和數據管理的規范化、智能化和可視化。

2.UGIS在城市規劃與管理中的應用

一個完善的UGIS系統包含了從數據錄入到數據（圖形、報表）輸出等各個階段的工作。它具有良好的交互界面、順暢的輸入系統、完整的數據庫（包括空間數據和屬性數據）、完備的應用子系統、詳盡的城市規劃知識庫、智能的輔助決策支持系統、完美的輸出系統等。

城市總體規劃大致可分為資料收集、現狀調查、現狀分析、預測分析、適宜性評價、方案制作、方案評審、成果整理等多個階段。原則上，城市規劃信息系統可以適合現狀分析及后期各階段的工作。

（1）現狀分析、評價及發展預測。

通過對現狀的自然環境、土地利用、道路、建筑物、經濟數據等的定性、定量、定位進行分析，輔以適當的數學模型加以論證，可以對城市各要素的現狀進行評估和評價，從中找出城市發展的動力因素和制約因素，進而提出促進城市發展的建議和措施。還可以預測城市及

各要素的發展趨勢，為規劃者和城市決策者提供參考，以便在以后的規劃決策中既能充分利用城市發展的有利條件，因勢利導，促進城市的健康快速發展，同時又能避免各種不利因素對城市發展的阻礙，使城市的發展既滿足自身生長的客觀規律，又可以滿足人們的不同需求。典型的實例如Thomson和Hardin利用GIS和RS圖像去尋找、確定曼谷城市圈地收入居民點的位置，加以綜合分析評價，從而找出適宜的住宅發展地塊。

（2）規劃方案的生成與比較。

城市總體規劃一般要求進行多個方案比較，以便形成更加科學、合理且符合實際、切實可行的規劃方案。UGIS允許計算機改變傳統的手工制圖方式，使設計及方案修改、變更等工作變得方便、快捷、明了。利用UGIS的屏幕數字化和人機交互的功能，可以方便地實施某些城市要素的規劃設計，包括城市交通網的結構和布局、用地發展方向選擇和布局、城市基礎設施（供水、排水、供電、通訊等）的規劃布局和綜合協調等。同時，UGIS的分析計算模塊可以及時、準確地計算出總體規劃中需要的各種技術經濟指標，包括用地平衡表、土地利用率、投資估算等。從而通過比較得出各規劃成果的指標與國家標準、相鄰主要城市相應指標的差異以及方案的經濟性。

在多方案進行比較中運用UGIS可以節省大量的人力、物力和財力，并且更方便和精確，并具有較強的時效性。例如，在選址時的操作可按如下步驟進行，在城市規劃數據庫中將規劃區域內各要素（地質、地形、水文、土地利用、人口密度等）分成不同的數據層，每個要素又分成不同的等級（即權值，一般有三標度、五標度不等），同時，各要素也應依據其對評價結果的影響程度的不同而賦予不同的權重。然后將各數據層與用地規劃圖進行疊置，從而得出各地塊的適宜度，從中挑出合適的地塊進行相應的用地布局。同樣地，我們還可進行城市現狀及規劃方案的環境質量影響狀況評價，居住方便性、災害風險、工程合理性、經濟性等的分析。

3.規劃成果的輸出。

由機助制圖生成規劃成果，包括文字報告及二維圖件、三維模擬等，這是目前最成熟、最普及的UGIS功能模塊。不但解放了規劃師，使其不必耗費過多的精力于制圖和編寫相關報告上，同時也使規劃成果更加美觀、標準，更易被非規劃專業人士理解。但值得注意的是，我們不能認為這就是UGIS的全部而走入誤區。

3.1 當前UGIS的主要問題

（1）幾乎沒有專門的UGIS模塊和軟件，大都只是利用GIS軟件二次開發后來進行規劃及管理，許多必要的分析功能及決策功能由于軟件中沒有相應的工具而不能進行。

（2）各城市、各部門各自為戰，各搞各的系統，相互之間無法溝通與共享，造成浪費。

（3）重視硬件設備，輕視軟件投入，忽視技術人才的培養，使得建成的系統成了擺設，無法發揮其應有的作用。

3.2 當前的發展策略

（1）有針對性地展開UGIS模塊的開發與應用。不求大而全，而應力求實用、方便。如今，控件GIS和網絡GIS的興起正為這項措施的實施提供了條件。只有開發完善的用戶界面，設計出各種業務管理與決策分析的查詢、統計和分析功能模塊，才能滿足城市規劃與管理科學化、現代化要求。

（2）標準化。應盡快統一全行業的標準。包括軟件標準化、數據分類及編碼的標準化、數據結構及格式標準化、圖示、圖例及報表標準化等。

（3）全面開展應用培訓，培養各層次的專業人才。包括模塊開發人員、管理維護人員、應用人員等。

參考文獻

[1]城市信息系統的開發應用現狀與展望，許昌學院學報，田洪陣.

[2]賈永紅，計算機圖像處理與分析[M]，武漢：武漢大學出版社，2014

（作者單位：大連市普蘭店區規劃設計研究院）