城市規劃管理中地理信息系統的應用

張會松

摘要：基于提高城市規劃管理水平的目的，針對城市規劃管理中地理信息系統的應用，做了簡單的論述。首先，分析了地理信息系統的應用優勢。其次，以實例分析了城市規劃管理中地理信息系統的應用。再次，總結了地理信息系統的應用領域。最后，展望了城市規劃管理中地理信息系統的應用趨勢。從城市規劃管理工作實踐來說，有了地理信息系統的支持，極大程度上提高了工作效率和質量，具有推廣應用價值。

關鍵詞：城市規劃管理；地理信息系統；信息化；智慧化

城市規劃對城市發展，有著很大的影響。目前來說，城市建設發展朝向智慧化、現代化方向持續發展，發展速度不斷加快，傳統的發展問題，比如空間規劃不合理問題等日益突出，給城市規劃管理工作提出了更高的要求。若想要不斷提高城市規劃管理水平，深度分析此課題，提出有效的規劃管理技術和方法，有著現實的意義。

1.城市規劃管理中地理信息系統的應用優勢

基于GIS技術構建的城市規劃管理信息系統，為城市規劃管理工作，提供了強有力支持。城市規劃和管理系統的功能如下：

（1）數據處理和地圖顯示。基于兩種功能，能夠為土地利用、社會經濟和環境等各類資料的存儲，提供技術保障；通過數據庫查詢，能夠獲得具有應用價值的信息，通過專題地圖全面顯示事物的空間分布情況。

（2）空間分析以及空間模型。從實際應用來說，為統計、選址以及土地適宜性評價、土地利用-交通模型等提供技術支持，通過專題地圖的形式，展現分析結果。

從GIS技術的應用來說，在城市規劃管理方面，有著以下幾點優勢：

（1）優化了地圖制作流程。引入GIS技術，方便地圖的獲取，增加現勢性，有效縮短了地圖的制作時間，降低了資料存儲費用。

（2）便于數據信息的查詢與檢索。

（3）能夠快速獲得各類信息，為城市規劃提供多種方案。

（4）GIS技術的應用，提高了城市規劃的分析能力，增強了和公眾以及非專業人員的交流與溝通。

（5）提高了城市規劃管理服務質量，有效短了工作時間，比如建設申請等。總的來說，GIS技術的應用，為城市規劃和管理工作的開展，提供了極大的便利。

2.城市規劃管理中地理信息系統的應用實例

2.1案例概述

以某城市軌道交通規劃選線項目為例，設計線路周圍0.5km2范圍內作為試驗區，通過結合應用GIS技術、BIM技術和無人機傾斜攝影技術等，輔助交通規劃的開展。現結合技術的具體應用，分析其發揮的作用。

2.2技術的應用方案

規劃設計工作流程：

（1）對規劃區域，利用無人機攝影技術，開展傾斜攝影，獲得地面分辨率為5cm的影像，構建實景三維模型。

（2）對獲得的BIM模型數據以及GIS數據進行融合，存儲到三維可視化平臺，實現對軌道交通規劃線路周圍地理信息的有效利用。

（3）基于規劃信息系統，為交通線路的選擇，提供指標分析和站點合理性分析等的支撐。引入GIS技術和BIM技術等，有效解決了軌道交通線路設計的空間沖突問題和線路設計質量問題等，彌補了二維軌道交通線路設計的不足之處[1]。

2.3規劃選線

基于搭建的3D GIS系統，利用傾斜實景三維模型大場景，加載反映當前情況的地理信息數據，即POI和建筑矢量面數據以及地下管線數據等，同BIM模型數據相互結合，實現宏觀和微觀層面的把控，對軌道交通線路相應范圍內，實施一張圖管理，通過微觀信息和宏觀GIS數據的有機結合，保證線路設計規劃的全面性和完整性，提高信息資源的綜合利用率。具體應用如下：

（1）道路紅線數據。交通網絡規劃設計，要做好建設所需的預留，實現對用地矛盾的有效控制。規劃時，利用傾斜攝影獲得的實景三維模型數據，利用3D GIS平臺，進行道路紅線數據的加載，為后期工作提供支持，比如數據查詢以及規劃控制用地指標的分析[2]。

（2）POI數據。利用POI數據，可以獲得房產小區和超市等屬性資料，能夠全面反映當前的情況，為后期的分析查詢提供基礎，輔助線路設計和出站口設置，保證規劃設計的合理性。

（3）建筑矢量面數據。規劃時，要做好經濟性的把控。這需要利用建筑矢量數據，比如建筑面積和名稱等，獲得關于拆遷分析的數據。如圖1。

（4）地下管線數據。開展軌道交通規劃設計，既要做好地上部分的設計，還需要反映并且分析地下部分。基于GIS平臺，進行地下管線三維模型的加載，可以清晰地展現各類管線的走向和分部，比如給水管道等，通過查詢相關屬性，實現對線路和管線沖突問題的避免，實現線路地上地下一體化綜合分析。

（5）BIM模型數據。按照軌道交通設計圖紙，構建地鐵站內部的BIM模型，進而展現管線排布情況和各類有關信息。基于3D GIS平臺，通過將實景三維模型數據和BIM模型數據的有機融合，全面反映現狀與設計協調情況。

2.4分析實例-拆遷量

從軌道交通規劃設計來說，線路的選擇，要做好建設線路和周圍建筑之間協調關系的分析，減少拆遷，實現對建造成本的有效控制，保障線路建設的經濟性。這需要對交通線路一定緩沖區內的建筑數量以及建筑面積，開展統計分析，獲得拆遷量、商住宅占比，深度分析數據，獲得拆遷成本，優選建設的線路[3]。

3.城市規劃管理中地理信息系統的應用領域總結

3.1 GIS空間分析和規劃決策

城市規劃中的多數問題都有和空間問題有著直接關系，例如城市建設用地的適宜性評價，需針對土地用途開展評價和分析，最終確定最終的方案。引入GIS技術，通過土層的疊合與處理，使得各個獨立影響因素和相應土層對應，為土地適宜性分析提供支持。應用流程如下：

（1）確定問題。細化和分解決策目標，進行所需的環境數據收集整理。

（2）選擇準則。選擇準則的原則具體為，最大程度上反映實際情況；盡量簡潔，方便決策的簡化。

（3）確定選項，即參加評價的選項；確定權重。

（4）決策和敏感度分析。利用GIS軟件的功能模塊，比如Arc GIS空間分析功能模塊，進行數據空間分析，通過表面分析和重分類等，獲得相關信息[4]。

3.2數字航攝和遙感影像服務

從城市規劃建設實際來說，要結合當前城市發展問題，比如土地開發速度快等，分析面臨的問題，比如耕地少和環境退化等。這需要獲取相應的地理空間信息，掌握土地資源現狀。傳統的調查方法，難以達到快速調查的要求，而且數量大、標準不一，數據信息的質量水平不高。引入數字航攝、遙感技術以及計算機技術等，進行地理信息的調查和監測，能夠及時獲得動態化數據信息。城市規劃和管理中，數字航攝以及遙感技術的應用日益廣泛，能夠提供可視化服務，例如背景地圖以及三維景觀模型等。根據監測結果，對規劃實施的情況進行檢查，能夠快速定位非法建設用地等，在城市規劃動態化監管以及城市測繪更新等方面應用，發揮著重要的作用[5]。

3.3空間信息可視化和景觀仿真

從城市規劃的研究角度來說，空間信息可視化為研究的熱點，主要圍繞科學計算可視化。傳統的規劃模式下，使用二維平面圖紙或者三維模型，進行城市空間和規劃設計意圖等的表達，難以達到全面展現的效果。基于計算機圖形圖像處理技術水平的不斷提高，空間信息可視化水平不斷提高。城市規劃管理領域，應用三維規劃方案審批輔助決策系統，能夠為高層決策者以及廣大公眾提供支持，便于非專業人員更好地理解規劃設計方案的核心理念。可視化表達越貼近真實，越有利于規劃師、公眾的溝通[6]。利用三維可視化，能夠為不同的主體提供服務，比如管理人員和規劃設計人員等，以真實城市為背景，通過對規劃方案中的建筑以及環境，開展三維仿真建模，使得相關主體可通過模型，實現對單個物體以及整個場景的精準分析。利用城市空間數據庫，實現準確快速高效的互動編輯，能夠更好地進行互動展示和成果輸出，為各類項目的規劃以及設計等工作開展，提供三維可視化技術支持。目前來說，可為城市規劃提供支持的三維可視化軟件比較多，比如三維規劃方案審批系統，具有快速三維建模功能和規劃信息查詢功能以及多方案對比功能等，提高了規劃方案的展現效果[7]。

3.4規劃管理信息業務服務

按照城市規劃體系劃分，規劃業務包括編制與管理。從日常業務來說，涉及規劃編制成果的管理，以及建設申請的審批等。各類業務的開展，都需要利用管理信息系統。引入GIS技術，實現其和規劃管理業務信息系統的有效集成，能夠提高規劃業務數據的管理水平，便于數據信息的管理，發揮著空間數據庫的功能作用，規劃實施環節能夠實現地理數據信息的采集，同時具有空間查詢功能和屬性查詢功能等[8]。

3.5地理信息系統和城市規劃模型的結合

從城市規劃管理實踐來說，將地理信息系統和城市規劃模型相互結合，能夠模擬遠景發展設想方案，并且將模擬結果，通過專題圖的形式顯示，方便決策人員理解以及判斷。利用GIS技術，能夠實現對人口和經濟增長的高效預測，可為人口估算和經濟增長趨勢分析，提供相應的支持。構建空間模型，進行空間分布的模擬分析，對模型結果開展評價實現預測分析。目前來說，常用的空間相互作用模型，主要包括一般引力模型和一般潛能模型等，借助GIS技術，發揮其空間數據管理優勢和屬性數據管理優勢，實現數據共享，能夠降低數據收集以及更新的成本[9]。

4.城市規劃管理中地理信息系統的應用展望

從城市的發展角度來說，逐漸朝向智慧城市發展。智慧城市的建設不斷提升，達到細胞級和精細化水平。行業前沿積極探索基于地理信息系統構建精準3D模型，實踐數字孿生，指的是對應物理空間的城市，在數字空間內，建造1個匹配的數字孿生城市。從城市規劃的角度來說，在規劃開始時進行城市數字化建模，為城市規劃設計和建設以及運行等方案的模擬以及發展推演，提供技術支持，能夠實現對人口空間的分析，以及支撐公共設施布局分析、基礎設施建設分析等，為城市決策以及管理，提供相應的數據信息支撐，促使規劃建設管理一體化業務融合以及數據的動態融通。

目前行業領先企業正在嘗試利用達索系統的3D解決方案，結合利用GIS軟件以及應用平臺，推動建筑行業、城市領域以及地域開發行業的技術轉型。從GIS技術和BIM技術的發展角度來說，兩者同向而行。兩種技術的互補性很強，通過宏觀和圍觀的有機結合，為智慧城市建設，提供了技術支持。其中，BIM技術的擅長領域為建筑設計和橋梁設計，致力于微觀領域的規劃設計管理。而GIS技術的優勢領域為城鄉規劃和建設項目，致力于宏觀世界的規劃管理。通過技術的結合，提供了設計、建造以及管理全生命周期一體化的解決方案，能夠在設計階段進行城市設計和規劃審批；開展建設階段，依托GIS技術和BIM技術，實施建設監督管理；管理階段依靠兩種技術，進行建筑和園區以及城市的運維管理。技術的融合，有效解決了城市與地域問題，為智能城市以及大型交通基礎設施的建設，提供技術支持。

未來，更多的現代化技術手段，將會被廣泛應用于城市規劃管理，通過和GIS的融合，能夠增強城市規劃和管理系統的功能，滿足各項規劃和管理工作的需求，推動城市規劃建設發展。地理信息系統的不斷發展完善，其功能和應用效果將會不斷增強，有著重要的意義[10]。

5.結束語

綜上所述，城市規劃管理實踐中地理信息系統的應用，發揮著重要的作用。從地理信息系統的實際應用來說，能夠為建筑規劃建設和軌道交通設施規劃建設等，提供強有力的技術支持。在具體實踐中，結合運用各類技術手段，比如BIM技術等，搭建三維可視化模型，能夠為規劃決策和管理提供有力的保障。

參考文獻：

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