地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用

（南京郵電大學(xué)，江蘇 南京 210046）

0 引言

目前，隨著城市內(nèi)部經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的迅速進(jìn)步，城市中人口數(shù)量逐年上升，并且，人口組成結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)復(fù)雜性的趨勢。這種復(fù)雜性和多樣化的趨勢直接促使在實(shí)踐中對(duì)于城市的規(guī)劃布局，也提出了更高的要求，未來城市發(fā)展當(dāng)中要求實(shí)現(xiàn)更為精確化、精準(zhǔn)化的規(guī)劃和管理方式，以便于逐漸取代傳統(tǒng)的規(guī)劃管理方法。

1 地理信息系統(tǒng)及城市規(guī)劃與管理

1.1 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)的主要應(yīng)用方式是在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，對(duì)于各種空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)之上，利用地理模擬分析方法，生產(chǎn)出可適用于地理研究、綜合評(píng)價(jià)管理和定量分析服務(wù)的信息。在城市的發(fā)展過程當(dāng)中，適時(shí)地引入地理信息系統(tǒng)，生化題在城市規(guī)劃進(jìn)程當(dāng)中的合理應(yīng)用，能夠?yàn)槌鞘形磥淼陌l(fā)展提供精準(zhǔn)而有效的信息，所以，在城市的開發(fā)和建設(shè)當(dāng)中，GIS系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，因?yàn)樗軌驗(yàn)槌鞘械南到y(tǒng)化管理提供有力的決策支撐。

1.2 城市規(guī)劃

對(duì)于城鄉(xiāng)二元化發(fā)展的我國來說，實(shí)現(xiàn)良好的城市規(guī)劃系統(tǒng)有利于落實(shí)宏觀的城鄉(xiāng)發(fā)展戰(zhàn)略，能夠保證城市的空間得到合理的開發(fā)和利用，使得城市建設(shè)更好地為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而服務(wù)。研究人員認(rèn)為城市規(guī)劃所面向的主體是城市中居住環(huán)境的各個(gè)方面。整個(gè)規(guī)劃進(jìn)程的主線是，城市的層次必須要符合環(huán)境保護(hù)和資源有效利用的大前提。在城市的開發(fā)過程當(dāng)中，必須要因地制宜，符合城市的歷史文化風(fēng)貌和未來建設(shè)的導(dǎo)向。城市建設(shè)開發(fā)者必須要對(duì)于城市規(guī)劃開發(fā)展開可行性分析，制定一套符合城市發(fā)展需要的發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)過去所進(jìn)行過的工作進(jìn)行及時(shí)有效的總結(jié)，提出開發(fā)發(fā)展的合理措施。

1.3 城市管理

城市的管理者必須要采取各種手段，如法律、經(jīng)濟(jì)、行政等手段，實(shí)現(xiàn)政府、市場和社會(huì)三者之間的良性互動(dòng)，進(jìn)而協(xié)調(diào)城市內(nèi)部各項(xiàng)生活的有序發(fā)展。從廣義上來說，城市管理就是對(duì)于城市內(nèi)部的一切公共活動(dòng)展開管理，包括政治、經(jīng)濟(jì)、文化和社會(huì)等方面的管理。狹義的城市管理主要是指市政管理及對(duì)于和城市規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行過程開展的管理，以及相關(guān)聯(lián)的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)展開的管理。文章在研究當(dāng)中所采取的城市管理定義是狹義的城市管理，即主要針對(duì)的是城市內(nèi)部規(guī)劃建設(shè)的市政管理。

2 GIS在城市規(guī)劃中的作用

2.1 GIS為城市規(guī)劃提供了有效的工具

GIS系統(tǒng)在城市規(guī)劃中所起到的作用，主要是提供了更為有效的工具，因?yàn)榕c之前所采取的軟件系統(tǒng)相比，其所擁有的圖形管理能力更強(qiáng)，突破了此前采用CAD軟件特性的局限性。GIS系統(tǒng)不僅能夠有效地處理城市發(fā)展建設(shè)當(dāng)中產(chǎn)生的一系列空間數(shù)據(jù)，而且能夠?qū)傩詳?shù)據(jù)展開空間分析。這就使得以往城市規(guī)劃當(dāng)中的數(shù)據(jù)采用簡單的文字或圖形的傳統(tǒng)模式得以改變，提升了城市規(guī)劃管理者運(yùn)用信息系統(tǒng)展開規(guī)劃建設(shè)的能力，為城市規(guī)劃提供了更有效的工具。

2.2 GIS在城市規(guī)劃中的數(shù)據(jù)處理功能

GIS系統(tǒng)在城市規(guī)劃中的合理應(yīng)用，能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃提供更為充分的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)和管理分析各種對(duì)于城市規(guī)劃有幫助的數(shù)據(jù)。在地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)據(jù)庫所發(fā)揮的功能是非常強(qiáng)大的，既可以展開數(shù)據(jù)處理，也可以幫助開展查詢和維護(hù)，對(duì)于城市規(guī)劃當(dāng)中的動(dòng)態(tài)空間信息展開合理分析，從而確保城市規(guī)劃的合理性和可行性。

2.3 GIS的空間定位查詢的功能

在地理信息系統(tǒng)進(jìn)入城市規(guī)劃管理之前，研究人員在開展城市建設(shè)和規(guī)劃管理的過程中，所采用的主要規(guī)劃形式就是文件或者數(shù)據(jù)庫管理的形式。這種傳統(tǒng)模式的顯著缺陷，就是將空間屬性作為一項(xiàng)單獨(dú)的信息，而將與之具有強(qiáng)烈關(guān)聯(lián)性的實(shí)體信息另外展開管理。這種做法使得對(duì)于現(xiàn)有數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)存在一定的困難，因?yàn)橐坏┟媾R需要使用數(shù)據(jù)時(shí)就需要再將其進(jìn)行對(duì)比，而且在使用過程當(dāng)中，因?yàn)槿狈臻g定位和查詢的功能，則顯得更為不便。所以綜合運(yùn)用GIS系統(tǒng)，對(duì)于城市規(guī)劃來說，能夠有效地提升工作效率，因?yàn)樗哂袕?qiáng)大的空間定位和空間查詢能力，能夠?yàn)槌鞘械暮侠硪?guī)劃提供有效的助力。

2.4 GIS為城市規(guī)劃提供輔助決策功能

與此同時(shí)，GIS在城市規(guī)劃的建設(shè)過程當(dāng)中所起到的最重要的功能就是為城市的合理開發(fā)和合理規(guī)劃提供有效的決策支持。GIS所具有的輔助決策功能，是基于其具有強(qiáng)大的空間分析能力，能夠?yàn)槌鞘械囊?guī)劃和管理提供簡明有力的工具，所擁有的數(shù)據(jù)庫，足以支撐海量的空間數(shù)據(jù)，而且具有強(qiáng)大的空間定位和查詢能力[1]，可以實(shí)現(xiàn)多層次、多角度的空間分析。通過合理運(yùn)用GIS系統(tǒng)，可以生產(chǎn)出更加具有可行性和合理的分析結(jié)論，進(jìn)而為城市規(guī)劃管理制定有效的計(jì)劃，提供強(qiáng)有力的決策支撐。

3 GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

3.1 GIS在城市三維可視化中的應(yīng)用

在GIS系統(tǒng)還沒有成為城市規(guī)劃中的重要工具之前，城市規(guī)劃管理人員通常使用傳統(tǒng)的繪畫設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行城市規(guī)劃制定。傳統(tǒng)方式的缺陷在于難以制定出具有豐富現(xiàn)實(shí)感的設(shè)計(jì)，而且方案容易產(chǎn)生一些容易為人們所忽略的錯(cuò)誤之處。簡單來說，傳統(tǒng)繪畫設(shè)計(jì)中存在的主要問題，就是難以實(shí)現(xiàn)精確化的規(guī)劃。目前通過運(yùn)用先進(jìn)的三維GIS技術(shù)，能夠使得規(guī)劃人員更加高效率地進(jìn)行城市規(guī)劃工作，而且能夠避免此前容易產(chǎn)生的一系列問題。通過合理運(yùn)用三維GIS技術(shù)，規(guī)劃人員可以對(duì)不同路徑下所獲得的方案，進(jìn)行直觀地比較，以實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃中的最優(yōu)解。

3.2 GIS在交通管理中的應(yīng)用

在交通管理過程中，綜合運(yùn)用GIS技術(shù)，能夠幫助儲(chǔ)存大量的交通數(shù)據(jù)，而且可以展開廣泛的分析。因?yàn)樵谔幚斫煌〝?shù)據(jù)方面，所需要的技術(shù)水平是非常高的，而且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的過程也具有較高的復(fù)雜性。GIS技術(shù)的采用，能夠幫助解決此前交通管理中的數(shù)據(jù)處理難題。GIS技術(shù)最核心的部分是空間數(shù)據(jù)庫。建立在GIS系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)交通數(shù)據(jù)和圖形之間的互相對(duì)應(yīng)，以直觀地反映二者之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)的分析提取和查詢過程，更加便捷和高效。GIS系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用在交通運(yùn)輸過程中。比如說，乘客們只需要使用智能手機(jī)，就可以獲取各種叫車APP的服務(wù)，也可以通過各種地圖來查詢附近的交通站點(diǎn)，進(jìn)行出行管理。在支付寶系統(tǒng)中，也可以對(duì)于實(shí)時(shí)公交進(jìn)行查詢，系統(tǒng)將會(huì)聯(lián)系地圖來反映用戶的實(shí)時(shí)位置，進(jìn)行上下車和公交方案的提醒[2]。在未來，城市規(guī)劃管理人員也可以綜合運(yùn)用GIS系統(tǒng)為城市居民的出行提供全面的服務(wù)系統(tǒng)。因?yàn)镚IS系統(tǒng)背后的空間數(shù)據(jù)分析能力是非常強(qiáng)大的，可以給出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對(duì)于已經(jīng)形成的結(jié)果依據(jù)用戶的實(shí)際需要再進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。所以充分發(fā)揮GIS技術(shù)的作用，加強(qiáng)其在交通管理過程當(dāng)中的運(yùn)用，能夠有效地幫助實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)部交通系統(tǒng)的便捷暢通，使得城市的交通系統(tǒng)更加合理，提升居民的出行效率。

3.3 GIS在城市道路網(wǎng)絡(luò)分析中的應(yīng)用

在城市道路的網(wǎng)絡(luò)分析當(dāng)中，采用GIS系統(tǒng)能夠有效地反饋當(dāng)前城市道路網(wǎng)絡(luò)的合理性程度，幫助提升城市發(fā)展水平，提高居民的生活質(zhì)量。對(duì)于城市網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)來說，該地區(qū)的自然地理?xiàng)l件以及此前土地利用的既定格局和城市系統(tǒng)內(nèi)部的交通路線布局，都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的關(guān)聯(lián)和影響。所以，城市規(guī)劃人員開展城市網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要綜合考慮以上的因素。這就要求他們能夠綜合分析上述情況和數(shù)據(jù)，確定出合理的道路網(wǎng)絡(luò)分布規(guī)劃。對(duì)于一個(gè)合理的城市網(wǎng)絡(luò)布局來說，較符合當(dāng)前城市內(nèi)部土地的利用狀況，也要能夠滿足城市內(nèi)部的交通需求，而且，也應(yīng)當(dāng)考慮到城市內(nèi)部的交通樞紐分布情況。所以，在合理的交通規(guī)劃基礎(chǔ)之上，必須要正確地處理城市道路之間的關(guān)系，預(yù)留出合理的空間，為未來的城市發(fā)展，提供有效的資源保障而且要滿足環(huán)境保護(hù)的合理要求，不能夠破壞城市的天然環(huán)境。這些具體的要求的實(shí)現(xiàn)，必須建立在對(duì)于現(xiàn)有狀況的良好把握基礎(chǔ)之上。例如，在進(jìn)行道路選擇的過程中，就應(yīng)當(dāng)構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)庫，從中調(diào)取要素，并給要素賦予相對(duì)應(yīng)的數(shù)字，根據(jù)這些要素對(duì)最終規(guī)劃結(jié)果的影響程度賦予相應(yīng)的權(quán)重，將所有的數(shù)據(jù)與城市地圖疊加在一起，最終形成最佳的用地布局。所以GIS系統(tǒng)對(duì)城市網(wǎng)絡(luò)布局而言，所起到的作用是非常重要的，可以為城市網(wǎng)絡(luò)布局方案的制定提供有力的決策支撐[3]。

3.4 GIS在城市防災(zāi)系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用

在城市規(guī)劃的過程當(dāng)中，規(guī)劃人員必須有意識(shí)地建設(shè)合理的城市防災(zāi)系統(tǒng)。而在城市防災(zāi)系統(tǒng)的建設(shè)過程中，也需要GIS系統(tǒng)發(fā)揮作用。對(duì)于城市管理，擁有一套完整的防災(zāi)系統(tǒng)，可以使其有效地防治災(zāi)害，而當(dāng)災(zāi)害發(fā)生之時(shí)也能達(dá)到減少損失的效果。具體來說，一個(gè)完善的城市防災(zāi)系統(tǒng)既要包含對(duì)災(zāi)情的檢測預(yù)報(bào)，也要包含當(dāng)災(zāi)害發(fā)生之后及時(shí)有效的救援計(jì)劃和重建計(jì)劃。以城市火災(zāi)防控體系為例，首先，要在現(xiàn)有城市規(guī)劃的基礎(chǔ)之上，確定消防站點(diǎn)的建立位置，應(yīng)當(dāng)在火災(zāi)高發(fā)區(qū)域的中心位置建立足夠的消防站點(diǎn)，保證火災(zāi)發(fā)生之時(shí)能夠獲得及時(shí)有效的救援。在消防站點(diǎn)的位置附近，必須要保證道路的開闊性，要有效地儲(chǔ)存救援物資，必須要組織專門人員負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)火災(zāi)防控體系的各個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的程序要求，進(jìn)行災(zāi)情防控評(píng)價(jià)。在設(shè)置消防站點(diǎn)時(shí)，在生產(chǎn)儲(chǔ)存易燃易爆物品的建筑附近使用GIS系統(tǒng)中的空間分析功能時(shí)，要對(duì)指標(biāo)體系按照權(quán)重大小進(jìn)行重疊分析，構(gòu)建合理的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃圖。根據(jù)區(qū)劃圖反映的信息確定火災(zāi)防控目標(biāo)，采取合理有效的措施，對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)估，進(jìn)而為消防部門預(yù)防和減少城市火災(zāi)、救援活動(dòng)提供有效參考。