城市規劃管理中數字化工程的應用探討

文／童璐玲 武漢市規劃研究院（武漢市交通發展戰略研究院）湖北武漢 430014

引言：

近年來城市高速發展，傳統的城市建設項目報批方式已經無法適應發展需求。因此，有必要應用先進的技術，提高規劃部門的決策水平和工作效率，使城市規劃管理工作能夠規范、高效的開展。為實現這一目標，可在城市規劃管理中對數字化工程加以合理應用。

1.數字化在城市規劃編制中的應用

城市總體規劃是一項系統性相對較強的工作，其中涵蓋的內容較多，為提高工作效率，可在此項工作的開展中，加強對GIS（地理信息系統）的應用。下面重點對GIS在城市總體規劃中的應用方法展開分析。

1.1 城市現狀分析

就城市總體規劃而言，現狀調查是一項重要程度相對較高的工作，開展此項工作時，GIS 的應用主要體現在空間和非空間分析兩個方面。

1.1.1 空間分析

利用GIS 分析城市現狀空間時，可借助GIS 強大的統計分析、制圖等功能，對調查內容中包含空間信息的項目做統計分類和比例計算，以此來形成數據表格，并根據數據表，繪制圖件[1]。GIS 能夠對統計數據、空間分布以及地面實況加以顯示，從而使規劃人員可以更加直觀的掌握現狀資料。

1.1.2 非空間分析

在執行非空間分析的任務時，相關人員可以利用GIS開發小型的軟件，以加快分析任務的完成速度。利用GIS對非空間數據分析時，系統會自動生成相應的統計圖表，如直方圖等，并配合數值表，對數量的基本特征加以說明。

1.2 預測

在城市總體規劃中，預測是一項比較重要的工作，包含的內容相對較多，下面以城市人口規模預測和區域增長預測作為研究對象，分析GIS 在預測中的應用。

1.2.1 城市人口規模預測

人口是城市總體規劃中一個非常重要的因素，可用于人口規模預測的方法和數學模型較多，GIS 便是其中之一。利用GIS 預測城市人口規模時，可以通過模塊來呈現軟件的功能，并將帶有功能的模塊加入GIS 系統中，輸入與人口規模有關的數據及參數后，模塊能夠自動運算，得出具體的結果。在城市人口預測的過程中，應綜合考慮可持續發展要求、國民經濟發展計劃、城市發展空間等因素[2]。針對規劃城市，結合相關條件，評價城市發展的空間規模，在此基礎上，依據城市中的建筑特征，采取分析和估算的方法，確定出一段時間內城市可以容納下的最大人口數量，并與預測量進行比較，由此獲得的結果即為城市的人口規模。

1.2.2 區域增長預測

從本質的角度上講，與區域增長關系最為密切的是城市用地規模。因此，對區域增長的預測，實質上就是預測城市的用地規模，具體預測時，可將人口的預測結果作為基礎。需要考慮的因素包括經濟、環境等，GIS在區域增長預測中的應用方法如下：確定區域增長所需的數據，包括區域發展目標與政策、公共設施規劃、總體規劃與發展模式、住房需求描述、交通規劃、能源需求、供水、大氣質量等；將預測的區域劃分為若干個信息統計區，選用網格狀的數據統計單元；區域增長模型分兩個階段進行預測，第一階段預測城市人口和經濟狀態，第二階段為三個分布模型，即BEM（基本就業分布模型）、PLUM（土地使用模型）及SOAP（詳細分布處理模型）[3]；將城市總體規劃過程中獲得的土地使用調查資料輸入GIS 系統，通過計算面積的方法，便可獲得相關的預測數據。

1.3 規劃設計與成果輸出

1.3.1 規劃設計方法

在城市規劃設計中，GIS 能夠執行的任務包括城市組成要素規劃設計、技術經濟指標計算等。利用GIS 開展城市組成要素規劃設計不但過程簡單，而且操作方便，具體就是利用GIS 的有關功能和屏幕數字化，產生出線劃圖，如城市道路網、工程規劃設計、面狀物體的規劃設計等。整個操作過程采用的是屏幕數字化的方法，設計結果能自動產生圖層，以便統計與分析應用。

1.3.2 規劃成果輸出

GIS 可以將城市總體規劃成果以可視化的形式輸出，這是GIS 特有的功能，包括圖件繪制、動態模擬等。漢字標記是圖形輸出過程中需要解決的一個問題，因GIS軟件多為進口產品，無法對漢字進行處理，所以需要加入輔助軟件，完成漢字注記。利用GIS 的三維模擬技術，可以顯示規劃的城市景觀，三維動態模擬中的一幀如圖1所示。

圖1 三維動態模擬中的一幀

2.數字化在城市規劃審批管理中的應用

數字化工程在城市規劃審批管理中的應用，主要體現在信息系統方面，利用城市規劃管理信息系統，能夠實現圖、文、表管理一體化，圖2 為技術支撐結構。

圖2 圖、文、表管理一體化技術支撐結構

2.1 管理信息系統的功能

本文中城市規劃管理信息系統是由三個子系統組成，具體如圖3 所示。

圖3 城市規劃管理信息系統功能結構

2.1.1 規劃管理業務

該子系統由多個次級子系統組成，包括查詢與統計、地圖管理等。GIS 圖形處理功能是該子系統中非常重要的一部分，該功能是專為用戶設計，它可以滿足用戶的實際需要，通過相關的操作，轉化圖形數據的格式。

（1）查詢與統計。由城市規劃管理部門負責設計的數據種類比較多，其中具有典型性和代表性的數據有案卷中的歷史數據、辦案中新生成的數據、圖上量算的數據以及相關單位報送的數據等。上述數據除了種類較多之外，來源也呈現為多樣化的態勢，并且數據量非常大，數據統計具有動態性強的特點。基于此，設計開發統計模塊，采用人機交互式的統計方法，配有專業的統計表格制作工具，能夠實時制作出相應的表格。

（2）圖形管理。城市規劃管理部門日常工作中有一項重要程度相對較高的任務，即畫紅線，對于規劃審批而言，必須保證紅線圖上各個拐點的定位準確，若是定位出現偏差，則會對規劃審批造成影響。規劃管理子系統提供多種畫圖方式，如極坐標、方位角、絕對及相對坐標等[4]。除此之外，還提供一套制圖工具包，可以繪制點、線、面。由此，能夠使工作人員快捷、規范、精確完成繪圖、量算等工作。

2.1.2 建設維護工具

該子系統可以實現的功能比較多，具有典型性和代表性的功能包括業務類型自定義、規劃機構及人員配置、輸入與輸出及統計表格生成、權限設置、監控網絡、統計類型與方法設置、統計表格管理、圖形數據使用等。對該子系統的建設，實質上就是建立相應的計算機模型，通過維護工具可以對模型做出修改，避免了以人為手工的方式保持系統數據庫一致性時，可能發生錯誤的問題，效率得到大幅度提升。

2.1.3 公眾查詢

在城市規劃管理信息系統中建立公眾查詢子系統的主要目的是，確保相關的建設單位能夠借助自動語音電話及觸摸屏，或是登錄規劃局網站等方式，對案卷的辦理狀態進行查詢。在觸摸屏查詢界面中，輸入立案號，點擊查詢后，便可獲得相應的結果。

2.2 電子報批

作為城市規劃管理部門，主要的職責是確保城市建設合理、有序開展，在規劃審批中，需要處理海量的數據，具體包括圖件、規劃圖則、文字說明、審批表格等[5]。為促進規劃管理部門工作效率的提升，可對空間與非空間信息系統技術加以合理應用。電子報批與規劃管理之間的關系如圖4 所示。

圖4 電子報批與規劃管理的關系示意圖

2.2.1 報批方案

對于規劃審批而言，電子報批屬于新的模式，該模式的出現，使報批的介質發生改變，即從紙介質，變為電子介質。由于報批介質改變，審批方式等也相應發生變化。在對規劃項目進行報審的過程中，可以提交圖形文件，并確保文件中的內容符合相關技術標準的規定要求。審批部門應對圖形文件進行校核，確認文件無誤后，按程序完成審批。電子報批的特點體現在如下方面：能夠在原有的基礎上改善管理部門的日常事務；可為低成本建立規劃圖形庫提供支撐；數據源的可靠性得到有效保障；有利于促進設計成果科學性的提升[6]。

2.2.2 電子報批的實施

在信息時代到來的今天，電子報批已經成為城市規劃管理自動化和無紙化辦公目標實現的重要基礎。從目前的實際情況來看，建設單位編制城市規劃成果時，多數都是通過計算機系統及相關的軟件程序輔助設計，并由計算機直接輸出規劃設計成果，基本不再需要人為手工繪制。傳統的規劃審批工作量大、精度不高，電子報批的出現使上述問題得到有效解決，不但能夠大幅度減輕工作量，而且精度也可以獲得保障[7]。不僅如此，還能實現數據的自動存儲存、歸檔及動態更新。

3.數字化在城市規劃實施管理中的應用

在當前的新時期下，城市規劃管理要合理應用先進的技術，包括計算機技術、網絡技術、數字化處理技術、通信技術等，并對城市中的數字資源整合利用，以此來促進規劃管理決策水平的提升。在開展城市規劃動態監測的過程中，可以通過遙感技術獲取影像數據，將之與城市規劃數據作對比分析，據此了解并掌握城市建設發展的具體情況以及其中存在的主要問題。下面重點分析城市規劃管理動態監測系統的建設目標與內容，并明確實施中需要解決的問題。

3.1 系統建設目標與內容

城市規劃管理動態監測系統的具體建設目標如下：實現面向廣大公眾實時發布城市規劃管理信息；動態監測城市用地規劃、城市建設工程規劃以及城市“四線”規劃的實施情況；系統建設的基本內容包括公共信息子系統、專業信息子系統、數據動態監測子系統[8]。上述子系統為相互依存的關系，可根據實際需要對各個子系統逐步建設。

3.2 實施中解決的問題

在城市規劃管理動態監測系統的實施過程中，需要解決的主要問題有數據源信息的采集、數據加工處理與分析、數據集成與共享、數據接口等。

3.2.1 數據源信息的采集

對于城市規劃管理動態監測系統而言，數據源信息的采集是較為重要的一共環節，與監測系統的運行密切相關，是城市規劃監測、管理、分析的關鍵之所在。數據源信息涵蓋的數據比較多，其中具有典型性和代表性的有遙感數據、基礎測繪數據、規劃成果數據、行業數據等。為確保數據源信息采集的順利完成，除了要有專項費用的保證之外，還要與其他行業相協調。

3.2.2 數據加工處理與分析

在對數據進行應用的過程中，要保證所應用的數據質量達標，為實現這一目標，需要對數據進行加工處理。為確保數據格式及編碼的統一，應當針對城市規劃管理動態監測系統，制定統一的數據加工處理標準。從目前的實際情況來看，各城市對現有的數據重新加工及新數據的獲取，需要有專項費用的保證，這樣才能使數據的整體質量得到保障，也才能最大限度發揮出數據的作用。

3.2.3 數據集成與共享

集成與共享是數據通暢的基本保障，也是動態監測系統內容統一、管理規范性的有效保證。因此，在系統推行的初期階段，應當對現有的規劃管理軟件的系統置換問題予以充分考慮。同時，還應考慮地方規劃局在相關費用方面的承受能力。作為主管部門一方面要做好數據交換體系的建設工作，另一方面要加大推行力度，為系統置換與升級換代創造有利條件。

3.2.4 數據接口

系統之間的數據對接，需要通過數據接口來實現。因此，可以利用數據接口解決規劃監管系統與監管中心系統的數據對接問題，從而使監管數據能夠及時傳送給監管中心系統，以此來實現數據的可靠傳輸。

結語：

綜上所述，城市規劃管理是一項重要程度較高的工作，為在現有的基礎上，進一步提升此項工作的效率，可在城市規劃的編制、審批管理及實施管理中，對數字化工程加以合理應用。未來一段時期，要加大數字化技術的研究力度，通過不斷的優化改進，使數字化技術趨于完善，從而更好的為城市規劃管理服務，提高規劃管理水平，推動城市持續發展。