GIS在城市规划中的应用

GIS在城市规划中的应用13004404杨莹数字媒体技术44班随着生活水平的提高和城市化的发展，人们对地理信息的需求激增，信息量急剧膨胀，社会管理日益复杂，对城市管理手段的要求越来越高。面对有限的空间资源，如何使之产生最大的效益，是城市规划管理面临的共同课题。在对生存空间不断挑战并设法超越的过程中，城市地理信息系统(oGis)业已成为强有力的武器。电子地图、公共场合的多媒体导游导购系统、汽车自动导航装置、卫星定位仪等渐渐多起来。城市地理信息系统带动的产业正在急剧膨胀，深入市政工程、资源管理、房地产业、交通运输、公安消防、医疗保健、城市应急、企业决策、金融保险、水利电力、环保旅游，以及科研教育的各个方面。地理信息系统(GeographyInformationSystem简称GIS)是一种用来捕捉、储存、合成、处理、分析和表示具有地理坐标属性的空间数据的操作系统，它是由计算机硬件系统，计算机软件系统及组织管理系统所组成。它具有以下3个特征：一是具有采集、管理、分析和输出多种地学空间信息能力具有空间性和动态性；二是以地学研究和地学决策为目的，以地学模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次高质量的派生信息。三是由计算机系统支持进行空间数据管理，并由计算机程序模拟，获得专门数据的地学分析方法或模型，作用于空间数据产生有用信息，快速准确地提供科学决策依据。（一）我国城市地理信息系统的研究现状我国城市地理信息系统研究以遥感为先导，1980年在天津和1983年在京、津、渤地区都进行了有益的探索。1989年利用世界银行贷款正式在常州、洛阳和沙市三个中等城市进行城市规划管理信息系统于系统的研究探索和建设。1999年后，计算机技术发展迅速，随着国民经济建设和城市化进程的加快．特别在经济特区和东南沿海城市，对UGIS的需隶出现了一股热潮，加大了资金和技术投入。深圳、广州等城市的UGIS建设已进入城市管理和规划的业务应用阶段。我国在城市信息的查询、数据和信息的更新、土地规划和房地产管理容的计算机化、城市问题的分析评价与科学决策等方面．在不同程度上借助UGIS这一先进技术，产生了非常明显的社会效益和经济效益。总体上讲，我国的城市GIS目前已逐步趋于成熟。这种成熟不仅表现在GIS开发商身上，更主要的反映在GIS用户身上。在我国当前的电子政务和城市信息化建设中，GIS受到了广泛的关注。作为实现社会经济信息与空间位置配准的重要手段，GIS也已经开始融入许多日常业务系统中，为提高管理和决策的定量化、科学化发挥着不可替代的作用。当前，城市GIS技术更加成熟并呈现出网络化、分布式、集成化、组件化和三维可视化的发展趋势。（二）城市规划概述及原则城市规划是人类为了在城市的发展中维持公共生活的空间秩序而作的未来空间安排的意志，是城市建设和发展的“龙头”，是引导和管理城市建设的重要依据，城市规划的基本任务是根据一定时期经济发展的目标和要求，确定城市性质、规模和发展方向，统筹安排各类用地和空间资源，综合部署各项建设，以实现经济和社会的可持续发展。（三）地理信息系统在城市规划中的应用GIS在城市规划中的作用既是数据库，又是工具箱。基于数据库的GIS可以存储空间数据、属性数据。通过空间关系模型将二者连接起来，高效率地存取数据查询和制图。同时，还可以从数据库中抽取数据，输入到其他模型或空间分析程序中，或者和其他专门调查获得的表状数据相结合，为决策服务。将GIS当作工具箱时，可使用地学信息处理功能，如空间插值、叠合、缓冲区和空间连接等。（1）GIS在城市规划中用地适宜性评价工作的应用在城市规划设计的前期调研工作中，如果遇到地形复杂的规划地块，可以利用GIS的空间分析功能以及规划范围内的数字高程模型数据(DEM)对规划地块进行坡度分析、坡向分析，等高线分析、流域分析等，以作为用地适宜性评价的参考依据。利用各种空间分析可以确定坡度在某个区段的范围，计算出面积，进而结合坡向分析、等高线分析、流域分析为确定建设用地的范围和布局提供依据。（2）GIS在公共设旌布局规划中的应用城市公共设施是维持城市健康运转的基本保证。目前，大多数城市的公共设施是伴随着城市住区的开发而建设的，住区开发中往往从满足自身需求为出发点来配建公共服务实施，由于住区受规模、形式的限制，住区配建的公共服务实施不能完全满足城市整体的需求。从大的区域范围看．就会存在很多服务盲区，这些地方缺乏相关公共设施，人口稠密区公共设施布置相对较少等问题。利用GIS的缓冲区分析，很方便的发现服务盲区，便于规划设计中进行相应的调整在生成的缓冲区下面再叠加上人口密度图就能很方便的统计出每个公共设施所需服务的人1：3，与其现状服务规模进行比较。就能很快知道那些公共设施服务规模不够，需要新建服务设施或扩建规模。利用GIS的缓冲区分析、空间分析和统计功能，可以摆脱传统的根据规范，依据规划师个人经验来进行公共设施规划布局的方法方便规划设计人员更加科学合理地进行公共设施规划布局。（3）GIS在城市空间扩张研究中的应用根据历年来的城市建设现状图地形图，遥感影像图生成不同年份的专题图，利用这些专题图我们可以进行城区不同年份的空间扩张研究，我们能够很清楚地得到这些年来城市耕地的变化情况、水域的变化情况绿地的变化情况、其他各类用地的变化情况、新增建设用地的变化情况，以及各类用地的变化情况．通过分析可以得出哪些是未变部分，哪些是转换部分．哪些是改变部分，通过分析各个部分问的相互关系可以找出城市发展的脉络与动力机制及存在的问题。（4）GIS在城市三维可视化中的应用利用三维GIS技术，规划设计人员和管理人员可以实时交互地观察不同方案在城市环境中的效果，可以从任意角度、方向、沿任意路线对不同方案加以比较，从而为从空间角度评价建筑提供了更加直接、有效的手段。而这些是以往的平面图和建筑缩微模型所难以实现的。如果利用三维GIS技术，就可以对规划方案与山体之间的关系进行分析对方案的高度、体量、外观以及与整个城市的空间关系进行分析对地下不可见的管线进行可视化分析。同时，还可以将空间数据与属性数据结合到一起，规划管理人员可以很容易的查询虚拟城市中建筑物的相关信息，结合对建筑物的空间分析，对方案的优劣进行评估，从而做出正确的判断和决策。（四）地理信息系统在城市规划中的作用（1）GIS提供规划直观和理性的工具地理信息系统由于其对空间数据和属性数据的分析能力，弥补了原来城市规划纯图形、纯文字的缺陷，而使空间数据的图形表现和属性数据的空间分析有了很大的提高，为城市规划提供了一个直观和理性的规划工具。（2）GIS对规划数据的存储管理与分析功能GIS可以管理大容量的数据，支持多种表现形式的空间数据，提供良好的数据维护更新能力，以及查询、叠合、分类、网络、邻近、数字高程模型等空间信息的查询和分析能力，对城市规划空间分析的理性化具有重要的意义。（3）GIS在规划决策中的作用GIS对空间信息具有强大的分析功能，可以辅助规划师更好地通过对规划方案的模拟、规划方案的选择、规划方案的评估等进行规划决策。（4）GIS在动态城市规划、规划管理方面的作用GIS由于数据更新的快捷性，空间分析的实时性，对城市规划的动态调整提供了良好的技术支持。借助GIS的作用，可以对城市规划的实施进行监督和反馈。然后迅速的根据实施状况对规划方案进行调整，使城市规划处于一个通畅的良性循环过程中。（五）GIS在国内城市规划中应用存在的主要问题1.投入高、回报期长的特点阻碍了GIS在国内的推广城市规划常涉及大量信息数据，城市规划的分析模型也比较复杂，导致了所需的硬件、软件和人员培训费用高于一般的管理信息系统。另外，地理信息系统的投资回报期往往比较长。而且GIS的受益具有长期性和广泛性的特点，收益体现在社会和经济的各个方面，很难集中反映在城市规划设计的这一局部方面和局部阶段。因此，国内的城市地理信息系统建设一般局限在城市的规划管理部门，而在城市的规划设计部门，存在实用性的脆弱而进展较慢。2．GIS技术自身的技术难度，内容繁多，影响了规划人员学习掌握的积极性GIS能为复杂的城市规划活动提供较强的各类分析功能，其技术本身因此而内容繁杂,并具有一定的技术难度。另外，GIS软件由于内容往往比较庞大，集成众多的软件模块，这些都在一定程度上影响了规划人员掌握GIS技术的积极性。3．GIS在国内城市规划中的应用还处于起步阶段GIS可以较好的应用在城市规划从资源调查到规划实施监督的各个程序之中。但是，现在国内GIS技术在模拟预测、多方案比较、方案评估等阶段还没有得到很好的发挥。GIS在国内城市规划中的应用主要服务于规划管理部门，系统的功能一般局限在“查询与简单分析”的应用第一层次。整体来说，GIS在国内城市规划中的应用还刚刚起步。（六）结束语我国正处在城市迅速的发展时期，城市的发展离不开现代化的高科技技术。GIS技术在城市规划领域的应用日益广泛和深入。因此，认识GIS在城市规划应用中存在的问题，把握GIS未来的发展趋势，开拓GIS在城市规划领域应用更加广阔的前景。