GIS在城乡规划中的应用(1)

GIS在城乡规划中的应用武汉大学城市设计学院牛强副教授副系主任[e-mail]2016年4月深圳课程安排第一天第一章GIS概述及其应用第二章利用GIS查阅规划信息、管理规划信息第三章用GIS快速绘制城市规划专题图第二天第四章控规中的现状容积率统计第五章地形地貌分析、城市三维场景快速模拟第六章用地适宜性评价第三天第七章生态敏感性评价第八章城市交通网络模拟和交通分析第九章规划GIS应用展示第一章GIS概述及其应用什么是GISGIS的基本功能GIS在城市规划中的如何应用第1节GIS概念GIS之父，RogerTomlinson（1966）最早提出GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统。之后，许多学者从不同的角度对其进行了定义。美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）关于GIS的定义：“由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。”许多学者提出GIS中的“S”不仅指“System（系统）”，还包括“Science（科学）”，直译过来即地理信息科学。意思是在地理信息的认识、应用领域不仅要有信息系统技术，还要有相应的学科。GIS由硬件、软件、数据、应用环境（即方法和人员）等要素组成。硬件成本软件成本应用开发投入初期数据采集成本日常数据维护成本第2节GIS功能数据采集、输入、编辑、存储空间分析查询分析：从海量地理信息中查找到满足用户要求的目标信息，查看这些信息的各种空间和属性特征；位置分析：分析研究对象的位置、周边环境、以及相互关系，挖掘该位置所具有的各种特征（例如容积率分析、用地适宜性分析、交通可达性分析等）；趋势研究：分析地理事物的演变演化趋势，（例如土地使用演变、演变动画制作等）；模式研究：研究地理事物的空间分布模式、集聚特征、以及事物之间的相互关系（游人分布模式分析、收入空间分布模式分析等）；模拟分析：模拟地理现象，模拟某假设条件下，研究对象会发生哪些变化（例如城市用地扩张模拟、人口分布模拟、城市交通出行模拟等）。专题制图和数据可视化第3节GIS软件ArcGIS是目前功能最全、应用最广的GIS软件，其分析功能十分强大，但对计算机运行速度有较高要求，该软件是本书介绍的重点。MapInfo是目前使用比较广泛的GIS软件，其执行效率较高，操作简单容易上手，但是其分析功能较弱，并且当数据量巨大时，其效率会大幅度下降。AutoCADMap是基于AutoCAD的GIS软件，由Autodesk公司开发。它直接集成到AutoCAD环境，因而方便了国内广大AutoCAD用户上手使用。它只具有GIS的基础功能和少量空间分析功能，但其优势在于数据编辑功能强大，效率高。BentleyMap是基于MicroStation的GIS软件。MicroStation在国际上是和AutoCAD齐名的CAD软件。BentleyMap在国外拥有广泛的客户群。它只拥有GIS基础功能和少量分析功能，但数据编辑功能强大，并且产品体系比较完善，是许多专业GIS软件的基础，例如BentleyCadastre、BentleyElectric、BentleyWater、BentleyGas等。SuperMapGIS是北京超图软件股份有限公司开发的，具有完全自主知识产权的大型地理信息系统软件平台。SuperMapGIS目前主要被作为二次开发的基础平台，许多国内的GIS应用系统都是在它的基础上二次开发而来。MapGIS是武汉中地信息工程公司开发的GIS软件平台，它具有完整的桌面端，主要应用于国土资源管理领域。吉奥之星是武大吉奥信息技术有限公司研发的地理信息系统基础软件平台，是我国自主版权三大GIS平台之一，主要应用于测绘领域。第4节GIS与CAD的异同1）CAD的制图功能强于GIS2）GIS制图的规范性更强3）GIS具有很强的空间分析功能，而CAD基本没有4）GIS可以良好地管理海量数据，而CAD这方面较弱5）GIS可以制作非常丰富的专题图纸。第5节GIS在城市规划中的应用现状调研阶段利用GIS管理现状数据（例如土地使用现状数据、道路数据、市政设施数据等）；利用手持GIS设备辅助现场踏勘。融合GPS（全球定位系统）、RS（遥感）和GIS的手持设备（例如GPS手机、PDA）可以告诉规划师所处的位置和周边地理环境，以及相关地理数据，使规划更快更准确地掌握现场情况。第5节GIS在城市规划中的应用现状调研阶段利用GIS管理现状数据（例如土地使用现状数据、道路数据、市政设施数据等）；利用手持GIS设备辅助现场踏勘。融合GPS（全球定位系统）、RS（遥感）和GIS的手持设备（例如GPS手机、PDA）可以告诉规划师所处的位置和周边地理环境，以及相关地理数据，使规划更快更准确地掌握现场情况。现状分析阶段利用GIS叠加分析功能，统计容积率，评价用地适宜性；制作各类现状图纸；利用空间统计功能，挖掘地理事物的空间分布规律；分析空间结构；分析交通可达性和交通网络结构；利用空间相互作用模型分析城镇的吸引力和势力圈，用于行政区划调整；模拟三维地形地貌、虚拟城市场景；生态敏感性评价分析景观视域；制作城市演变的动画；等。现状分析阶段利用GIS叠加分析功能，统计容积率，评价用地适宜性；制作各类现状图纸；利用空间统计功能，挖掘地理事物的空间分布规律；分析空间结构；分析交通可达性和交通网络结构；利用空间相互作用模型分析城镇的吸引力和势力圈，用于行政区划调整；模拟三维地形地貌、虚拟城市场景；生态敏感性评价分析景观视域；制作城市演变的动画；等。现状分析阶段利用GIS叠加分析功能，统计容积率，评价用地适宜性；制作各类现状图纸；利用空间统计功能，挖掘地理事物的空间分布规律；分析空间结构；分析交通可达性和交通网络结构；利用空间相互作用模型分析城镇的吸引力和势力圈，用于行政区划调整；模拟三维地形地貌、虚拟城市场景；生态敏感性评价分析景观视域；制作城市演变的动画；等。现状分析阶段利用GIS叠加分析功能，统计容积率，评价用地适宜性；制作各类现状图纸；利用空间统计功能，挖掘地理事物的空间分布规律；分析空间结构；分析交通可达性和交通网络结构；利用空间相互作用模型分析城镇的吸引力和势力圈，用于行政区划调整；模拟三维地形地貌、虚拟城市场景；生态敏感性评价分析景观视域；制作城市演变的动画；等。现状分析阶段利用GIS叠加分析功能，统计容积率，评价用地适宜性；制作各类现状图纸；利用空间统计功能，挖掘地理事物的空间分布规律；分析空间结构；分析交通可达性和交通网络结构；利用空间相互作用模型分析城镇的吸引力和势力圈，用于行政区划调整；模拟三维地形地貌、虚拟城市场景；生态敏感性评价分析景观视域；制作城市演变的动画；等。规划设计阶段和城市演变模型结合起来（例如城市CA模型）预测城市演变；通过多准则决策分析，预测不同政策条件下的用地变化；交通网络的优化；市政和公共设施布局的优化；规划景观的实时模拟；场地填挖方分析；规划制图；等。规划设计阶段和城市演变模型结合起来（例如城市CA模型）预测城市演变；通过多准则决策分析，预测不同政策条件下的用地变化；交通网络的优化；市政和公共设施布局的优化；规划景观的实时模拟；场地填挖方分析；规划制图；等。规划设计阶段和城市演变模型结合起来（例如城市CA模型）预测城市演变；通过多准则决策分析，预测不同政策条件下的用地变化；交通网络的优化；市政和公共设施布局的优化；规划景观的实时模拟；场地填挖方分析；规划制图；等。规划实施阶段管理规划编制成果、基础地形、市政管线、以及相关的各类信息，为规划业务提供信息；利用规划管理信息系统，开展各类建设许可业务；决策时，模拟建设的三维场景，用于多方案选择和方案优化；查验项目申报是否符合相关规划；等。规划实施阶段管理规划编制成果、基础地形、市政管线、以及相关的各类信息，为规划业务提供信息；利用规划管理信息系统，开展各类建设许可业务；决策时，模拟建设的三维场景，用于多方案选择和方案优化；查验项目申报是否符合相关规划；等。评价、监督阶段和遥感相结合，监测城市、区域的环境变化；检查建设项目是否符合规划；检讨规划的实施效果；等。第二章利用GIS查阅规划信息、管理规划信息打开地图漫游地图管理图层查询信息测量认识数据表输出底图第1节ARCMAP基础操作认识【目录】认识各类GIS数据加载GIS数据GIS数据的符号化标注设置参考比例保存规划“一张图”第2节加载并显示各类GIS数据第3节地理配准第三章用GIS快速绘制城市规划专题图示例示例示例创建地图文档并加载数据创建GeodatabaseP17编辑几何数据编辑属性数据文字标注符号化制作图纸第四章控规中的现状容积率统计空间叠加分析叠加分析将有关数据图层进行空间叠加产生一个新的数据图层，其结果是综合了原来两个或多个数据图层所具有的属性从CAD地形图中获得带层数属性的建筑要素建筑和地块的相交叠加建筑面积的分地块统计和地块容积率的计算步骤1：计算每栋建筑的建筑面积。步骤2：汇总每个地块的建筑面积。步骤3：连接【地籍边界】和【地块建筑面积.dbf】表。步骤4：计算容积率。地块容积率的可视化表达第五章地形地貌分析、城市三维场景快速模拟创建地表面构建TINTIN转栅格地表面地表面的符号化制作三维影像图、规划图创建二维半建筑和场景准三维场景示例坡度坡向分析道路纵断面分析和设计场地填挖分析竖向规划示例视域分析示例第六章用地适宜性评价用地适宜性评价示例交通便捷性滨水环境远离工业污染森林环境城市氛围地形高程地形坡度评价因子子因子权重交通便捷性—0.28环境适宜性滨水环境0.09远离工业污染0.06森林环境0.07城市氛围—0.18地形适宜性地形高程0.155地形坡度0.155评价因子分类分级交通便捷性距离省道0~500米，距离县道0~250米5距离省道500~1000米，或距离县道250~500米4距离省道1000~1500米，或距离县道500~1000米3距离省道1500~3000米，或距离县道1000~2000米2距离省道3000米以上，或距离县道2000米以上1value=0if[离省道距离]=500or[离县道距离]=250Thenvalue=5elseif[离省道距离]=1000or[离县道距离]=500Thenvalue=4elseif[离省道距离]=1500or[离县道距离]=1000Thenvalue=3elseif[离省道距离]=3000or[离县道距离]=2000Thenvalue=2elseif[离省道距离]=5000or[离县道距离]=5000Thenvalue=1endif交通便捷性评价栅格叠加栅格重分类第七章生态敏感性评价生态敏感性是指生态系统对区域内自然和人类活动干扰的敏感程度,它反映区域生态系统在遇到干扰时,发生生态环境问题的难易程度和可能性的大小,并用来表征外界干扰可能造成的后果。即在同样干扰强度或外力作用下,各类生态系统出现区域生态环境问题可能性的大小。生态敏感性评价因子子因子生态系统稳定性道路因素道路地形因素坡度坡向高程用地因素水域用地类型植被覆盖指数气候因素年平均降水量湿润指数风力指数土壤类别因素（土壤质地）土壤质地地质灾害因素易发程度滑坡泥石流地震断裂洪涝灾害生态系统恢复度生物多样性物种丰度网络联系度土壤脆弱度水土流失指数植被类型蒸发量/降水量地下水矿化度采掘场影响范围生境敏感性因素河流水质濒危物种生境保护生态敏感性常用因子附：生态敏感性评价（1）层次分析法确定因子权重生态敏感性因子及权重因子权重坡度0.14坡向0.13高程0.14水域0.16用地类型0.15植被类型0.15水土流失指数0.13汇总1.001.