浅析GIS在城市规划中的应用

黄斌华 叶吉文 蒋华平

摘 要21世纪将是一个信息全球化的社会,21世纪的城市规划和建设同样也将进入数字化规划和建设阶段。GIS以其强大的空间信息管理和分析处理能力将在新的世纪担当了这样一个工具或手段,为新世纪的城市规划提供决策和支持。本文在浅析GIS在城市规划中的具体应用的基础上,发现目前GIS在城市规划应用中存在的问题,同时提出对于GIS在城市规划应用中未来的发展前景。

关键词城市规划;GIS;GIS应用;地理信息系统

中图分类号TU984文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)112-0039-01

1GIS及城市规划的概念

地理信息系统(简称GIS)是一项以计算机为基础发展起来的新兴技术,简单的解释它就是一个基于地理空间信息的采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的信息系统,有利用高效的、综合的使用这些城市地理信息为城市规划提供管理和决策支持。

城市规划是人民政府为了实现一定时期内城市经济社会发展目标,确定城市性质,规模和发展方向,合理利用城市土地,研究城市的未来发展,城市的合理布局和综合安排城市各项工程建设的综合部署和具体安排。

为了更好的建设好城市,必须有一个统一的科学的城市规划。随着21世纪网络技术的迅速发展,基于GIS的数字化规划手段得到广泛应用,并且这种基于GIS的数字化规划方法综合采用了各政府部门的城市信息,构成了一个多部门信息沟通合作的渠道,为城市规划、建设和决策提供了高质量的、直观的、科学的空间信息支持,促进了现代城市规划管理的现代化,同时也促进我国城市规划建设的可持续发展。

2GIS目前在我国城市规划领域的的具体应用

2.1城市规划信息的查询与管理

通过获得的政府各部门相关城市基础地理信息以及自己收集与实测的数据,应用数据库管理系统构建城市总体规划数据库。构建城市总体规划数据库方法:将城市规划相关系列比例尺基本地形图、用地许可证资料、规划指标、规划成果图、文档资料等输入计算机中的空间数据库,将城市空间数据与相关属性数据及图形相互关联,实现数据高度集成,以数字化地图为基础,利用GIS的空间查询功能对这些信息进行检索、显示以及输出,提供城市实时图文并茂的信息,为城市规划、管理提供了先进的、科学的、有效的现代化技术支持;同时便于公众了解城市规划工作的相关内容,更一步激发公众参与城市规划的热情。

目前很多城市规划部门都已经将最后的总体规划相关信息公布,供公众监督及参与。

2.2城市规划信息的动态更新

结合RS进行城市现状及变迁,及时把握城市发展变化数据。运用GIS对所监测的数据进行及时的更新,确保城市基础空间地理信息的快速数字化和规划过程中基础信息的准确快速获取,保证城市规划信息系统持续有效的运行。

2.3城市总体规划阶段的应用

与RS技术相结合,动态监测城市现状和变迁,及时把握城市发展方向。运用GIS对城市地理空间信息强大的管理和分析功能, 准确计算人口密度和建筑容量,进行有关城市总体规划的各项技术经济指标分析,确定城市的系统构成与用地规划、用地适用性评价,最为重要的是确定城市的总体布局和发展战略。

2.4城市专项规划中的应用

与RS技术相结合,利用GIS分析城市基础地形、水文等地质资源性空间数据,充分考虑城市道路系统布置中的基本要求,实现城市道路系统的科学布置;充分考虑城市给排水规划要求,实现城市水源地和汗水处理地域的科学布置;充分考虑各种专项规划各自的规划基本要示,实现城市其他各专项规划的科学布置。

如运用基于GIS的城市地质灾害信息管理系统,录入城市相关灾害的详细资料及其它相关的历史及现状资料,经过分析,提出合适的模型,对灾害进行预测评估。

这些专题分析主要是利用了GIS的空间量测、空间分析功能,如建立缓冲区、拓扑叠加、特征提取、邻域分析等,加大了分析的深度和广度,提供城市的实时信息,为城市规划、管理提供了先进的现代化技术支持。

2.5城市详细规划阶段的应用

详细规划中主要包括居住区规划和城市公共空间规划。利用GIS分析城市各自然要素如地形、水文、气象等数据,确定居住区及城市公共空间的用地位置、范围,并进行用地适用性评价,择优布置。还可以构建相关的专业性规划分析模型,如水文与水资源分析模型,地质灾害信息管理模型等,进行相关的水文、地形等的详细规划分析及规划的评估。

2.6应用于城市重大项目选址分析

国家大型战略项目应充分利用GIS的缓冲区分析,拓扑叠加、特征提取、邻域分析等空间量测、空间分析功能对项目选址的基础地质地理信息进行科学评价,提供政府相关部门科学有效的决策支持数据和信息。

2.7应用于城市可持续发展

运用基于GIS的环境管理信息系统建立城市环境空间数据库,结合RS实现环境的动态监测采集,通过对所采集的信息进行分析,找出解决城市环境问题的根源,并为解决此类问题提供科学的决策支持。

同样,可以将GIS应用于我国农业、气象气候、生态、资源的调查、评估、管理以及结合RS的动态监测,实现及时、科学、有效的全国城市基础信息收集。

运用GIS技术可以实现城市规划数据信息化,城市规划建设科学化,城市规划业务规范化;极大提高城市规划的科学性、准确性和工作效率,指导规划的编制和具体城市规划方案设计,辅助政府作出城市规划建设发展决策。

3GIS目前在我国城市规划应用中存在的问题

1)我国的GIS发展略晚于国外,GIS理论及应用发展不很健全。

2)在城市规划中利用好GIS,需要不同专业的人进行沟通交流,作为城市规划师,对GIS深入子解的人员还太少。

3)基于城市空间信息的服务还未普及,GIS所需的各种基础数据的收集及获取受各种因素影响很麻烦,且GIS数据的共享不如国外只有极少几个城市拥有自己的城市GIS系统,国外有开放的GIS数据来源,例美国08年的一次城市内火灾,有1100万人次选择从美国的一个提供GIS数据的商业网站获取火灾信息,这样较政府发布的GIS火灾数据快速。

4)基于GIS的城市规划系统通用性不强,系统的应用层次太低。

5)3D-GIS技术和VR虚拟现实技术不够完善且应用不广。

6)基于GIS的城市规划各种相关分析未形成一个专业严格的标准。

4 GIS在未来城市规划应用中的前景及热点

4.1 3S技术及其综合应用

目前的GIS数据来源主要还是国家测绘局、规划局等单位提供的数据及部分实测踏堪的数据,这样实施城市规划设计的时候拿到的数据可以是几年前的数据,经过GIS的科学处理也只能算是对城市过去空间基础信息的处理,没有反映对城市现状信息的处理分析,所以它的科学性大打折扣。为了完善这一点,我们应该利用RS 、GPS 和GIS的集成,即利用RS和GPS可以实现随时、快速、方便的进行遥感探测,更新城市各种空间基础数据,再利用GIS对所收集到的城市空间基础数据进行现状分析、变化检测。这样即可以实现对城市规划工作的科学有效的指导、监督和管理。

4.2 3D-GIS与VR虚拟现实技术

伴随着我国城市规划进入数字化规划阶段,传统的只处理地球表面二维数据的GIS已不能满足日益发展的科学有效规划的需要,因此基于三维的地理信息系统应运而生。目前三维GIS研究重点在三维数据结构的组织,优化和实现,如何实现真三维的图形显示是此系统的关健,目前国内外都已有3D-GIS运用于城市规划的相关工作中。

虚拟现实(VR)是一种逼真地模拟人在自然环境下的交互系统,结合GIS可以实现三维场景合成,三维实时动画。应用于城市规划可以实现对未来城市规划相关信息的动态浏览,生动直观地让人体现到城市规划未来发展的方向。

在实时三维环境下,提供GIS分析和实时三维飞行方式的漫游,为政府城市规划提供参考,也可以通过这种方式向公众展示城市规划的未来。

5结语

随着21世纪数字化时代的推进和发展,GIS及其相关技术的进一步完善与普及,各种空间基础空间数据的开放共享,规划专业人员对于GIS理论知识的进一步加深和领悟,GIS在城市规划中的应用将进一步发展。

21世纪数字化城市规划将给新世纪我国的城市可持续发展战略提供技术支持,可以预见未来的城市规划离不开GIS技术的决策支持,进一步发挥GIS在城市规划应用中的作用符合历史发展趋势。不过现阶段GIS在城市规划应用中存在的问题也是急待解决的,只有解决好这些问题,新世纪我国的城市可持续发展战略才能得到进一步的科学有效的技术支持。

参考文献

[1]周辉,郑静华.21世纪的城市与GIS[J].江西广播电视大学学报,2002,03.

[2]朱光.城市规划信息系统中的GIS技术探讨[J].测绘通报,2002,01.

[3]宋小冬,叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用[M].北京:科学出版社,2001.

[4]张雅琼.浅析GIS在城市规划领域中的应用[J].山西建筑,2007,09.