地理信息系统在城市规划中应用探讨

2011-12-31方勇方琼

中国新技术新产品 2011年19期

方勇方琼

（1、赣州市城乡规划设计研究院，江西赣州 341000 2、赣州市园林局，江西赣州 341000）

前言：地理信息系统(Geograghic Information System)简称GIS，产生于本世纪六十年代。地理信息系统由于在空间数据的存储、转换、分析等方面的突出表现，因而在自然资源管理、城市规划、经济分析乃至军事组织等诸多方面得以广泛应用。

GIS作为一项新技术应用于中国的城市规划开始于80年代中期.进入90年代以后，中国大陆的经济发展速度明显加快，城市建设的规模达到了空前的程度.这种突变，使城市规划部门的工作负荷急剧增加，产生了应用现代信息技术改进规划和管理的强烈需求，经济建设的高潮也使得地方政府有了一定的财力来支持新技术的应用.经过几年的努力，一些城市已使GIS达到了初步实用的阶段。

1 GIS在城市规划中的作用

1.1 GIS提供规划直观和理性的工具

常用的CAD软件如AUTOCAD等，往往图形能力强而相对属性数据的管理能力较弱，因此，CAD一般只能作绘图软件。而FM系统等则往往过于专门化，而缺乏一定的绘图能力，因此也具有应用上的局限性。

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。

1.2 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。

1.3 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。

1.4 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。

2 GIS技术在城市规划中的应用

2.1 规划方案辅助设计

将CAD及多种辅助设计与GIS技术广泛应用,从而使计算机图形输入技术智能化,使规划设计师进行设计更为方便.设计过程中所需的数据将数字化,使其获取变得更加容易,更加方便,可以采用遥感图像直接作为背景进行设计,而各种地下管线的资料由于数据库的建立而更加方便获得.虚拟现实技术的发展与应用,使规划设计成果的三维动态建模更加方便,设计成果更加形象和直观.例如EaglePoint在CAD平台上,与GIS概念相结合开发的一些模块,用于工程勘测,设计和施工.而GIS软件也向其它领域扩展,如arc-CAD,以利于GIS与城市规划,工程设计的结合.这种互相渗透的趋势还会更快地发展下去。

2.2 系统数据的来源和共享

数据收集、输入过程的繁琐是实用GIS系统的显著特点.通常，数据的收集、输入费用要占去GIS系统实施费用的大部分，而系统建成后的维护费更是主要用在数据的更新上要降低数据收集和更新费用，其基本途径是实现数据共享，把收集、更新工作社会化，使数据在不同的机构、部门、组织之间可以交换、共用，以数据重复利用率的提高来降低单个系统的平均费用，降低社会的总费用.众所周知，电子化信息复制、传递技术的成熟，使其成本降低，因而数据共享的主要障碍在于组织机构之间的协调以及数据的标准化。

2.2.1 地形图、地籍图、房产图统一测绘、统一数字化

地形、土地、房屋是城市GIS最常用、数据量最大的基础信息，与这3类信息相对应的是地形图、地籍图、房产图.自实行市场经济体制后，各城市的测绘机构大都是事业单位企业化管理.测绘地形图、出售地形图是测绘机构的基本业务.地籍图的编制由土地管理部门承担，因历史上没有地籍测量业务，一般不得不依托地形图来编制地籍图.当地籍和地形发生变化，而地形图来不及更新时，土地管理部门则自行修测，这样就带来大量的重复性现场测量工作，引起机构之间信息所有权的矛盾.这一问题也发生在房产图和地形图、房产图和地籍图之间.另外，地籍、房产图是土地、房产管理部门的内部资料，因此，信息的重复利用率极低.如果地形、地籍、房产资料可以统一测绘、统一数字化，并在有关的机构之间共享，势必带来重复劳动减少、数据精度提高、数据重复利用率提高等好处。

2.2.2 空间统计单元标准化

数据的标准化工作主要集中在对数据的分类、编码和数据交换的技术上，对空间单元作用的讨论还不很多.在以往的规划工作中，很少从空间的角度对社会、经济、形态要素作统计、汇总，城市规划的文本对事物在空间上的描述往往比较模糊，规划图纸上的控制边界常常缺乏历史的连贯性，这和没有标准的空间单元有密切关系.所谓空间单元，就是在地图上划出有层次的、互不重叠的、不规则的多边形，每一层次上每个多边形就是一个空间单元.各种统计资料和规划指标均应有事物所在空间单元的编码，这样在查询、分析、汇总时，只须获得空间单元的编码就可知道事物的空间位置.尽管传统的统计、规划资料是有空间单元的，例如交通调查和规划采用交通小区，规划设计有功能分区等，但这些单元普遍存在划分过粗、边界经常变化、层次等级不规范、编码不统一、行业之间不一致的问题，使行业、部门、机构之间的数据在空间定位上无法相互引用，共享程度低、积累的历史价值不高.随着GIS技术的逐渐推广，统计资料的空间定位不稳定、不精确、不统一的矛盾会越来越突出，因此，空间单元及其编码的标准化是规划行业GIS应用系统的基础。

3 工程选址

GIS可以对信息进行空间分析和可视化表达,这些功能适用于工程地质勘探,工程项目选址分析,工程项目风险评价,施工平面规划等工程建设.丰富的查询功能也是GIS的一大显著特点,GIS提供图形查询,文字查询,事件查询和过程查询,利用这些功能可以获得与空间坐标有关的各项实体的信息.还有人口往往聚集在生产力比较集中的城市,相对就会出现一些城市性的灾害,一般城市灾害类型主要可归为:公害,交通,水害,火灾,地震,高新技术隐性灾害,生物灾害等,随着城市的不断发展,城市灾害也在不断出现并呈上升趋势.为了自身和他人的安全,这就有必要用GIS进行正确的地质勘探,工程项目选址分析.正确的工程选址,可以减少不必要的损失,比如,城市地震,城市火灾,城市“热岛”效应,城市空气污染,城市光污染,城市水污染等。