GIS在城市规划中的应用分析

李华丽

摘要：本文主要对GIS技术运用于城市规划的必要性、以及现阶段GIS在城市规划中的主要应用进行分析。GIS的应用贯穿于规划的各个环节，从前期调研到数据统计分析、规划制图，再到后来的规划方案实施与管理、数据动态更新等。

关键词：GIS; 城市规划; 数据库; 动态更新

中图分类号：TU984文献标识码：A 文章编号：

Abstract: this paper mainly to the GIS technology used in urban planning, and the necessity of the present GIS in city planning in the main application for analysis. The application of GIS throughout the various aspects of the planning, from research to the data analysis, planning drawings, then later planning scheme implementation and management, data dynamic updates, etc.

Keywords: GIS; Urban planning; Database; Dynamic update

0 引言

随着科学技术和经济的迅猛发展，我国城市化的进程明显加快，在城市化进程中，规划方案的科学性及实用性存在极大的问题，究其原因是规划前期调研没有做好充分的分析，未从实际出发，未对规划方案与成果进行定量分析、模拟及预测等。90年代以来，GIS技术的广泛应用为城市规划提供了一种新的手段和方法[1]。

1 GIS技术应用于城市规划中的必要性分析

1.1 传统城市规划方法的局限性

（1）传统城市规划数据模型的局限性

最初的城市规划采用手绘制图。直到90年代末软硬件性能的提高、完善，以及CAD技术的优越性的凸显，使得CAD迅速在全国普及，大大推动了中国城市规划的发展。在GIS技术应用到城市规划领域以前，CAD软件一直是城市规划的主要工具。CAD数据模型通过点、线、面将地理数据存储在二进制格式的文件中，由于CAD数据模型不支持属性数据，且空间数据不是存储在数据库中，所以在数据分析、数据量化统计、查询以及在规划方案后期修改等方面对城市规划设计和管理人员带来了一定的困难[2]。

（2）传统城市规划方法的不足

城市规划中，规划前期需要需对基础资料进行分析与校核，传统的规划方法均采用手工计算数据，不仅耗时费力，无法保证数据的准确性，直接影响规划的质量和进度，而且在空间分析及查询检索上无法实现；最原始的规划方法是靠手工绘制地图，随着计算机技术的发展，CAD辅助制图软件得到广泛应用，但是只能单幅地制作各种规划用图，并且在规划方案的调整中不能完成图形与数据的一致性更新，稍不留意，容易出现图形跟文字说明的不对应现象。

1.2 GIS技术应用于城市规划的历史必然性

（1）GIS数据模型优势

随着计算机技术的出现及其快速发展，对空间位置信息和其他属性类信息进行统一管理的地理信息系统也随之快速发展起来。相对于传统的数据建模技术，GIS技术能把对象的空间位置和相关属性有机结合起来，满足用户对空间信息管理的要求，并借助其特有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。

（2）应用GIS技术的历史必然性

在数据统计以及分析方面，GIS在数据库技术的支持下，实现图形与属性的有机结合，并对数据进行分层和分类处理，根据不同的需求对数据进行分析与指标量算，不仅省时省力，而且可大大提高计算的准确性；GIS在可视化表达方面，GIS拥有独立的符号库，可根据数字地图数据分类、分级特点，选择相应的视觉变量（如形状、尺寸、颜色等），制作全要素或分要素表示的可阅读的地图。GIS在地图输出方面，功能尤为强大，不仅可以输出全要素地图，也可根据用户需要，输出各种专题图、统计图、表格数据等[3]；在三维可视化方面，通过三维场景中浏览数据使其更加直观和真实，并提供一些平面图上无法直接获得的信息。同时还可直观地对区域地形起伏的形态及沟、谷、鞍部等基本地形形态进行判读，比二维图形更容易为大部分读图者所接受。GIS在规划实施和管理中，可以很方便地实现动态的数据更新，保证数据的实时性和准确性，科学、准确地反映规划区的现状与发展趋势，进而提出合理的策略。

由此可见，GIS不仅减少了规划中对时间、人力和物力的消耗，而且大大提高了规划的工作效率和信息的准确性，并且实现了规划的科学性、合理性、实用性和可操作性。因此，GIS技术应用于城市规划具有一定的历史必然性。

2 GIS在城市规划中的应用分析

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS处理和管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，主要用于分析和处理一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。GIS主要有四个部分组成，即硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。具有数据采集与输入、数据编辑与更新、数据存储与管理、空间数据分析与处理以及数据与图形的交互显示等功能[4]。现阶段GIS在城市规划中的应用主要集中在以下几个方面。

2.1 GIS在城市规划用地适宜性分析中的应用

城市规划要从实际出发，在城市规划中首先要进行前期调研，若遇到地形复杂的规划地块，需对当地的地形进行分析，为城市规划的准确性和合理性提供科学的依据。数字高程模型（DEM）可以直观地显示规划区的地形变化与分布规律，使规划者可从整体把握城市规划的思路。利用数字高程模型数据对规划区域进行坡度分析，按照坡度小于30%的标准划出可能的城市建设用地的范围，然后结合坡向分析和等高线分析为确定建设用地的范围及布局提供参考依据。再则，利用空間分析功能，例如叠加分析和缓冲区分析，剔除出已划建设用地范围的禁建区（其中包括生态保护用地、基本农田、水域及周边缓冲区等）[5]。

2.2 GIS在规划制图与数据分析方面的应用

GIS技术通过建立地图数据库可达到一次投入、多次产出的制图效果。GIS制图方法在基础地理底图上，通过加入相关的专题数据可迅速制作出各种满足需要的高质量规划图。在制作规划用图时，GIS系统拥有自己独立的可视化表达方式，可根据实际需要从符号库和颜色库中选择合适的符合和颜色，使生成的图件最佳地突出专题效果和特性[6]。GIS不仅可以为用户输出全要素地图，而且还可根据用户的需要按权属等属性输出各种专题图。

在规划前期调研中，需对人口、土地利用、经济发展水平等进行统计分析，为后期的规划提供科学依据，除此之外，在规划中需要对规划用地的开发强度、建筑密度、建筑面积、容积率、绿化率、人口密度等规划指标进行计算。GIS技术利用数据库技术，实现图形与属性数据的有机结合，并对数据进行分层和分类处理，使性质相同或相近的合并，形成一个数据层，如此以来，规划者可以很方便地对图形数据及其属性数据进行分析及指标量算[7]。这是传统的规划方法所不具有的功能。再则，利用GIS的空间分析，如缓冲区分析、叠加分析、特征提取、邻域分析等，可进行各种城市规划专题分析。

2.3 在规划方案的实施与管理方面的应用

在规划方案的实施操作方面，GIS可用于项目建设方案的审查、方案评价、土地开发强度控制、协调各个建设部门的关系等等。在传统的规划数据的管理方式中，规划数据的图形与属性数据分开保存，这对数据的更新、维护、查询等带来很大的困难，而GIS是利用数据库技术实现图形与属性的有机结合，进而可根据规划调整的情况自动完成图形与数据的一致性更新，实现规划数据的动态管理。

3 结束语

综合上述分析，GIS技术可应用到城市规划的各个环节。GIS 技术以详尽、准确的基础数据为分析基础，以空间查询、空间分析为分析手段，以简单易懂的图表为分析结果，为规划者做决策提供了科学合理的依据，为城市规划的高效、科学、快速提供强有力的支持，在未来的城市规划中必然将起到十分重要的作用。

参考文献：

[1] 六月兰,何新东.试论GIS在城市规划中的应用 [J].兵团教育学院学报,2001,11(2):57-59.

[2] 乔相飞,周宏伟,刘文新.城市规划中的GIS应用分析 [J].测绘工程,2005,14(4):69-70.

[3] 胡乔利,郭鹏,张志刚.GIS在新农村规划中的应用性研究 [J].安徽农业科学,2011,39(1):611-614.

[4] 汤国安,杨 昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教材 [M].北京:科学出版社,2009.