浅析GIS技术在城市规划中的应用

曹建逵

摘要：随着城市化进程的不断加快，传统的城市规划已经不能满足当前现代城市规划管理的要求，地理信息系统（GIS）在城市规划的过程中已经得到了新的发展机会。本文介绍了GIS技术，并分析了GIS在城市规划中的应用。

关键词：GIS技术；城市规划；应用

一、GIS技术介绍

GIS是对空间数据进行输入、存储、检索、运算、分析、建模、显示、输出的计算机系统，是集空间科学、遥感测绘学、现代地理学、信息科学、计算机科学、环境科学和管理科学为一体的新型边缘学科，并且迅速形成一门融上述各学科及其各类应用对象为一体的综合性高新技术。

GIS不仅可管理数据、文字信息和图形，而且是以空间数据为研究对象，以计算机为工具，将不同来源，不同类型的数据和相关的属性信息进行有机的结合和综合分析查询，实现计算机信息处理，是综合处理和分析空间数据的一种有效的新技术系统。同时，它具有及时、迅速、准确、完整地查询各种资料信息，实现图形与属性数据的空间查询、分析计算及编制专题地图等功能，并具有良好的兼容性和资源共享等优点。

完整的GIS主要由五个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员、过程，其核心部分是计算机软硬系统，空间数据库反映了GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

二、GIS的技术特点及其应用优势

1、海量数据存储功能

城市规划需要处理的数据量庞大、种类繁多，并处于不断的更新变化中。传统的数据处理方法难以胜任数据的急速膨胀，且缺乏现势性。而利用GIS的建模技术，可以海量的基础数据进行存储，并可对数据进行及时更新，准确反映城市的现势与变迁。

2、实现信息的快速、动态查询与统计分析

传统软件，虽然有强大的图形功能，但缺乏對属性数据的支持能力，在数据量化统计、查询等方面给城市规划管理人员带来较大困难。而GIS能将空间数据与属性数据有机结合、统一管理，可利用其空间查询功能对存储数据进行查询、检索、统计、分析，大大提高规划管理的质量和效率。

3、提供理性的辅助决策工具

GIS强大的空间分析功能和可视化表达能力，可以直观表达城市空间，对规划方案与成果进行定量分析、模拟及预测，为城市规划管理提供理性决策的工具，辅助城市规划科学决策。

三、 GIS在规划中的应用

1、GIS在信息采集及数据库建设中的应用

从城市规划的内容不难看出，城市规划首先要收集和调查基础资料包括城市的基础地形图数据、规划控制性数据，也有规划的现状数据和城市的属性数据等。GIS在这一环节与遥感相结合，可高效地完成影像的定位和地图校准工作，实现区域精确定位、有利于快速、高效的采集信息，如：可利用遥感影像在GIS软件中将其土地分类、专题特征的提取和面积测算等，了解城市的土地利用现状的基本情况进而形成城市规划现状的基础数据。

城市规划是以城市现状作为其设计与管理的基础，就城市管理本身而言，它是一个复杂的系统工程，因此，进行城市规划信息系统建设的首要工作就是建立城市规划数据库，动态地存储和管理城市空间信息及各种规划专题信息等基础数据，为城市规划提供综合性的信息服务。在城市规划数据库的基础上，建立城市规划的空间分析模型，提供决策支持，实现城市规划管理的科学化与智能化。GIS在这一环节的重要作用既是运用GIS技术将大量的基础信息和专业信息进行数据建库建设，实现空间信息和属性信息的一体化管理与可视化表现，提供方便的信息查询和统计工具。

2 、GIS在模拟预测中的应用

城市规划的研究城市发展战略，预测发展规模，拟定城市分期建设的技术经济指标。在这一环节，采用数学模型对城市综合环境及发展进行预测， 为未来发展提供科学依据，如区域城镇发展趋势和城市化水平预测城市用地和人口预测等，一般是利用回归分析、因素叠置分析的模式进行。先通过回归方程进行数据预测，然后利用GIS的空间叠置分析功能、缓冲区分析、拓扑分析等将所有的要素预测状况进行综合分析，从而得出相对合理的预测结果，关键在于回归模型的建立及其与GIS的结合。同时可通过GIS相关功能模块的基础上，通过GIS的二次开发实现城市环境演变动态模拟与预测。

3 、GIS在分析决策支持中的应用

确定城市功能的空间布局，合理选择城市的各项用地，并考虑城市空间的长远发展方向及其以后的规划工作等决策问题，是城市持续发展的关键性问题。在这一环节，GIS在市政工程选址、布局等方面均有运用。如GIS在公共设施选址中的具体应用，利用GIS协助大型超市的选址工作，首先利用GIS对人口密度、出行分布、公交路线周围环境等进行数据建库， 其次对现状路网密度、出行距离和时间、交通可达性、公交服务半径进行合理性评价， 结合专业软件进行城市交通的规划预测、出行分布和流量分配决定选择超市的开设地点。

4、GIS在规划管理中的应用

GIS和日常管理几乎是形影不离。在管理初期可以将所有信息录入数据库，建立城市环境数据信息数据库，可以实现对GIS数据管理、质量检验、查询、显示、统计、数据更新等方面功能；与影像相结合实现环境信息的叠加，实现对环境信息及时掌握，实现城市环境信息的统一管理，通过数据库及监测技术掌控环境变化，及时发现问题，尤其在城市建设用地审批阶段，可借助GIS空间分析技术，使审批人员可以很快地统计出所圈地块的面积及有关属性信息，了解周围的环境、工程布局、占用土地情况等等为规划管理提供高效服务。目前GIS结合遥感影像已经应用于执法监察工作中，利用遥感卫星数据与历史数据进行比对分析，重点发现土地利用的变化区域，结合现场勘察资料，可以较为客观、科学的进行执法。

四、GIS在城市规划管理领域的应用前景

1、3S 集成一体化

3S集成一体化技术，即以GIS、RS、GPS三大技术为基础，将GIS强大的空间分析功能，与RS快速的信息动态更新功能和GPS精确的空间定位功能相结合，精确采集地理实体信息并及时更新，大大提高数据更新现势性。

2、移动GIS技术

移动GIS是GIS技术与移动通讯、无线互联网设备、多媒体技术等的集成，它是GIS技术发展的一个重要趋势，具有动态性、移动性。它可以方便用户在移动终端上进行各种地理实体信息以及规划信息的交互获取，实时实地的对用户要求进行处理。

3、TGIS技术

TGIS，即时态地理信息系统，是GIS发展的必然趋势。TGIS强调的是利用时空分析工具和技术来模拟动态过程， 探究和挖掘隐含于时空数据中的信息和规律，其核心是时空数据库。将TGIS 应用到城市规划管理，不仅可满足城市规划工作对数据实时性的要求，并且可以为管理者提供时空预测模拟，来检验规划方案的可行性，进一步辅助城市规划管理决策。

结束语：GIS作为当代科学发展的前沿学科，已成为城市规划管理中最为行之有效的辅助工具。GIS在城市规划方面应用的效果有目共睹，不但能够解决技术层面上的问题，还能够对数据管理的科学化、信息化与标准化。有理由相信，GIS系统在城市规划与城市建设当中的应用将会更加广泛，其发展前景更是不可限量。

参考文献：

[1] 张晓瑞 周国艳.GIS在城市规划中的应用[J].地理空间信息，2009，7（06）.

[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.2005，12，（14）.

[3] 胡晓东.浅谈GIS技术在城市规划中的应用[J].科技资讯.2005（26） .